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沪科版物理八上——第四章 多彩的光—第五节 科学探究:凸透镜成像
一、单选题
1.(2021·眉山)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,已知凸透镜的焦距为 。如图所示,凸透镜固定在光具座的 刻线处,通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验。下列说法中正确的是( )
A.将蜡烛移到 刻线处,光屏上呈现倒立放大的实像
B.将蜡烛移到 刻线处,光屏上呈现正立放大的虚像
C.将蜡烛移到 刻线处,成像特点与照相机成像特点相同
D.将蜡烛从 刻线处移向 刻线处的过程中,光屏上呈现的像会变大
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.将蜡烛移到 刻线处,物距为40cm,大于两倍焦距,故成的是倒立的缩小的实像,A不符合题意;
B.将蜡烛移到 刻线处,物距为5cm,成的是虚像,光屏上无法承接,B不符合题意;
C.将蜡烛移到 刻线处,物距为15cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,故成像特点倒立的放大的实像,与投影仪成像特点相同,C不符合题意;
D.将蜡烛从 刻线处移向 刻线处的过程中,成实像,物近像远,像变大,故光屏上呈现的像会变大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)已知焦距f=10cm,从光具座上可以读出物距u的大小,然后运用凸透镜成像原理是:u>2f,成倒立缩小的实像,照相机原理;f(2)f2.(2021·黄石)在探究“凸透镜成像的规律”的实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( )
A.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在刻度线45cm处,适当移动光屏,也能在光屏上得到一个清晰的像
C.若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,则光屏应靠近凸透镜才能得到清晰的像
D.图中此时成像原理与显微镜物镜的成像原理相同
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.若将蜡烛远离凸透镜,物距增大,像距减小,像变小,A不符合题意;
B.图中物距小于像距,成倒立放大实像,可得f<u=15cm<2f
v=30cm>2f
解得7.5cm<f<15cm
将蜡烛放在刻度线45cm处,物距小于一倍焦距,故不成像,B不符合题意;
C.近视眼镜是凹透镜,发散光线,则光屏应远离凸透镜才能得到清晰的像,C不符合题意;
D.显微镜的物镜成倒立放大的实像,图中也是,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】当物距u>2f时,像距f3.(2021·湘西)下列透镜中凹透镜是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜中间厚、边缘薄,凹透镜中间薄、边缘厚,所以ACD中的透镜为凸透镜,B中的透镜为凹透镜。
故答案为:B。
【分析】凸透镜中间薄,边缘厚;凹透镜中间厚,边缘薄。
4.(2021·昆明)如图1所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P’点。现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径,在图2的四种表示中,正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】A
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】P’点为像点,经过P点发出的光线最终都会通过P’点,BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】运用凸透镜的三条特殊光线进行判断:平行于主光轴的光线通过凸透镜后折射光线一定要经过另一侧的焦点;经过凸透镜光心的光线沿直线传播;经过焦点的光线通过凸透镜后折射光线平行主光轴。
5.(2021·江西)小明同学在探究凸透镜成像规律时,把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置,移动光具座上的光屏得到一清晰像(光屏未画出),则该透镜的焦距可能是( )
A.10cm B.20cm C.30cm D.40cm
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】蜡烛在光屏上成的像是实像。当物体距凸透镜大于凸透镜一倍焦距时,即可通过凸透镜成实像。此时,蜡烛与凸透镜的距离为30cm,所以,此实验中,凸透镜的焦距是小于30cm的,10cm、20cm都是有可能的。若其焦距为10cm,此时物距大于二倍焦距,则像距小于二倍焦距且大于一倍焦距,即光屏位置在标尺的70~80cm刻度线之间;若其焦距为20cm,此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,则像成在二倍焦距以外,即像与透镜的距离大于40cm。但透镜到光具座右端的距离只有40cm,此时像成在光具座右端以外了。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物距u>2f时,像距f2f,成倒立、放大的实像,结合物距和像距判断即可。
6.(2021八下·昌平期末)小杨做凸透镜成像规律的实验。将焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧,实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.若蜡烛放置在10cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像
B.若蜡烛放置在20cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
C.若蜡烛放置在30cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的虛像
D.若蜡烛放置在40cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上星现烛焰清晰放大的实像
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.若蜡烛放置在10cm刻度线处,物距为40cm,大于两倍的焦距,成的是倒立的缩小的实像,A符合题意;
B.若蜡烛放置在20cm刻度线处,物距为30cm,等于两倍的焦距,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰等大的实像,B不符合题意;
C.若蜡烛放置在30cm刻度线处,物距为20cm,在一倍焦距和两倍的焦距之间,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像,C不符合题意;
D.若蜡烛放置在40cm刻度线处,小于一倍的焦距,成的是放大的虚像,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时,成倒立放大的实像;当物体在一倍焦距内时,成正立放大的虚像。
7.(2021八下·陈仓期中)下列关于透镜的说法中,正确的是( )
A.焦距越长,透镜对光的折射作用越弱
B.凸透镜只对平行光有会聚作用
C.凹透镜两个焦点之间的距离叫做焦距
D.平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点
【答案】A
【知识点】透镜及其特点与分类;主光轴、光心、焦点和焦距
【解析】【解答】A.焦距越长,透镜对光的折射作用越弱,A符合题意;
B.凸透镜对光线有会聚作用,不仅仅是平行光,B不符合题意;
C.凹透镜的虚焦点与光心之间的距离叫做焦距,C不符合题意;
D.平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后一定会聚于焦点,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】凸透镜对光线有会聚作用;凸透镜的焦距越长,折光能力越弱;平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会聚于焦点。
8.(2021八下·陈仓期中)如图所示,对光有会聚作用的透镜有( )
A.①③⑤⑥ B.②④⑤⑥ C.①③⑤ D.②⑥
【答案】C
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜对光线有会聚作用,凸透镜是中间厚,边缘薄的透镜,则①③⑤是凸透镜,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】中间厚,边缘薄的透镜是凸透镜;中间薄,边缘厚是透镜是凹透镜。
9.(2021八下·陕州期中)图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形。其中属于凹透镜的是( )
A.没有 B.a、b、c、d C.c D.a、b、d
【答案】D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】凹透镜对光线有发散作用,由图可知光线经过a、b、d后是向外发散的,经过c后是向内会聚的,因此a、b、d是凹透镜,c是凸透镜。
故答案为:D。
【分析】凹透镜对光线有发散作用,凸透镜对光线有会聚作用,结合入射光线和折射光线的方向判断即可。
10.(2021·长丰模拟)做“探究凸透镜成像规律”的实验时,当点燃的蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,烛焰在光屏上成了一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A.此时成像情况符合投影仪成像原理
B.透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上也能得到烛焰清晰的像
C.要使光屏上烛焰的像变小,只需将蜡烛靠近凸透镜
D.为了便于从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较光滑的玻璃板
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.由图可知,物距大于像距,成倒立缩小的实像,照相机应用此原理制成的,A不符合题意;
B.在光的折射现象中光路可逆,透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,光屏上也能得到烛焰清晰的像,B符合题意;
C.凸透镜成实像时有物远像近像变小的特点,要使光屏上烛焰的像变小,只需将蜡烛远离凸透镜,C不符合题意;
D.为了便于从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较粗糙的毛玻璃板,这样反射光线可以向着各个方向。D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.照相机的原理是成倒立缩小的实像。
B.在光的折射现象中光路可逆。
C.凸透镜成实像时有物远像近像变小的特点 。
D.光屏应选用较粗糙的毛玻璃板,这样反射光线可以向着各个方向。
11.(2021·河西模拟)如图是德国设计师设计的一球形透镜太阳能系统,光通过透镜后再发电。该透镜是一个( )
A.凹透镜,它对光有会聚作用 B.凹透镜,它对光有发散作用
C.凸透镜,它对光有发散作用 D.凸透镜,它对光有会聚作用
【答案】D
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用,该太阳能系统是利用太阳光通过凸透镜会聚后再发电,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】凸透镜是中间厚边缘薄的透镜;凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用。
12.(2021·自贡模拟)在探究凸透镜成像规律时,将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上,调整后的位置如图,此时在光屏上得到烛焰清晰的像,对于该次实验下列描述正确的是( )
①光屏上成倒立、缩小的实像
②此凸透镜的焦距可能为7.5cm<f<10cm
③照相机应用了该次实验的成像规律
④投影仪应用了该次实验的成像规律
A.①③ B.①②③④ C.①②③ D.①②
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】①由图可知,物距大于像距,则u>2f,此时成倒立缩小的实像,故①正确;②由图知,物距是20cm,即20cm>2f,则f<10cm;像距是15cm,即2f>15cm>f,则7.5cm<f<15cm,故该凸透镜的焦距范围为7.5cm<f<10cm,故②正确;③④照相机在生活中应用很广泛,照相机的原理是:物体在2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成的是倒立、缩小的实像,投影仪成倒立、放大的实像,故③正确,④错误。
故答案为:C。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时,像是倒立缩小的实像;根据物距和像距的范围,可以计算焦距的取值范围;照相机成像时,物体在凸透镜的二倍焦距外。
13.(2021·广安模拟)将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜 处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如图所示。下列分析中正确的是( )
A.此时在 刻度间移动光屏,可以在光屏上观察到清晰、缩小的像
B.将蜡烛移到 刻度处,移动光屏,可在光屏上得到清晰、等大的像
C.将蜡烛移到 刻度处,移动光屏,可在光屏上得到清晰、放大的像
D.上述分析均不正确
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据焦点和焦距的定义,当拿着凸透镜正对太阳光,在距透镜中心 处得到一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离,即焦距为 :
A.从图上看出,物距 ,
凸透镜 , ,
成倒立、缩小的实像,此时像距大于二倍焦距,不会得到清晰的像,A不符合题意;
B.将蜡烛移到 刻度处 , ,
凸透镜成倒立放大的实像,将蜡烛移到 刻度处
移动光屏不能在屏上得到清晰等大的像,B不符合题意;
C.将蜡烛移到 刻度处 ,
物距满足
成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,C不符合题意;
D.上述分析均不正确,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距外时,像在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间;物体在一倍焦距和二倍焦距间,像在二倍焦距外。
14.(2021·市北模拟)如图是光通过透镜前、后的光路图,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】A.平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,A符合题意;
B.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后应过焦点,B不符合题意;
C.这条入射光线不属于凹透镜的特殊光线,经凹透镜后应该变得远离主光轴,C不符合题意;
D.通过焦点的光线经凸透镜折射后应平行于主光轴,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
15.(2021·东明模拟)一凸透镜的焦距为 ,若用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,当物体距凸透镜 时,重新调节光屏的位置,可以得到( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.正立、等大的虚像 D.倒立、等大的实像
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】凸透镜的焦距是10cm,当物体距凸透镜 时,物距大于2倍焦距,成倒立缩小的实像。
故答案为:B。
【分析】当物距u>2f时,像距f16.(2021·广西模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.照相机应用了这一成像规律
B.所成的像是倒立、放大的实像
C.蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像会向下移
D.保持透镜不动,交换蜡烛和光屏的位置,光屏上不能成像
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】AB.由题中图可得,物距为15cm,像距为30cm,得到像距大于物距,此时成倒立、放大实像,是投影仪的原理而不是照相机的原理,A不符合题意,B符合题意;
C.蜡烛燃烧一段时间后,蜡烛变短后,烛焰的位置向下移动,由于光线通过凸透镜的光心不改变其传播方向,烛焰的像的位置应该向上移动,C不符合题意;
D.保持凸透镜不动,交换蜡烛和光屏的位置时,根据光的折射现象中光路可逆可知,光屏上也能像,此时物距小于像距,成倒立、缩小的实像,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】本题主要考查的是凸透镜成像规律的应用,解决此题的关键是掌握凸透镜成像性质与物距与焦距关系。
二、填空题
17.(2021·荆门)小华同学将一凸透镜正对一束平行光,可得到一个很小、很亮的光斑如图甲所示,该凸透镜的焦距为 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙所示安装到光具座上,在光屏上可观察到清晰倒立 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,我们生活中的 (选填“放大镜”、“近视眼镜”或“照相机”)就是遵循了凸透镜的这一成像规律。把凸透镜换成薄玻璃板,在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个 (选填“放大”缩小”或“等大”)的蜡烛的像。
【答案】10.0;缩小;照相机;等大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】凸透镜正对一束平行光,可得到一个很小、很亮的光斑,即为焦点,焦点到凸透镜的距离即为焦距,焦距为10.0cm。
该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙,物距为30cm,蜡烛在两倍焦距以外,故成的是倒立、缩小的实像。
照相机就是利用这一原理制成的。
把凸透镜换成薄玻璃板,即平面镜成像,成的是正立、等大的虚像。
【分析】在探究凸透镜成像时,平行光经过透镜后会会聚到一个点上,此点即为焦点,焦点到光心的距离为焦距;当物距u>2f时,像距f18.(2021·阿城模拟)如图所示,已知凸透镜焦距为10.0cm,此时光屏可以得到一个清晰倒立 实像。若将蜡烛移到45cm刻度线处,此时所成的像与该蜡烛放在平面镜前所成像的区别是 。
【答案】缩小;凸透镜成像比平面镜成像大(两个像大小不同)
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由图知,凸透镜焦距为10.0cm,此时物距等于30cm,大于2f,此时光屏可以得到一个倒立、缩小的实像。当将蜡烛移到“45cm”刻度线处,物距小于焦距,成正立、放大虚像,此时所成的像比蜡烛放在平面镜前所成的像大。
【分析】当物距u>2f时,像距f19.(2021·东平模拟)将矿泉水瓶遗弃野外易引起山火,是因为瓶中的水相当于 ,可会聚太阳光引燃干草或枯枝.
【答案】凸透镜
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜对光线有会聚作用,太阳光相当于平行光,照射到凸透镜后会聚于一点,长时间照射会使此点温度很高,从而引燃干草和枯枝。
【分析】中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
20.(2020八上·淮北期末)某小客车车内的防滑垫上放了两瓶矿泉水,被太阳光直射暴晒一段时间后,防滑垫着火。这是由于矿泉水瓶相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),它对光线有会聚作用而引起的。
【答案】凸透镜
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜对光有会聚作用,防滑垫上的矿泉水瓶相当于凸透镜,对光有会聚作用,当被太阳光直射暴晒一段时间后,使防滑垫着火。
【分析】凸透镜中间厚,边缘薄,对光有会聚作用。
21.(2020八上·云南期末)某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图像(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 cm以内;把物体从距凸透镜3cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将 (选填“变大”“变小”“先变小再变大”“先变大再变小”)。
【答案】5;先变大再变小
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距,成倒立、等大的实像可知,2f=10cm,即焦距f为5cm;用该凸透镜作放大镜使用时,物距小于1倍焦距,成正立、放大的虚像,即被观察的物体到透镜的距离在5cm以内。把物体从距凸透镜3cm处,此时物距小于1倍焦距成正立、放大的虚像,且成虚像时物距越大像越大;当物距等于1倍焦距时不成像,成平行光射出;当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,成倒立、放大的实像;当物距等于2倍焦距时成倒立、等大的实像;当物距大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像;综上可知移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将先变大再变小。
【分析】凸透镜成像中,物距等于像距时,物距等于二倍焦距;物体在凸透镜的焦点内时,成正立放大的虚像;物体靠近焦点时,像变大,远离凸透镜时,像变小。
22.(2020八上·西安月考)当物体距凸透镜20cm时,在透镜的另一侧的光屏上得到一个 (正立/倒立)的、等大的清晰的像,则此凸透镜的焦距为 cm。若将此物体向透镜靠拢,在移动光屏的过程中,像逐渐变 。当物体移到离凸透镜10cm时,无论怎样移动光屏也不能在光屏上得到清晰的像,通过凸透镜 (填“能/不能”)看到物体的像。
【答案】倒立;10;大;不能
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】像成在光屏上,是实像,所以像是倒立的。当物体距凸透镜20cm时,成等大实像,故物距为二倍焦距,所以此凸透镜的焦距为10cm。若将此物体向透镜靠拢,物距变小,则在移动光屏的过程中,像逐渐变大。当物体移到离凸透镜10cm时,物距等于焦距,此时不成像,所以通过凸透镜不能看到物体的像。
【分析】凸透镜成等大的实像时,是倒立的,此时物体在凸透镜的二倍焦距;当物体靠近凸透镜,像远离凸透镜,像变大;当物距小于焦距时,成虚像,不能成在光屏上。
三、解答题
23.(2019八上·伊春期末)为了防止森林火灾,在森林里不允许随地丢弃装有液体的饮料瓶,为什么?
【答案】解:装有液体的饮料瓶相当于一个凸透镜,在太阳光的照射下,由于凸透镜对光线的会聚作用,易引燃位于焦点处的树叶等,所以不允许随便丢弃饮料瓶。
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】装有液体的饮料瓶中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,在太阳光的照射下,容易引燃位于焦点处的树叶等,容易引发火灾。
【分析】凸透镜对光有会聚作用.
24.(2020八上·大安期末)请你用所学物理知识解释:在夏日的中午,为什么要避免给花草树木浇水?
【答案】解:植物表面的水滴中间厚两边薄,相当于一个凸透镜,对光有会聚作用,这样容易灼伤植物表面。
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【分析】中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,对光有会聚作用。
四、作图题
25.(2021·邵阳)请你将光路补充完整。
【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】根据平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后,折射光线经过焦点,经过光心的光线,传播方向不变,如图所示:
【分析】该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
26.(2021八下·兰州期末)如图所示,完成图中光路。
【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】经过凹透镜光心的入射光线传播方向不变;射向凹透镜另一侧虚焦点的入射光线,经凹透镜折射后平行于主光轴,如答图所示。
【分析】过凹透镜光心的入射光线传播方向不变;射向凹透镜另一侧虚焦点的入射光线,经凹透镜折射后平行于主光轴。
27.(2021·无锡)图中物体AB在凸透镜两倍焦距以外,请画出AB经凸透镜所成像A'B′的大致位置。
【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】画出从A点发出的平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点、通过光心的光线传播方向不变,折射光线的交点可得A点的像,垂直主光轴画出像A′B′。
【分析】该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
28.(2021八下·通城期末)如图所示,F是透镜的焦点,a、b、c是烛焰发出的三条光线,请作出a、b、c三条光线的折射光线。
【答案】
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后,经过焦点;过光心的入射光线,传播方向不改变;过焦点的入射光线经凸透镜折射后,平行于主光轴;a、b、c三条光线的折射光线如下图所示:
【分析】该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
29.(2021·临清模拟)图中光线是经过透镜折射后的光线,请分别画出它们的入射光线。
【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
【分析】该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
30.(2021·龙岗模拟)小林将实验室的凸透镜和凹透镜如图叠放,一束光线先通过凸透镜L2,再通过凹透镜L1。请将光路补充完整。
【答案】解:如图所示;
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于凸透镜的主光轴射出;平行于主光轴的光线射向凹透镜,经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过凹透镜的焦点,据此完成光路图,如图所示:
。
【分析】凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
凹透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,经过焦点的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜反向延长经过焦点。
31.(2021八下·黑山月考)完成如下图所示的光路图。
【答案】解:如图所示;
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】由于平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,故光路如下图
由于延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,故光路如下图
【分析】凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上;凹透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,经过焦点的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜反向延长经过焦点。
32.(2021·瑶海模拟)如图所示,凸透镜的主光轴恰好与水面重合,一条光线斜射到水面,在焦点F处发生折射。请在图中画出射出水面的折射光线以及经过凸透镜折射的出射光线。
【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】光从水中斜射入到空气中,根据光的折射规律,折射角要变大,又经过凸透镜的焦点,故经过凸透镜折射后平行于主光轴,如下图所示:
【分析】当光发生折射时,根据光的折射规律,结合入射角和折射角的大小关系作图即可。该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
五、实验探究题
33.(2021·凉山)以下是小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中的部分操作:
(1)如图甲所示,小明让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm。(要求记录到准确值的下一位)
(2)小明将LED灯、凸透镜和光屏依次放在光具座上,通过调节使三者中心大致在 。接着,小明调节LED灯、凸透镜至如图乙所示的位置,移动光屏,会在光屏上得到倒立、 的实像,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 。
【答案】(1)10.0
(2)同一高度(或同一水平直线);缩小;照相机
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,这个光斑就是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离就是焦距,所以凸透镜的焦距f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)实验中需调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处,这样才能使像成在光屏的中央。
物距大于像距,成倒立缩小实像,该成像规律与日常生活中的照相机成像规律相同。
【分析】(1)在探究凸透镜成像时,平行光经过透镜后会会聚到一个点上,此点即为焦点,焦点到光心的距离为焦距;
(2)实验前,调节、烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度上,使得像呈现在光屏的中央;当物距u>2f时,像距f34.(2021·南京)小明用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)图中光屏上恰好成一清晰的像,该像的性质是倒立、 的实像。
(2)图中只移动蜡烛和光屏,可以模拟照相机成像原理的操作是______(填字母)。
A.都左移 B.都右移
C.蜡烛左移,光屏右移 D.蜡烛右移,光屏左移
(3)完成实验后,他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置,发现光屏上的像由清晰变模糊,向左移动光屏又发现清晰的像,说明该透镜对光有 作用,可以矫正的视力缺陷是 。
【答案】(1)等大
(2)A
(3)会聚;远视眼
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由图可知,蜡烛到凸透镜的距离为
光屏到凸透镜的距离
物距等于像距时,等于两倍焦距,即 ,成倒立、等大的实像,凸透镜的焦距
(2)模拟照相机成像原理,u>2f,f故答案为:A。
(3)他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置,发现光屏上的像由清晰变模糊,向左移动光屏又发现清晰的像,说明成像在原来光屏的前方,该透镜对光有会聚作用,是凸透镜。
远视眼是成像在视网膜的后方,需要使用对光有会聚作用的透镜,使像成在视网膜上,故凸透镜可以矫正远视眼。
【分析】(1)当物距u=2f时,像距v=2f,成倒立、等大的实像,可以利用此成像性质测量凸透镜的焦距;
(2)当物距u>2f时,像距f(3)远视眼是晶状体过薄使得对光线的偏折能力较弱导致的,像成在视网膜的后方,应该佩戴凸透镜进行校正。
35.(2021·锦州)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验,选用的凸透镜焦距为10cm。
(1)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,恰好能在光屏上接收到清晰的烛焰的像,但像没有完整的成在光屏的中央。为了使像成在光屏的中央,应将凸透镜向 (选填“上”或“下”)调节。
(2)把蜡烛移到光具座25cm刻度线处,凸透镜不动,移动光屏,光屏上再次出现清晰倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,这个成像性质在生活中的应用是 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(3)接着,小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像又变得模糊。保持蜡烛和凸透镜不动,当光屏向左移动适当距离后像又清晰。由此推断,小明的眼睛属于 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
(4)小明取走自己的眼镜,将蜡烛移到光具座30cm刻度线处,凸透镜不动,移动光屏,当光屏上再次出现清晰的像时,发现蜡烛和光屏之间的距离 (选填“大于”、“等于”或“小于”)(2)中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。
【答案】(1)下
(2)缩小;照相机
(3)远视眼
(4)小于
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由图可知,像在光屏上的位置偏上,应使像向下移动,由于光线经光心传播方向不改变,应将凸透镜向下调节,使像成在光屏的中央。
(2)把蜡烛移到光具座25cm刻度线处,此时物距等于25cm,因为凸透镜焦距为10cm,所以此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时光屏上出现清晰倒立、缩小的实像,这个成像性质在生活中的应用是照相机。
(3)小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像又变得模糊。保持蜡烛和凸透镜不动,当光屏向左移动适当距离后像又清晰,说明小明的眼镜对光线起到了会聚作用,使像靠近凸透镜,所以小明的眼镜属于凸透镜,小明的眼镜属于远视眼。
(4)将蜡烛移到光具座30cm刻度线处,此时的物距为20cm,等于二倍焦距,凸透镜不动,移动光屏,当光屏上再次出现清晰的像时,像距也为二倍焦距,此时蜡烛和光屏之间的距离为四倍焦距,在凸透镜成实像时,物体在二倍焦距时,物体与像之间的距离最小,为四倍焦距,所以此时蜡烛和光屏之间的距离小于(2)中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。
【分析】(1)通过光心的光线不改变方向确定像的位置,移动蜡烛、凸透镜和光屏使之在中央;
(2)当物距u>2f时,像距f(3)远视眼是晶状体过薄使得对光线的偏折能力较弱导致的,像成在视网膜的后方,应该佩戴凸透镜进行校正;
(4)当凸透镜成实像时,物距发生改变时,像距和像的大小的变化遵循“物远像近小、物近像远大”的变化规律。
36.(2021·阜新)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)下图是利用太阳光测凸透镜焦距的方法,其中操作最合理的是 。
(2)将焦距为10cm的凸透镜,固定在光具座50cm的刻度处,将蜡烛从下图所示位置,移到光具座20cm刻度处,需将光屏向 移动(选填“左”或“右”),直至在光屏上成清晰的、 的实像(选填“正立”或“倒立”),此成像的特点与 原理相同(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);这时若将蜡烛和光屏位置互换,光屏上 再次得到烛焰清晰的像(选填“能”或“不能”)。
(3)下面能说明远视眼成像和它矫正方法的原理图是 。
【答案】(1)C
(2)左;倒立;照相机;能
(3)乙丁
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)利用太阳光测凸透镜焦距,应将凸透镜正对太阳光,且观察光斑的纸张也应正对太阳光,则光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的焦距。
故答案为:C。
(2)焦距为10cm的凸透镜,固定在光具座50cm的刻度处,将蜡烛从图所示位置,移到光具座20cm刻度处,则物距为30cm,根据凸透镜成像规律可知,像距应该在一倍焦距到二倍焦距之间,即在光具座的60cm~70cm之间,所以光屏需要向左移动。此时光屏上成倒立缩小的实像,与照相机的成像原理相同。
将蜡烛和光屏位置互换,根据光路可逆的知识可知,光屏上仍能得到清晰的像,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,烛焰可在光屏上成清晰倒立放大实像。
(3)远视眼成因是晶状体曲度变小,会聚能力变弱,像成在视网膜后方,如乙图所示;为了能够让像成在视网膜上,需要提高会聚能力,即增加一个凸透镜,光线恰好能会聚在视网膜上,如图丁所示。
【分析】(1)在探究凸透镜成像时,平行光经过透镜后会会聚到一个点上,此点即为焦点,焦点到光心的距离为焦距;
(2)当物距u>2f时,像距f(3)远视眼是晶状体过薄使得对光线的偏折能力较弱导致的,像成在视网膜的后方,应该佩戴凸透镜进行校正。
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沪科版物理八上——第四章 多彩的光—第五节 科学探究:凸透镜成像
一、单选题
1.(2021·眉山)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,已知凸透镜的焦距为 。如图所示,凸透镜固定在光具座的 刻线处,通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验。下列说法中正确的是( )
A.将蜡烛移到 刻线处,光屏上呈现倒立放大的实像
B.将蜡烛移到 刻线处,光屏上呈现正立放大的虚像
C.将蜡烛移到 刻线处,成像特点与照相机成像特点相同
D.将蜡烛从 刻线处移向 刻线处的过程中,光屏上呈现的像会变大
2.(2021·黄石)在探究“凸透镜成像的规律”的实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( )
A.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在刻度线45cm处,适当移动光屏,也能在光屏上得到一个清晰的像
C.若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,则光屏应靠近凸透镜才能得到清晰的像
D.图中此时成像原理与显微镜物镜的成像原理相同
3.(2021·湘西)下列透镜中凹透镜是( )
A. B. C. D.
4.(2021·昆明)如图1所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于P’点。现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径,在图2的四种表示中,正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
5.(2021·江西)小明同学在探究凸透镜成像规律时,把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置,移动光具座上的光屏得到一清晰像(光屏未画出),则该透镜的焦距可能是( )
A.10cm B.20cm C.30cm D.40cm
6.(2021八下·昌平期末)小杨做凸透镜成像规律的实验。将焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧,实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.若蜡烛放置在10cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像
B.若蜡烛放置在20cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
C.若蜡烛放置在30cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的虛像
D.若蜡烛放置在40cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上星现烛焰清晰放大的实像
7.(2021八下·陈仓期中)下列关于透镜的说法中,正确的是( )
A.焦距越长,透镜对光的折射作用越弱
B.凸透镜只对平行光有会聚作用
C.凹透镜两个焦点之间的距离叫做焦距
D.平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点
8.(2021八下·陈仓期中)如图所示,对光有会聚作用的透镜有( )
A.①③⑤⑥ B.②④⑤⑥ C.①③⑤ D.②⑥
9.(2021八下·陕州期中)图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形。其中属于凹透镜的是( )
A.没有 B.a、b、c、d C.c D.a、b、d
10.(2021·长丰模拟)做“探究凸透镜成像规律”的实验时,当点燃的蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时,烛焰在光屏上成了一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A.此时成像情况符合投影仪成像原理
B.透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上也能得到烛焰清晰的像
C.要使光屏上烛焰的像变小,只需将蜡烛靠近凸透镜
D.为了便于从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较光滑的玻璃板
11.(2021·河西模拟)如图是德国设计师设计的一球形透镜太阳能系统,光通过透镜后再发电。该透镜是一个( )
A.凹透镜,它对光有会聚作用 B.凹透镜,它对光有发散作用
C.凸透镜,它对光有发散作用 D.凸透镜,它对光有会聚作用
12.(2021·自贡模拟)在探究凸透镜成像规律时,将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上,调整后的位置如图,此时在光屏上得到烛焰清晰的像,对于该次实验下列描述正确的是( )
①光屏上成倒立、缩小的实像
②此凸透镜的焦距可能为7.5cm<f<10cm
③照相机应用了该次实验的成像规律
④投影仪应用了该次实验的成像规律
A.①③ B.①②③④ C.①②③ D.①②
13.(2021·广安模拟)将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜 处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如图所示。下列分析中正确的是( )
A.此时在 刻度间移动光屏,可以在光屏上观察到清晰、缩小的像
B.将蜡烛移到 刻度处,移动光屏,可在光屏上得到清晰、等大的像
C.将蜡烛移到 刻度处,移动光屏,可在光屏上得到清晰、放大的像
D.上述分析均不正确
14.(2021·市北模拟)如图是光通过透镜前、后的光路图,正确的是( )
A. B.
C. D.
15.(2021·东明模拟)一凸透镜的焦距为 ,若用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,当物体距凸透镜 时,重新调节光屏的位置,可以得到( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.正立、等大的虚像 D.倒立、等大的实像
16.(2021·广西模拟)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.照相机应用了这一成像规律
B.所成的像是倒立、放大的实像
C.蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像会向下移
D.保持透镜不动,交换蜡烛和光屏的位置,光屏上不能成像
二、填空题
17.(2021·荆门)小华同学将一凸透镜正对一束平行光,可得到一个很小、很亮的光斑如图甲所示,该凸透镜的焦距为 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙所示安装到光具座上,在光屏上可观察到清晰倒立 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,我们生活中的 (选填“放大镜”、“近视眼镜”或“照相机”)就是遵循了凸透镜的这一成像规律。把凸透镜换成薄玻璃板,在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个 (选填“放大”缩小”或“等大”)的蜡烛的像。
18.(2021·阿城模拟)如图所示,已知凸透镜焦距为10.0cm,此时光屏可以得到一个清晰倒立 实像。若将蜡烛移到45cm刻度线处,此时所成的像与该蜡烛放在平面镜前所成像的区别是 。
19.(2021·东平模拟)将矿泉水瓶遗弃野外易引起山火,是因为瓶中的水相当于 ,可会聚太阳光引燃干草或枯枝.
20.(2020八上·淮北期末)某小客车车内的防滑垫上放了两瓶矿泉水,被太阳光直射暴晒一段时间后,防滑垫着火。这是由于矿泉水瓶相当于 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),它对光线有会聚作用而引起的。
21.(2020八上·云南期末)某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图像(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 cm以内;把物体从距凸透镜3cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将 (选填“变大”“变小”“先变小再变大”“先变大再变小”)。
22.(2020八上·西安月考)当物体距凸透镜20cm时,在透镜的另一侧的光屏上得到一个 (正立/倒立)的、等大的清晰的像,则此凸透镜的焦距为 cm。若将此物体向透镜靠拢,在移动光屏的过程中,像逐渐变 。当物体移到离凸透镜10cm时,无论怎样移动光屏也不能在光屏上得到清晰的像,通过凸透镜 (填“能/不能”)看到物体的像。
三、解答题
23.(2019八上·伊春期末)为了防止森林火灾,在森林里不允许随地丢弃装有液体的饮料瓶,为什么?
24.(2020八上·大安期末)请你用所学物理知识解释:在夏日的中午,为什么要避免给花草树木浇水?
四、作图题
25.(2021·邵阳)请你将光路补充完整。
26.(2021八下·兰州期末)如图所示,完成图中光路。
27.(2021·无锡)图中物体AB在凸透镜两倍焦距以外,请画出AB经凸透镜所成像A'B′的大致位置。
28.(2021八下·通城期末)如图所示,F是透镜的焦点,a、b、c是烛焰发出的三条光线,请作出a、b、c三条光线的折射光线。
29.(2021·临清模拟)图中光线是经过透镜折射后的光线,请分别画出它们的入射光线。
30.(2021·龙岗模拟)小林将实验室的凸透镜和凹透镜如图叠放,一束光线先通过凸透镜L2,再通过凹透镜L1。请将光路补充完整。
31.(2021八下·黑山月考)完成如下图所示的光路图。
32.(2021·瑶海模拟)如图所示,凸透镜的主光轴恰好与水面重合,一条光线斜射到水面,在焦点F处发生折射。请在图中画出射出水面的折射光线以及经过凸透镜折射的出射光线。
五、实验探究题
33.(2021·凉山)以下是小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中的部分操作:
(1)如图甲所示,小明让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm。(要求记录到准确值的下一位)
(2)小明将LED灯、凸透镜和光屏依次放在光具座上,通过调节使三者中心大致在 。接着,小明调节LED灯、凸透镜至如图乙所示的位置,移动光屏,会在光屏上得到倒立、 的实像,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 。
34.(2021·南京)小明用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)图中光屏上恰好成一清晰的像,该像的性质是倒立、 的实像。
(2)图中只移动蜡烛和光屏,可以模拟照相机成像原理的操作是______(填字母)。
A.都左移 B.都右移
C.蜡烛左移,光屏右移 D.蜡烛右移,光屏左移
(3)完成实验后,他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置,发现光屏上的像由清晰变模糊,向左移动光屏又发现清晰的像,说明该透镜对光有 作用,可以矫正的视力缺陷是 。
35.(2021·锦州)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验,选用的凸透镜焦距为10cm。
(1)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,恰好能在光屏上接收到清晰的烛焰的像,但像没有完整的成在光屏的中央。为了使像成在光屏的中央,应将凸透镜向 (选填“上”或“下”)调节。
(2)把蜡烛移到光具座25cm刻度线处,凸透镜不动,移动光屏,光屏上再次出现清晰倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,这个成像性质在生活中的应用是 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(3)接着,小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像又变得模糊。保持蜡烛和凸透镜不动,当光屏向左移动适当距离后像又清晰。由此推断,小明的眼睛属于 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
(4)小明取走自己的眼镜,将蜡烛移到光具座30cm刻度线处,凸透镜不动,移动光屏,当光屏上再次出现清晰的像时,发现蜡烛和光屏之间的距离 (选填“大于”、“等于”或“小于”)(2)中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。
36.(2021·阜新)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)下图是利用太阳光测凸透镜焦距的方法,其中操作最合理的是 。
(2)将焦距为10cm的凸透镜,固定在光具座50cm的刻度处,将蜡烛从下图所示位置,移到光具座20cm刻度处,需将光屏向 移动(选填“左”或“右”),直至在光屏上成清晰的、 的实像(选填“正立”或“倒立”),此成像的特点与 原理相同(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);这时若将蜡烛和光屏位置互换,光屏上 再次得到烛焰清晰的像(选填“能”或“不能”)。
(3)下面能说明远视眼成像和它矫正方法的原理图是 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.将蜡烛移到 刻线处,物距为40cm,大于两倍焦距,故成的是倒立的缩小的实像,A不符合题意;
B.将蜡烛移到 刻线处,物距为5cm,成的是虚像,光屏上无法承接,B不符合题意;
C.将蜡烛移到 刻线处,物距为15cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,故成像特点倒立的放大的实像,与投影仪成像特点相同,C不符合题意;
D.将蜡烛从 刻线处移向 刻线处的过程中,成实像,物近像远,像变大,故光屏上呈现的像会变大,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)已知焦距f=10cm,从光具座上可以读出物距u的大小,然后运用凸透镜成像原理是:u>2f,成倒立缩小的实像,照相机原理;f(2)f2.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.若将蜡烛远离凸透镜,物距增大,像距减小,像变小,A不符合题意;
B.图中物距小于像距,成倒立放大实像,可得f<u=15cm<2f
v=30cm>2f
解得7.5cm<f<15cm
将蜡烛放在刻度线45cm处,物距小于一倍焦距,故不成像,B不符合题意;
C.近视眼镜是凹透镜,发散光线,则光屏应远离凸透镜才能得到清晰的像,C不符合题意;
D.显微镜的物镜成倒立放大的实像,图中也是,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】当物距u>2f时,像距f3.【答案】B
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜中间厚、边缘薄,凹透镜中间薄、边缘厚,所以ACD中的透镜为凸透镜,B中的透镜为凹透镜。
故答案为:B。
【分析】凸透镜中间薄,边缘厚;凹透镜中间厚,边缘薄。
4.【答案】A
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】P’点为像点,经过P点发出的光线最终都会通过P’点,BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】运用凸透镜的三条特殊光线进行判断:平行于主光轴的光线通过凸透镜后折射光线一定要经过另一侧的焦点;经过凸透镜光心的光线沿直线传播;经过焦点的光线通过凸透镜后折射光线平行主光轴。
5.【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】蜡烛在光屏上成的像是实像。当物体距凸透镜大于凸透镜一倍焦距时,即可通过凸透镜成实像。此时,蜡烛与凸透镜的距离为30cm,所以,此实验中,凸透镜的焦距是小于30cm的,10cm、20cm都是有可能的。若其焦距为10cm,此时物距大于二倍焦距,则像距小于二倍焦距且大于一倍焦距,即光屏位置在标尺的70~80cm刻度线之间;若其焦距为20cm,此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,则像成在二倍焦距以外,即像与透镜的距离大于40cm。但透镜到光具座右端的距离只有40cm,此时像成在光具座右端以外了。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物距u>2f时,像距f2f,成倒立、放大的实像,结合物距和像距判断即可。
6.【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.若蜡烛放置在10cm刻度线处,物距为40cm,大于两倍的焦距,成的是倒立的缩小的实像,A符合题意;
B.若蜡烛放置在20cm刻度线处,物距为30cm,等于两倍的焦距,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰等大的实像,B不符合题意;
C.若蜡烛放置在30cm刻度线处,物距为20cm,在一倍焦距和两倍的焦距之间,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像,C不符合题意;
D.若蜡烛放置在40cm刻度线处,小于一倍的焦距,成的是放大的虚像,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时,成倒立放大的实像;当物体在一倍焦距内时,成正立放大的虚像。
7.【答案】A
【知识点】透镜及其特点与分类;主光轴、光心、焦点和焦距
【解析】【解答】A.焦距越长,透镜对光的折射作用越弱,A符合题意;
B.凸透镜对光线有会聚作用,不仅仅是平行光,B不符合题意;
C.凹透镜的虚焦点与光心之间的距离叫做焦距,C不符合题意;
D.平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后一定会聚于焦点,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】凸透镜对光线有会聚作用;凸透镜的焦距越长,折光能力越弱;平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会聚于焦点。
8.【答案】C
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜对光线有会聚作用,凸透镜是中间厚,边缘薄的透镜,则①③⑤是凸透镜,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】中间厚,边缘薄的透镜是凸透镜;中间薄,边缘厚是透镜是凹透镜。
9.【答案】D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】凹透镜对光线有发散作用,由图可知光线经过a、b、d后是向外发散的,经过c后是向内会聚的,因此a、b、d是凹透镜,c是凸透镜。
故答案为:D。
【分析】凹透镜对光线有发散作用,凸透镜对光线有会聚作用,结合入射光线和折射光线的方向判断即可。
10.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.由图可知,物距大于像距,成倒立缩小的实像,照相机应用此原理制成的,A不符合题意;
B.在光的折射现象中光路可逆,透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,光屏上也能得到烛焰清晰的像,B符合题意;
C.凸透镜成实像时有物远像近像变小的特点,要使光屏上烛焰的像变小,只需将蜡烛远离凸透镜,C不符合题意;
D.为了便于从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较粗糙的毛玻璃板,这样反射光线可以向着各个方向。D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.照相机的原理是成倒立缩小的实像。
B.在光的折射现象中光路可逆。
C.凸透镜成实像时有物远像近像变小的特点 。
D.光屏应选用较粗糙的毛玻璃板,这样反射光线可以向着各个方向。
11.【答案】D
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用,该太阳能系统是利用太阳光通过凸透镜会聚后再发电,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】凸透镜是中间厚边缘薄的透镜;凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用。
12.【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】①由图可知,物距大于像距,则u>2f,此时成倒立缩小的实像,故①正确;②由图知,物距是20cm,即20cm>2f,则f<10cm;像距是15cm,即2f>15cm>f,则7.5cm<f<15cm,故该凸透镜的焦距范围为7.5cm<f<10cm,故②正确;③④照相机在生活中应用很广泛,照相机的原理是:物体在2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成的是倒立、缩小的实像,投影仪成倒立、放大的实像,故③正确,④错误。
故答案为:C。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时,像是倒立缩小的实像;根据物距和像距的范围,可以计算焦距的取值范围;照相机成像时,物体在凸透镜的二倍焦距外。
13.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据焦点和焦距的定义,当拿着凸透镜正对太阳光,在距透镜中心 处得到一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离,即焦距为 :
A.从图上看出,物距 ,
凸透镜 , ,
成倒立、缩小的实像,此时像距大于二倍焦距,不会得到清晰的像,A不符合题意;
B.将蜡烛移到 刻度处 , ,
凸透镜成倒立放大的实像,将蜡烛移到 刻度处
移动光屏不能在屏上得到清晰等大的像,B不符合题意;
C.将蜡烛移到 刻度处 ,
物距满足
成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,C不符合题意;
D.上述分析均不正确,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距外时,像在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间;物体在一倍焦距和二倍焦距间,像在二倍焦距外。
14.【答案】A
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】A.平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,A符合题意;
B.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后应过焦点,B不符合题意;
C.这条入射光线不属于凹透镜的特殊光线,经凹透镜后应该变得远离主光轴,C不符合题意;
D.通过焦点的光线经凸透镜折射后应平行于主光轴,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
15.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】凸透镜的焦距是10cm,当物体距凸透镜 时,物距大于2倍焦距,成倒立缩小的实像。
故答案为:B。
【分析】当物距u>2f时,像距f16.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】AB.由题中图可得,物距为15cm,像距为30cm,得到像距大于物距,此时成倒立、放大实像,是投影仪的原理而不是照相机的原理,A不符合题意,B符合题意;
C.蜡烛燃烧一段时间后,蜡烛变短后,烛焰的位置向下移动,由于光线通过凸透镜的光心不改变其传播方向,烛焰的像的位置应该向上移动,C不符合题意;
D.保持凸透镜不动,交换蜡烛和光屏的位置时,根据光的折射现象中光路可逆可知,光屏上也能像,此时物距小于像距,成倒立、缩小的实像,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】本题主要考查的是凸透镜成像规律的应用,解决此题的关键是掌握凸透镜成像性质与物距与焦距关系。
17.【答案】10.0;缩小;照相机;等大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】凸透镜正对一束平行光,可得到一个很小、很亮的光斑,即为焦点,焦点到凸透镜的距离即为焦距,焦距为10.0cm。
该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙,物距为30cm,蜡烛在两倍焦距以外,故成的是倒立、缩小的实像。
照相机就是利用这一原理制成的。
把凸透镜换成薄玻璃板,即平面镜成像,成的是正立、等大的虚像。
【分析】在探究凸透镜成像时,平行光经过透镜后会会聚到一个点上,此点即为焦点,焦点到光心的距离为焦距;当物距u>2f时,像距f18.【答案】缩小;凸透镜成像比平面镜成像大(两个像大小不同)
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由图知,凸透镜焦距为10.0cm,此时物距等于30cm,大于2f,此时光屏可以得到一个倒立、缩小的实像。当将蜡烛移到“45cm”刻度线处,物距小于焦距,成正立、放大虚像,此时所成的像比蜡烛放在平面镜前所成的像大。
【分析】当物距u>2f时,像距f19.【答案】凸透镜
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜对光线有会聚作用,太阳光相当于平行光,照射到凸透镜后会聚于一点,长时间照射会使此点温度很高,从而引燃干草和枯枝。
【分析】中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
20.【答案】凸透镜
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】凸透镜对光有会聚作用,防滑垫上的矿泉水瓶相当于凸透镜,对光有会聚作用,当被太阳光直射暴晒一段时间后,使防滑垫着火。
【分析】凸透镜中间厚,边缘薄,对光有会聚作用。
21.【答案】5;先变大再变小
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距,成倒立、等大的实像可知,2f=10cm,即焦距f为5cm;用该凸透镜作放大镜使用时,物距小于1倍焦距,成正立、放大的虚像,即被观察的物体到透镜的距离在5cm以内。把物体从距凸透镜3cm处,此时物距小于1倍焦距成正立、放大的虚像,且成虚像时物距越大像越大;当物距等于1倍焦距时不成像,成平行光射出;当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,成倒立、放大的实像;当物距等于2倍焦距时成倒立、等大的实像;当物距大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像;综上可知移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将先变大再变小。
【分析】凸透镜成像中,物距等于像距时,物距等于二倍焦距;物体在凸透镜的焦点内时,成正立放大的虚像;物体靠近焦点时,像变大,远离凸透镜时,像变小。
22.【答案】倒立;10;大;不能
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】像成在光屏上,是实像,所以像是倒立的。当物体距凸透镜20cm时,成等大实像,故物距为二倍焦距,所以此凸透镜的焦距为10cm。若将此物体向透镜靠拢,物距变小,则在移动光屏的过程中,像逐渐变大。当物体移到离凸透镜10cm时,物距等于焦距,此时不成像,所以通过凸透镜不能看到物体的像。
【分析】凸透镜成等大的实像时,是倒立的,此时物体在凸透镜的二倍焦距;当物体靠近凸透镜,像远离凸透镜,像变大;当物距小于焦距时,成虚像,不能成在光屏上。
23.【答案】解:装有液体的饮料瓶相当于一个凸透镜,在太阳光的照射下,由于凸透镜对光线的会聚作用,易引燃位于焦点处的树叶等,所以不允许随便丢弃饮料瓶。
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】装有液体的饮料瓶中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,在太阳光的照射下,容易引燃位于焦点处的树叶等,容易引发火灾。
【分析】凸透镜对光有会聚作用.
24.【答案】解:植物表面的水滴中间厚两边薄,相当于一个凸透镜,对光有会聚作用,这样容易灼伤植物表面。
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【分析】中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,对光有会聚作用。
25.【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】根据平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后,折射光线经过焦点,经过光心的光线,传播方向不变,如图所示:
【分析】该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
26.【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】经过凹透镜光心的入射光线传播方向不变;射向凹透镜另一侧虚焦点的入射光线,经凹透镜折射后平行于主光轴,如答图所示。
【分析】过凹透镜光心的入射光线传播方向不变;射向凹透镜另一侧虚焦点的入射光线,经凹透镜折射后平行于主光轴。
27.【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】画出从A点发出的平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点、通过光心的光线传播方向不变,折射光线的交点可得A点的像,垂直主光轴画出像A′B′。
【分析】该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
28.【答案】
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后,经过焦点;过光心的入射光线,传播方向不改变;过焦点的入射光线经凸透镜折射后,平行于主光轴;a、b、c三条光线的折射光线如下图所示:
【分析】该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
29.【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
【分析】该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
30.【答案】解:如图所示;
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于凸透镜的主光轴射出;平行于主光轴的光线射向凹透镜,经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过凹透镜的焦点,据此完成光路图,如图所示:
。
【分析】凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
凹透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,经过焦点的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜反向延长经过焦点。
31.【答案】解:如图所示;
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】由于平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点;通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,故光路如下图
由于延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,故光路如下图
【分析】凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上;凹透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,经过焦点的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜反向延长经过焦点。
32.【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】光从水中斜射入到空气中,根据光的折射规律,折射角要变大,又经过凸透镜的焦点,故经过凸透镜折射后平行于主光轴,如下图所示:
【分析】当光发生折射时,根据光的折射规律,结合入射角和折射角的大小关系作图即可。该题目考查的是凸透镜作图,三条特殊的光线:经过光心的光线不改变方向,焦点发出的光线会变成平行光,平行光经过凸透镜会聚在焦点上。
33.【答案】(1)10.0
(2)同一高度(或同一水平直线);缩小;照相机
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,这个光斑就是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离就是焦距,所以凸透镜的焦距f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)实验中需调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处,这样才能使像成在光屏的中央。
物距大于像距,成倒立缩小实像,该成像规律与日常生活中的照相机成像规律相同。
【分析】(1)在探究凸透镜成像时,平行光经过透镜后会会聚到一个点上,此点即为焦点,焦点到光心的距离为焦距;
(2)实验前,调节、烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度上,使得像呈现在光屏的中央;当物距u>2f时,像距f34.【答案】(1)等大
(2)A
(3)会聚;远视眼
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由图可知,蜡烛到凸透镜的距离为
光屏到凸透镜的距离
物距等于像距时,等于两倍焦距,即 ,成倒立、等大的实像,凸透镜的焦距
(2)模拟照相机成像原理,u>2f,f故答案为:A。
(3)他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置,发现光屏上的像由清晰变模糊,向左移动光屏又发现清晰的像,说明成像在原来光屏的前方,该透镜对光有会聚作用,是凸透镜。
远视眼是成像在视网膜的后方,需要使用对光有会聚作用的透镜,使像成在视网膜上,故凸透镜可以矫正远视眼。
【分析】(1)当物距u=2f时,像距v=2f,成倒立、等大的实像,可以利用此成像性质测量凸透镜的焦距;
(2)当物距u>2f时,像距f(3)远视眼是晶状体过薄使得对光线的偏折能力较弱导致的,像成在视网膜的后方,应该佩戴凸透镜进行校正。
35.【答案】(1)下
(2)缩小;照相机
(3)远视眼
(4)小于
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由图可知,像在光屏上的位置偏上,应使像向下移动,由于光线经光心传播方向不改变,应将凸透镜向下调节,使像成在光屏的中央。
(2)把蜡烛移到光具座25cm刻度线处,此时物距等于25cm,因为凸透镜焦距为10cm,所以此时物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时光屏上出现清晰倒立、缩小的实像,这个成像性质在生活中的应用是照相机。
(3)小明取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像又变得模糊。保持蜡烛和凸透镜不动,当光屏向左移动适当距离后像又清晰,说明小明的眼镜对光线起到了会聚作用,使像靠近凸透镜,所以小明的眼镜属于凸透镜,小明的眼镜属于远视眼。
(4)将蜡烛移到光具座30cm刻度线处,此时的物距为20cm,等于二倍焦距,凸透镜不动,移动光屏,当光屏上再次出现清晰的像时,像距也为二倍焦距,此时蜡烛和光屏之间的距离为四倍焦距,在凸透镜成实像时,物体在二倍焦距时,物体与像之间的距离最小,为四倍焦距,所以此时蜡烛和光屏之间的距离小于(2)中光屏上出现清晰的像时蜡烛和光屏之间的距离。
【分析】(1)通过光心的光线不改变方向确定像的位置,移动蜡烛、凸透镜和光屏使之在中央;
(2)当物距u>2f时,像距f(3)远视眼是晶状体过薄使得对光线的偏折能力较弱导致的,像成在视网膜的后方,应该佩戴凸透镜进行校正;
(4)当凸透镜成实像时,物距发生改变时,像距和像的大小的变化遵循“物远像近小、物近像远大”的变化规律。
36.【答案】(1)C
(2)左;倒立;照相机;能
(3)乙丁
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)利用太阳光测凸透镜焦距,应将凸透镜正对太阳光,且观察光斑的纸张也应正对太阳光,则光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的焦距。
故答案为:C。
(2)焦距为10cm的凸透镜,固定在光具座50cm的刻度处,将蜡烛从图所示位置,移到光具座20cm刻度处,则物距为30cm,根据凸透镜成像规律可知,像距应该在一倍焦距到二倍焦距之间,即在光具座的60cm~70cm之间,所以光屏需要向左移动。此时光屏上成倒立缩小的实像,与照相机的成像原理相同。
将蜡烛和光屏位置互换,根据光路可逆的知识可知,光屏上仍能得到清晰的像,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,烛焰可在光屏上成清晰倒立放大实像。
(3)远视眼成因是晶状体曲度变小,会聚能力变弱,像成在视网膜后方,如乙图所示;为了能够让像成在视网膜上,需要提高会聚能力,即增加一个凸透镜,光线恰好能会聚在视网膜上,如图丁所示。
【分析】(1)在探究凸透镜成像时,平行光经过透镜后会会聚到一个点上,此点即为焦点,焦点到光心的距离为焦距;
(2)当物距u>2f时,像距f(3)远视眼是晶状体过薄使得对光线的偏折能力较弱导致的,像成在视网膜的后方,应该佩戴凸透镜进行校正。
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