“透镜及其应用”易错大盘点

靳玉保

“透镜及其应用”是历年考试的重要考点，在解答相关题目时，同学们往往考虑不全，顾此失彼，容易受到思维定势和错误观念的诱导而出错，现对本部分易错知识点进行剖析，希望对同学们的学习有所帮助。

易错点1|不理解透镜对光的作用

凸透镜对光具有会聚作用，凹透镜对光具有发散作用，解决此类问题的关键是深刻理解对光线“会聚作用”和“发散作用”的含义，不能认为小射光线相交就是会聚作用。出射光线发散就是发散作用，应将入射光线延长，看延长线与出射光线的关系：如果出射光线向主光轴偏折，就是会聚作用：反之就是发散作用。

例P1甲、乙两个矩形方框中各放一个透镜，发光点s发出的两条光线通过透镜前后的方向如图1所示。下列说法正确的是（）

A，甲是凸透镜，乙是凹透镜

B，甲是凹透镜，乙是凸透镜

C，甲、乙都是凸透镜

D，甲、乙都是凹透镜

易错答案：B

错因分析：只看表象。不看实质，把会聚光线与会聚作用、发散光线与发散作用混为一谈，

正解：图1甲中，如果没有透镜时，左侧的两条光线在空气中沿直线传播（如图2虚线方向），通过透镜后的折射光线与直线传播的方向相比较其发散程度降低了。所以甲矩形框中是凸透镜。

正确答案：C

易错点2|不能灵活运用凸透镜的成像规律

对于凸透镜成像规律，同学们要牢记：

（1）“1倍焦距分虚实”，u=f成实像与虚像的分界点：u>f时，成实像;u

（2）“2倍焦距分大小”，u=2f是成放大实像与缩小实像的分界点：u>2f时，成缩小实像;斥u<2f时，成放大实像;u=2f时，成等大实像，

例2蜡烛放在凸透镜前30cm处，在光屏上得到清晰放大、倒立的像，当蜡烛放在凸透镜前12cm处时。通过凸透镜再次成像，则（）

A，一定成倒立、缩小的实像

B，一定成正立、放大的虚像

C，可能成倒立、放大的实像

D，可能成正立、放大的虚像

易错答案：C或D

错因分析：选错的同学不能灵活运用凸透镜的成像规律，没有经过严谨逻辑推理，一上来就排除含有“一定”的选项，而在含有“可能”的选项中选择答案，本题从表面上不能看出焦距的大小，所以当蜡烛放在凸透镜前12cm处时，选错的同学认为蜡烛可能在焦距内，也可能在焦距外，从而选出错误答案。

正解：根据凸透镜成像规律，当u=30cm时，在光屏上得到清晰放大、倒立的像，所以f<30cm<2f，即15cm

正确答案：B

易错点3|对凸透镜成像的动态变化问题掌握不牢

当物体相对凸透镜运动时，所成像的大小、像到凸透镜的距离都有相应的改变，无论是实像还是虚像，物体距离焦点F越近，所成的像越大，成虛像时，物体逐渐向凸透镜移动，离焦点F越来越远，所成的像逐渐变小;反之，像逐渐变大，成实像时。物体逐渐向凸透镜移动，离焦点F越来越近，所成的像逐渐变大：反之，像逐渐变小，可总结为：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小：成虚像时，物近像近像变小。物远像远像变大。

例3近年来流行一种“自拍神器”——自拍杆给旅行者自拍带来方便，如图3所示。与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，使像____（填“变大”或“变小”），从而____（填“增大”或“减小”）取景范围，取得需要的拍摄效果。

易错答案：变大__减小

错因分析：混淆像的大小随物距变化的规律，

正解：根据凸透镜成像规律，凸透镜成的实像随物距变化的规律是“物近像远像变大”。反之，是“物远像近像变小”，利用自拍杆可以增大物距。导致像距减小，像变小，增大了取景范围。

正确答案：变小 增大

易错点4|对凸透镜成像的变焦问题掌握不牢

当凸透镜的焦距发生变化时，其对光的偏折能力也发生变化：焦距越小（透镜越厚），偏折能力越强。用可变焦距的光学照相机把远处的景物“拉近”拍摄时，物距基本不变，像距和焦距变大，像变大，眼睛相当于可调节焦距的凸透镜，视网膜相当于光屏。所以像距是固定不变的，当物体与眼睛的距离发生变化时，晶状体通过调整弯曲程度来改变焦距：物距减小，焦距也减小：物距增大，焦距也增大，当“近视眼”看远处物体时，焦距调到最大，像成在视网膜前方，需要用凹透镜矫正：而“远视眼”看近处物体时，焦距调到最小，像成在视网膜后方，需要用凸透镜矫正。

例4为了研究眼的成像原理，小科自主研制了如图4所示的实验装置，用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜的凹凸程度，光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置，点燃蜡烛后。调节水透镜直至光屏上成一个清晰倒立、_______（填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，要使光屏上重新得到清晰的像，应对水透镜__（填“注水”或“抽水”）。

易错答案：放大 注水

错因分析：抓不住“像距不变”这一信息，当物距变大时，焦距应调大一些，

正解：向左移动蜡烛。此时的物距变大，像距应该变小，即光屏应该向左移动，才能再次使像清晰，若保持光屏和透镜位置不变。仍使像成在光屏上，需要让凸透镜的焦距变大，即需要让凸透镜变薄，故应该向外抽水。

正确答案：缩小 抽水

小结：处理透镜问题，要深刻理解透镜对光线的作用，灵活掌握三条特殊光线的画法，要抓好凸透镜成像时1倍焦距、2倍焦距这两个重要的分界点，要善于从题目提供的信息中，提炼出物距、焦距、像距间的相互关系。