浙教版科学七下第二章 第6节透镜和视觉(特招集训)
一、单选题
1.(2017九下·宁波竞赛)一发光物体置于如图1所示的凸透镜左侧,在右侧光屏上得到一个清晰的倒立缩小实像。现将此凸透镜剖成对称的两半,按如图2所示放在原来位置,发光物体和光屏位置均保持不变,则( )
A.光屏上仍得到一个清晰的倒立缩小实像
B.光屏上得到二个清晰的倒立缩小实像
C.光屏上得到三个清晰的倒立缩小实像
D.光屏上得不到清晰的倒立缩小实像
2.(探究凸透镜成像的特点)某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.当u=15cm时,光屏上不能成像
C.当u=25cm时成缩小的像,照相机就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变大
3.(探究凸透镜成像的特点)将一物体放在凸透镜前,使物体距依次为6厘米、18厘米和24厘米,分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像,则凸透镜的焦距f满足关系式( )
A.f<6厘米 B.6厘米<f<18厘米
C.9厘米<f<12厘米 D.18厘米<f<24厘米
4.实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜,三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律,实验时,当蜡烛到透镜的距离都为12cm时,甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像,则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为
A.f甲>f乙>f丙 B.f乙>f丙>f甲
C.f乙>f甲>f丙 D.f丙>f乙>f甲
5.(2016七下·浙江期中)一天,小聪告诉小亮,放大镜不仅能把物体“放大”,还能把物体“缩小”!有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做起了实验。他把放大镜放到花朵前某一位置时,看到了如图所示的花朵的正立放大虚像。接着他按小聪的提示进行了操作,终于看到了“缩小”的花朵。关于小亮看到“放大”花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵,下列说法正确的是( )
A.小亮向靠近花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵的正立缩小虚像,像的位置在放大镜与花朵之间
B.小亮向靠近花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵的倒立缩小实像,像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
C.小亮向远离花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵的正立缩小虚像,像的位置在放大镜与花朵之间
D.小亮向远离花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵的倒立缩小实像,像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
6.在探究凸透镜成像的实验中,先用焦距为10cm的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像.接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为20cm的透镜乙继续进行实验.下列情形可能发生的是
A.光屏向右移,能接收到清晰缩小的实像
B.光屏向左移,能接收到清晰放大的实像
C.光屏向左移,能接收到清晰缩小的实像
D.无论怎样移动光屏,都接收不到清晰的像
7. 在研究凸透镜成像的实验中,如果把点燃的蜡烛放在距凸透镜40厘米处,就会在凸透镜另一侧成一个倒立、等大的实像;如果把物体放在距凸透镜30厘米处,则经凸透镜后会产生一个( )
A.放大、正立的虚像
B.放大、倒立的实像
C.缩小、倒立的实像
D.不能成像
8.如图所示,一束光线射向O处的光学元件后,会聚在其主光轴上的S′点;当去掉光学元件后,光线会聚于S点。则可判断,该元件一定是( )
A.凸透镜 B.凹透镜 C.凸面镜 D.凹面镜
9.电影机和投影仪的原理是一样的,放电影时,发现银幕上的像未充满整个银幕,解决办法是( )
A.电影机离银幕远些,同时拉近镜头与片子的距离
B.电影机离银幕近些,同时拉近镜头与片子的距离
C.电影机离银幕远些,同时拉大镜头与片子的距离
D.电影机离银幕近些,同时拉大镜头与片子的距离
10.有一张照片,发现其景物模糊不清,而且整个画面偏黑,其形成的原因是在拍照时,没有调节好( )
A.调焦环 B.快门
C.光圈环 D.以上说法都有可能
11.如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前图示的位置,它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的( )
A. B.
C. D.
12.某同学利用如图所示的器材做实验。先用焦距为l0cm的透镜甲进行实验,在屏上得到清晰缩小的实像。接下来他改用焦距为20cm的透镜乙继续实验,若不改变发光体和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,调节光屏的方法及光屏上像的变化情况正确的是
A.光屏靠近透镜移动,像变大 B.光屏靠近透镜移动,像变小
C.光屏远离透镜移动,像变大 D.光屏远离透镜移动,像变小
13.在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜,两个透镜的主光轴重合,凸透镜的焦距为f,此时两个透镜之间的距离为L。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上,经平面镜反射后,反射光恰能沿原来的光路返回,据此可判断凹透镜的焦距为( )
A.f B.L C.f+L D.f-L
14.将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为L。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,该凸透镜的焦距( )
A.一定小于L B.一定等于L
C.一定大于L D.可能小于L,也可能大于L
二、填空题
15.物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少,做实验甲,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距S/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出图纸乙,则可判断该透镜的焦距f为 ;
将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,(如图丙)做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v.物像间距L(u+v),绘出图线丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥ (用f表示).
经“百度”发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n==,结合丙、丁两图,可知当物距u=1.5f时,n= .
16.圆形鱼缸里养了条金鱼,从斜上方看和从侧面看大小、位置都不一样,它们都是鱼缸里的鱼反射的光折射形成的 像,与实际的鱼相比,从斜上方看到的鱼是 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的,位置稍 (填“高”或“低”),从侧面看到的鱼是 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的。
17.透镜是重要的光学元件,分为凸透镜和凹透镜。
(1)焦距标志着透镜对光的 。
(2)荣荣小组用如图所示的甲凸透镜探究“凸透镜成像规律”,通过实验依次得到倒立缩小的实像、倒立放大的实像、正立放大的虚像,并总结出成像规律。据此判断实验中物距是如何选取的?
(3)同学们用凸透镜正对太阳光的办法点燃酒精棉。
① 放好酒精棉后,移动凸透镜直至太阳光经透镜后在酒精棉上形成 的光斑。
② 若在同样环境下,放好酒精棉,选用图示中哪个凸透镜更容易点燃酒精棉,说明理由(忽略光从透镜传播到酒精棉过程中的能量损失)。
18.如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其它部分竟是一条与试管平行的亮线.这是因为试管充满水的地方相当于 透镜,而气泡与周边的水组成 透镜.如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处,亮线的粗细将如何变化? 。
19.冬冬在探究光的色散现象时,看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,冬冬对产生的原因进行了思考.受此启发,在测量凸透镜的焦距时,冬冬想再进行一个实验:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入,看它们的焦距是否相同.你觉得红光的焦距 紫光的焦距(选填“大于”、“等于”或“小于”).理由是 。
三、解答题
20.(2020七下·长兴期中)“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象,下图是海面上形成“海市蜃楼”的图解。
资料1:光从一种物质斜射人另一物质时,传播方向会发生改变,而人的视觉总是感到物像是来自直线的;
资料2:一般情况,光从密度较大的介质斜射人密度较小的介质会偏离法线而改变传播方向(如右下图):
资料3:海面上的下层空气温度低,在一定的高度内,高度越高温度越高,导致空气的密度不同。
回答以下问题:
(1)如图,游客看到的是虚像还是实像?
(2)请根据以上提供的资料和所学知识对该现象做出初步的解释。
四、实验探究题
21.(2020七下·温州期中)研究凸透镜成像规律的实验课上,小晴同学想:凸透镜成实像时,焦距大小对所成像的大小有什么影响呢?于是她利用如图装置开展研究(刻度未标出),下表是她提供的实验数据,根据实验数据回答:
实验 次数 焦距 f(cm) 物距 u(cm) 烛焰高度 (cm) 像距 v(cm) (?) (cm)
1 5 30 4 6 0.8
2 10 30 4 15 2
3 15 30 4 30 4
4 20 30 4 60 8
(1)刚开始实验时,发现烛焰的像成在光屏下端,想要使像成在光屏中心,该如何调节光屏的高度? 。
(2)调整好后,进行实验。表格空白处的“?”应填
。
(3)根据表中数据得出的初步结论为 。
22.(2020·温州模拟)科学兴趣小组探究显微镜成像原理,查阅资料发现:显微镜的镜头可以看作由一块焦距较小的凸透镜(物镜,其焦距用f物表示)和一块焦距较大的凸透镜(目镜,其焦距用f目表示)组成。并根据凸透镜成像原理推测其原理图如下:其中AB表示待观测的物体标本,F1为物镜的焦点,F2为目镜的焦点,A2B2为最终观测到的物像。
(1)隔离法是一种常见的分析研究方法,可分为整体隔离和局部隔离。请使用局部隔离的观察方法找出图中物体AB经过物镜折射后所成的像的特点 。
(2)眼睛透过目镜能看到A1B1所成的像A2B2。下列与其成像原理是一致的是 。
A.放大镜 B.照相机 C.幻灯机
(3)兴趣小组同学继续在光具座上利用不同焦距的凸透镜,通过改变两块凸透镜之间的距离(相当于改变显微镜镜筒长度),模拟显微镜成像放大倍数实验,得到如下数据:
f物(厘米) (1/厘米) 两镜之间距离(厘米) f目(厘米) (1/厘米) 像放大倍数
1.6 0.625 a 5 0.2 50倍
2 0.5 b 5 0.2 50倍
1.6 0.625 a 2.5 0.4 100倍
2 0.5 b 2.5 0.4 100倍
X 1/X a 5 0.2 200倍
0.5 2 b 5 0.2 200倍
表中的X的数据为 。
23.(2019七下·绍兴期中)探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)小红先将凸透镜正对着太阳光,调整凸透镜和白纸间的距离,直到太阳光在白纸上会聚成一个最小最亮的点,如图甲所示,这一操作的目的是 。
(2)实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏位于如图乙所示的位置时,小红看到在光屏上成了一个烛焰清晰 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像, 就是利用这一成像规律工作的(填光学设备名称)。
(3)实验中,如图乙所示的位置,要使烛焰在光屏上所成的像变小,若蜡烛的位置不动,透镜应 (选填“靠近”或“远离”)蜡烛。
(4)实验时,蜡烛越烧越短,光屏上的像向 移动,若用不透明纸遮住透镜的一半,光屏上的像 (选填A.无影响 B.像变为原来的一半 C.能成完整的像,像变暗D不成像)。
(5)我们的眼睛中有类似于凸透镜的结构,眼睛通过睫状肌改变 的形状,使我们能够看清远近不同的物体。现代生活中,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降,下列关于近视眼及其矫正原理图正确的是 。
A.甲乙 B.甲丙 C.乙丙 D.丙丁
24.(2016七下·浙江期中)某小组同学在做“验证凸透镜成像规律”实验的过程中发现:当发光物体与光屏之间的距离L确定时,将凸透镜从发光物体处缓慢向光屏移动的过程中,有时能在光屏上成两次清晰的像,有时只能成一次清晰的像,有时不能在光屏上成像。为了研究产生这些现象的条件,该小组同学进行实验,并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中。
(1)分析比较实验序号1、2、3(或5、6、7)的第一次成像数据中像距v物距u的变化关系及相关条件,可得出的结论: 。
(2)分析比较实验序号1(或2、或5、或6)的第一和第二次成像数据中物距与像距的关系及相关条件,可得出的结论:同一凸透镜,当 一定,移动凸透镜能在光屏上成两次像时, 。
(3)继续分析比较表格是物屏距离L与凸透镜焦距f的数据及观察到的现象,可得出的结论:
在 条件下,移动凸透镜,可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像。
25.(2016七下·浙江期中)小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中,所用的实验器材有:光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一 上。
(2)该实验应使凸透镜成实像,那么凸透镜成实像的条件是:物距 焦距。
(3)记录的实验数据如下表。请在方格纸上画出像距与物距的关系图像
(4)小明得出探究结论后,又用上述器材做了一个实验。把蜡烛放在光具座上的0刻线处,凸透镜放在15cm刻线上,如图12所示。移动光屏在a位置找到像;蜡烛和光屏不动,只移动凸透镜,当凸透镜向某一方向移动到b位置时,在光屏上又看到像。结合所画图像,请你对实验中可能出现的现象作出合理的判断_______。
A.光屏上第一次的像是倒立、放大的
B.a位置在44~46cm刻线之间
C.光屏上第二次的像是倒立、缩小的
D.b位置在19~21cm刻线之间
26.2014年7月,常州学生李潇在水塘中看到形状特殊的“虾”.
(1)如图甲所示,他看到的“虾”是因为光的 而形成的 像,真正的虾在水中 (C/D/E/F)处.他用激光笔从A点向 B (B/C/D/E/F)处射出光束,即可把虾照亮.
(2)拍照得到虾的胶片后,他用如图乙所示的幻灯机展示给同学们看.
①胶片上虾的头部朝 (上/下).
②测得胶片到凸透镜的距离为8cm,则该凸透镜的焦距可能是 .
A.2cm B.7cm C.9cm D.10cm
③要使像变得更大,应将幕布向 (左/右)移,并将凸透镜向 (左/右)移
(3)生物老师证实,这是古老物种仙女虾.其卵可以在寒冷或高温的沙土里休眠多年,直到遇水才孵化.仙女虾的卵壳具有 (写出一点即可)的特性
27.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,实验操作规范。在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
(1)这个像的成像原理与 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同。若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比刚才的像要 些。
(2)再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜(图中未画出),这时需要将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
(3)为了粗测凸透镜的焦距,小明上午第二课下课后,将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,小明认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其理由是: 。
28.某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜,如图所示。
(1)在探究“凸透镜对光线的作用”时,首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾,然后将水注入橡皮膜,制成液体透镜.再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间,如图甲所示.让光线沿图示方向射入玻璃容器,经透镜折射后折射光线将 (选填“偏离”或“偏向”)主光轴.如果此时再用注射器向橡皮膜注水,改变液体透镜的凸起程度,则折射光线偏折的程度 (选填“会改变”或“不改变”)。在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是 。
(2)为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”,物理兴趣小组人员做了如下实验:在图甲所示的装置中,保持液体透镜的凸起程度、即形状不变,先后在橡皮膜中注入酒精和煤油,观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度,此时,他们是在探究液体透镜折光能力与 是否有关,在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度,即形状不变的具体原因是 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【分析】凸透镜剖成对称的两半,则每一半都是一个凸透镜,根据凸透镜的成像特点分析。
【解答】将此凸透镜剖成对称的两半,则每一半相当于一个凸透镜;按此方法切割后每个凸透镜的凸度会变小,即每个凸透镜的焦距变大,而发光物体和光屏位置均保持不变(物距和像距都不变),所以由凸透镜成像规律可知不可能得到清晰缩小的实像。
故答案为:D
2.【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:
(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
(2)u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。
(3)2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。
(4)u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。
另外,当物距大于焦距时,凸透镜成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】A、u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,由图分析可知,此时u=v=2f=20cm ,解得f=10cm,说法不正确。
B、由分析已知f=10cm,当u=15cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,所以光屏上能成像,说法不正确。
C、由分析已知f=10cm,当u=25cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,此时2f>v>f,应用于照相机和摄像机等,符合题意。
D、由分析已知f=10cm,物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中,凸透镜的物距始终大于焦距,成实像。凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,说法不正确。
故选:C
3.【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】此题中根据物距及成像特点,确定凸透镜焦距的范围。凸透镜成像的四种情况如下:
(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
(2)u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。
(3)2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。
(4)u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。
【解答】当物距等于6cm时,成放大的虚像,分析可得f>6cm;当物距等于18cm时,成放大的实像,所以f<18cm<2f,分析可得9cm<f<18cm;
当物距等于24cm时,成缩小的实像,所以24cm>2f,分析可得f<12cm。综合三个结论归纳可得出9cm<f<12cm。
故选:C
4.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】物距相同,甲凸透镜成倒立、缩小的实像,u>2f甲,所以f甲< u/2= 12cm/2=6cm;
乙凸透镜成正立、放大的虚像,u<f乙;所以f乙>u=12cm;
丙凸透镜成倒立、放大的实像,2f丙>u>f丙,所以12cm=u>f丙> =u/2=6cm;
所以,f乙>f丙>f甲;
故选B。
【分析】根据各凸透镜成像性质确定物距和焦距的关系,求出各凸透镜焦距的取值范围。
5.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律。
凸透镜成像规律:物距小于焦距成正立放大虚像,应用是放大镜。
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距,应用是幻灯机、投影仪。
物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距。
物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,应用是照相机。
【解答】小聪看到的正立、放大的虚像,物距在放大镜的1倍焦距之内,当成缩小的像时,物距应大于2倍焦距,此时成倒立、缩小的实像。
所以小亮应使放大镜远离花朵,像在放大镜和小亮眼睛之间。
故答案为:D
6.【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】解:用焦距为10cm的透镜甲进行实验时,在透镜右侧的光屏上得到清晰缩小的实像,说明发光体在透镜甲左侧大于20cm远的地方(即二倍焦距以外),光屏在透镜甲右侧10~20cm远的地方(即一、二倍焦距之间).若不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为20cm的透镜乙继续进行实验时,发光体在透镜乙的焦点以外,一定能在透镜乙右侧焦点以外,即距离透镜乙右侧大于20cm的某处,得到一个实像,所以将光屏向右移,一定能接收到一个清晰的倒立的实像,这个实像可能是缩小的,也可能是等大的、放大的.故选A.
故选A
【分析】首先根据题意“先用焦距为10cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系,然后再根据凸透镜成实像时,物近像远像变大来确定调节光屏的方法.f<u<2f,在屛上得到清晰倒立、放大的实像
7.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】凸透镜成像的规律:
①u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头;
②2f>u>f时,成倒立、放大的实像,应用于投影仪和幻灯机;
③u<f时,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
【解答】将点燃的蜡烛放在凸透镜前30cm处,在透镜另一侧的光屏上得到烛焰清晰等大的像,所以2f=30cm,则f=15cm;
若把蜡烛从原来的位置向靠近透镜方向移动10cm,则物距为30cm-10cm=20cm,即物距大于一倍焦距,小于二倍焦距,所以此时成倒立的、放大实像。
故选B
8.【答案】A
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【解答】根据图像可以看出:当没有光学元件时,光线会聚在S点,而当有光学元件时,光线会聚在左侧的S′点,说明加上光学元件之后,光线会聚了,只有凸透镜符合要求;
故选A。
【分析】凸透镜对光线起会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,经凸透镜折射的光线更向靠近主光轴方向偏折,经凹透镜折射的光线向远离主光轴方向偏折。
9.【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】放电影时,发现银幕上的像未充满整个银幕,是因为像太大了,根据“物近像远像变大”的法则,要使银幕上的像小一些,应缩小镜头和和投影片的距离,增大投影仪和屏幕间的距离;
故选A。
【分析】注意物距是透镜和投影片之间的距离,像距是投影机与幕布之间的距离.
10.【答案】D
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【解答】根据照相机的工作原理可知,拍照时,景物如果模糊不清,说明像距没有调好,因此应该使用调焦环,同时整个画面偏黑,说明曝光过度,应该调整快门时间和光圈的大小,选项D正确;
故选D。
【分析】
11.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据凸透镜成像特点知,当u>f时,物距减小,像距变大像变大;圆柱体的右边Q在f和2f之间,所成的像是倒立放大的实像;圆柱体的左边P在2f以外,所成的像是倒立缩小的实像,且右边的像距比左边的像距远,符合要求的只有图B;
故选B。
【分析】掌握凸透镜成像规律以及应用。
12.【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由“先用焦距为10cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可知,此时u>2f;
当改用焦距为20cm的透镜乙继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于减小了物距,因此需增大像距,即要在光屏上成清晰的像,光屏应向远离透镜的方向移动,像变大;
故选C。
【分析】掌握凸透镜成像的规律。
13.【答案】D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】如果凸透镜的焦点位于凸透镜与凹透镜之间时,因为从凹透镜出来的光线为发散光线,所以不可能经过凸透镜焦点;
如果凸透镜焦点位于凹透镜左边时,则从凹透镜出来的光线的反向延长线经过凸透镜的焦点;而射入凹透镜的光线为平行光线,故从凹透镜出来的光线的反向延长线也经过凹透镜的焦点,因而凹透镜的焦点与凸透镜的焦点重合,如图,所以凹透镜的焦距f′=f-L;
故选D。
【分析】掌握凹透镜的发散作用、凸透镜的会聚作用。
14.【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由于光斑到凸透镜的距离为L时,即像距为L时,纸上呈现一个并非最小的光斑,所以凸透镜的焦距f≠L;若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,说明凸透镜的焦点不在光斑之后,故焦点应在光斑之前,因此f一定小于L,选项BCD错误,选项A正确;
故选A。
【分析】根据纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,根据凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大可推断焦点在光斑之前,从而判断焦距。
15.【答案】12cm;4f;2
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)根据图乙找出白纸被烤焦的最短时间,所对应的透镜与白纸间距即为焦距;
(2)根据图丁物象间距L与物距u的关系,找出物像间距L的最小值即可;
(3)根据图丁,当物距u=1.5f时找出对应的物像间距L,由L=u+v算出v,再利用n==即可求出.
【解答】解:(1)由图乙可知,当透镜与白纸间距S=12cm时,白纸被烤焦的时间t=4min,所用的时间最短,
说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm.
(2)根据凸透镜的成实像时满足u>f,由图丁可知,随着物距u的增大,物像间距L先减小后增大,当物距u=2f时,物像间距L最小为4f,
因此,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f.
(3)由图丁可知,当物距u=1.5f时,物像间距L=4.5f,
根据L=u+v可得,v=L﹣u=4.5f﹣1.5f=3f,
则放大率n====2.
故答案为:12cm;4f;2.
16.【答案】虚;缩小;高;放大
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【解答】圆形鱼缸相当于一个凸透镜,从斜上方看时,物距比像距大,成倒立、缩小的实像;
当鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,发生折射,折射角大于入射角,看到的鱼的位置稍高一点;
从侧面看到的鱼,鱼的身体和玻璃缸之间的水形成中间厚边缘薄的凸透镜。鱼在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像。
【分析】圆形玻璃缸中有水,水和玻璃缸形成中间厚边缘薄的透明体,是凸透镜的模型;当物距比像距大时,凸透镜应成倒立、缩小的实像;凸透镜成像时,U<f,成正立、放大的虚像;当光线从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
17.【答案】(1)折射本领
(2)由远及近的选取u>10cm,5cm<f<2f和u<5cm三个范围,且每个范围收集至少三组数据
(3)①最小最亮;②选乙透镜,因为乙透镜比甲透镜的面积大,在相同的时间内,接收到的光能多,使酒精棉获得的内能增多,温度升高的快,容易达到燃点被点燃
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)凸透镜对光线有会聚作用,如透镜其焦距越大,对光的偏折就越小,透镜焦距越小,对光的偏折就越大,因此焦距标志着透镜对光的折射本领;(2)甲的透镜f=5cm,由远及近的选取u>10cm,5cm<f<2f和u<5cm三个范围,且每个范围收集至少三组数据;(3)①凸透镜正对太阳光时,平行光线平行于主光轴,经凸透镜折射后得到最小最亮的点是凸透镜的焦点,在此处放上酒精棉,酒精棉会被点燃;
②选乙透镜,因为乙透镜比甲透镜的面积大,在相同的时间内,接收到的光能多,使酒精棉获得的内能增多,温度升高的快,容易达到燃点被点燃。
【分析】掌握探究凸透镜成像规律的实验。
18.【答案】凸;凹;先变细再变粗
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】圆柱型试管充满水的地方,中间比边缘厚,是水凸透镜,凸透镜对光线有会聚的作用,会聚成一条亮线;
由于气泡的存在,气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,在气泡的下面对应的位置有黑影;
亮线的位置相当于焦点的位置,如果把白纸从靠近试管向下移动过程中,经过焦点时亮线最细;从焦点处向下继续移动时,亮线变粗,是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。
【分析】透明的材料都可以制成凸透镜和凹透镜,材料不同,对光线的作用是相同的;中间比边缘厚的是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用;中间比边缘薄的是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用。
19.【答案】大于;玻璃对红光的偏折角度较小
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】根据三棱镜对光线的偏折情况,可以得出,红光被偏折的程度小,紫光被偏折的程度大,当红光和紫光分别平行于凸透镜的主光轴射向相同的凸透镜时,红光的会聚点,也就是红光的焦点距离透镜远,而紫光的焦点离透镜近,所以红光的焦距大。
【分析】由图可以看出:红光的偏折程度小,紫光的偏折程度大,即红光折射能力弱紫光折射能力强。
20.【答案】(1)虚像
(2)近海面的下层空气比高空的温度低,密度大;从近海面物体射出的光进入密度不断变小的空气时发生连续折射进入人的眼睛;而人的视觉总是感到进入眼睛的光的是沿直线传播过来的,所以在人的前方会出现“海市蜃楼”的现象。
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图;实像与虚像
【解析】【分析】1、虚像是没有实际光线通过的,是光线的反向延长线形成的像。虚像一般是正立的,不能成像在光屏上的,而实像一般是倒立的,可成像在光屏上;
2、光在同一种均匀的物质中是沿直线传播的。由于海面上方,不同高度处的温度不同,导致空气密度不同。光线在密度不同的大气中将发生折射,而人始终认为光是沿直线传播过来的,所以像会呈现在视线的前方。
【解答】(1)如图,游客看到的像是折射光线反向延长后得到的正立的像,应该是虚像;
(2) 根据以上提供的资料和所学知识,可做出如下解释:近海面的下层空气比高空的温度低,密度大;从近海面物体射出的光进入密度不断变小的空气时发生连续折射进入人的眼睛;而人的视觉总是感到进入眼睛的光的是沿直线传播过来的,所以在人的前方会出现“海市蜃楼”的现象。
故答案为:(1)虚像 (2) 近海面的下层空气比高空的温度低,密度大;从近海面物体射出的光进入密度不断变小的空气时发生连续折射进入人的眼睛;而人的视觉总是感到进入眼睛的光的是沿直线传播过来的,所以在人的前方会出现“海市蜃楼”的现象。
21.【答案】(1)将光屏往下移
(2)像高
(3)物距和物体高度相同时, 凸透镜的焦距越大,所成的实像也越大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】1、凸透镜成像实验中,需要将焰心、透镜中心、光屏中心在同一高度,当三者不在同一高度时,蜡烛所成的像不在光屏的中心,影响对像的观察和像距、物距的测量;
2、根据研究的问题可知,实验中需要测量像的大小,题中主要通过像的高度来表示像的大小;
3、根据表中焦距数据的变化和所测得的像高度的变化可以得出相应的结论。
【解答】(1) 刚开始实验时,发现烛焰的像成在光屏下端,想要使像成在光屏中心,可以将光屏往下移;
(2)根据研究的问题可知,实验中需要测量像的大小,题中主要通过像的高度来表示像的大小。所以表格空白处的“?”应填像高;
(3)从表格数据可知,当焦距逐渐增大时,像的高度逐渐变大,所以可以得出的结论为:物距和物体高度相同时, 凸透镜的焦距越大,所成的实像也越大 。
故答案为:(1)将光屏往下移 (2)像高 (3) 物距和物体高度相同时, 凸透镜的焦距越大,所成的实像也越大
22.【答案】(1)倒立、放大、实像
(2)A
(3)0.4
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】1、物体经过物镜所成的像是A1B1,从图中可得到像的特点;
2、A1B1在目镜的一倍焦距内,根据凸透镜的成像规律可知,将成一个放大、正立的虚像;
3、观察表格数据可知,像的放大倍数是由物镜和目镜的放大倍数共同决定的。在物镜不变时,目镜焦距的倒数增大几倍像的放大倍数也增加几倍。在目镜不变时,物镜焦距的倒数增大几倍像的放大倍数也增加几倍。由此可在表格中选择目镜不变的对照组来确定X的数据。
【解答】(1)物体AB经过物镜所成的像是A1B1,从图中可知,所成的像是倒立、放大、实像;
(2)眼镜透过目镜看到的A1B1在目镜的一倍焦距内,根据凸透镜的成像规律可知,将成一个放大、正立的虚像,这与放大镜的原理相同,A选项正确;
(3)由表格数据第二组与第六组比较可知,目镜不变时物镜焦距的倒数扩大4倍,像放大倍数也增加4倍。将第五组与第一组比较可知,像放大倍数增加了4倍,在目镜不变的情况下,可知物镜焦距的倒数也扩大了4倍,所以1/X=0.625×4=2.5,X=0.4。
故答案为:(1)倒立、放大、实像 (2)A (3)0.4
23.【答案】(1)测量凸透镜的焦距
(2)放大;幻灯机
(3)远离
(4)向上;C
(5)晶状体;A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)白纸上的最小最亮的亮斑是该凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离为焦距;
(2)(3)根据凸透镜成像的特点可知,当物距大于像距时,成倒立、放大的实像,幻灯机和投影仪都是利用理制成的;物距越大,像越小;
(4)根据透过凸透镜光心的光线传播方向不变,判断蜡烛变短后,像的位置变化情况;透过凸透镜的光线越少,成的像越暗;
(5)眼睛的晶状体相当于凸透镜,可以成缩小的实像;近视眼是由于晶状体变厚,会聚能力变强,成像的位置提前,靠近晶状体,应用凹透镜矫正。
【解答】(1) 小红先将凸透镜正对着太阳光,调整凸透镜和白纸间的距离,直到太阳光在白纸上会聚成一个最小最亮的点,此点为凸透镜的焦点,这一操作的目的是为了粗略测量凸透镜的焦距;
(2)根据凸透镜成像的特点,由图可知,物距小于像距,所以物体通过凸透镜成倒立、放大的实像,利用此原理制成了幻灯机(投影仪);
(3)根据凸透镜成像的特点可知,要使烛焰在光屏上所成的变小,应增大物距,由于蜡烛的位置不动,所以,透镜应远离蜡烛;
(4)因为透过凸透镜光心的光线传播方向不变,所以蜡烛变短后,像的位置会向上移动,为了使像仍成在光屏的中心,光屏也应向上移动;若用不透明纸遮住透镜的一半,由于透过的光线减少,光屏上的像会变暗,但仍是完整的像;
(5)眼睛的晶状体相当于凸透镜,可以成缩小的实像,通过调节晶状体的形状,可使我们看清远近不同的物体;近视眼是由于晶状体变厚,会聚能力变强,成像的位置提前,靠近晶状体,应用凹透镜矫正,使像正好成在视网膜上,图甲、乙符合题意。
故答案为:(1)为了粗略测量凸透镜的焦距;(2)放大;幻灯机; (3)远离;(4)向上;C;(5)晶状体;A。
24.【答案】(1)物距增大时,像距会变小
(2)物体和光屏之间的距离;物距和像距互换
(3)物体和光屏间的距离大于4倍焦距
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】根据凸透镜的成像规律,物体在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,物距越小,像距越大,实像越大,当物距大于二倍焦距,像距介于二倍焦距与一倍焦距之间时,所成的像是缩小的,当物距与像距相同且都等于二倍焦距时,所成的像是等大的,当物距介于二倍焦距与一倍焦距之间,像距大于二倍焦距时,所成的像是放大的。
解:(1)通过图表所示,物距越小,而像距越大,故答案为:物距增大时,像距会变小
(2)在图表中,物距距离不变,而物距与像距交换,此时逗呢能在光屏上成像,故答案为物体和光屏之间的距离
(3)由图表中可推算出只有序号1、2、5、6实验中,才可在屏上成两次像,故答案为物体和光屏间的距离大于4倍焦距
25.【答案】(1)高度
(2)大于
(3)
(4)A;B;C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】(1)当物体通过凸透镜成实像时,成的像要用光屏来承接,所以要调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上,以保证物体的像能够成在光屏的中心.
(2)由凸透镜成像的三种情况:U>2f,成倒立、缩小的实像.2f>U>f,成倒立、放大的实像.U<f,成正立、放大的虚像.可知当物距大于焦距时,凸透镜成实像.
(3)找出每组数据对应的点,然后用平滑的线把点连起来,如图所示:
(4)A、由(3)可知,此透镜的焦距f=10cm,当把蜡烛放在光具座上的0刻线处,凸透镜放在15cm刻线上,即2f>u>f,成倒立放大的实像;故A正确
B、此时v>2f,即a的位置v>20cm,结合图象可知v在29~31cm之间,所以a位置在(29+15)~(31+15)cm即44~46刻线之间,故B正确;
C、当蜡烛和光屏不动,只移动凸透镜,当凸透镜向某一方向移动到b位置时,在光屏上又看到像,说明此时物距和像距之和不变,以设想将蜡烛和光屏互换位置,则物距处于u>2f,凸透镜成倒立、缩小的实像,此时2f>v>f,像的位置在10cm~20cm之间,故C正确;
D、由图象可知,当凸透镜向某一方向移动到b位置时,在光屏上又看到像.此时像的位置在16cm~35cm之间,而题目中指出光屏的位置不变,所以b位置在19~21cm刻线之间时,光屏上是看不到像的.故D错误.
故选ABC.
故答案为:(1)高度;(2)>;(3)见上图;(4)ABC.
26.【答案】(1)折射;虚;E
(2)下;B;右;左
(3)耐高温
【知识点】光的反射;光的折射规律;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】解:(1)根据光的折射现象可知,他看到的“虾”是因为光的折射而形成的虚像,真正的虾在水中更深的位置,即在E处.
根据光路的可逆性,他用激光笔从A点向B处射出光束,即可把虾照亮.
(2)①凸透镜成实像时,像与物是相互倒立的,因此,胶片上虾的头部应该在下方;
②因为投影仪的原理是物距大于f小于2f时,成倒立放大的实像,故f<8cm<2f,
则4cm<f<8cm,只有B选项中7cm符合题意;
③凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,像越大,因此要想使像变大,应应将幕布向右移,并将凸透镜向左移.
(3)由题意可知,其卵可以在寒冷或高温的沙土里休眠多年,可见,其卵壳具有耐高温、耐高寒的特性.
故答案为:(1)折射;虚;E;B;
(2)下;B;右;左;
(3)耐高温.(合理即可)
【分析】(1)光从水中斜射入空气中时,会发生折射,光线远离法线,人逆着光线看去物体的位置会偏高.根据光路的可逆性,可用激光笔照亮物体;
(2)凸透镜成实像时,像与物是相互倒立的;投影仪的原理是物距大于f小于2f时,成倒立放大的实像.根据物距越小,像距越大,像越大,可判断幕布、透镜移动的方向;
(3)根据卵壳的保护作用,可推测其具有的特性
27.【答案】(1)照相机;右;大
(2)右
(3)凸透镜没有正对太阳光放置(太阳光没有平行于主光轴入射到凸透镜上)
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)物体到凸透镜的距离是物距,像到凸透镜的距离是像距;
如图,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;
当凸透镜的位置不变时,只向右移动蜡烛,要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像,可以向右移动光屏,才能再一次成像,并且此时的像比刚才的像大;(2)凹透镜对光线有发散作用,靠近凸透镜时,使光线发散,像会聚在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜;(3)太阳光可以近似看为平行光源,将凸透镜正对着太阳光,太阳光经凸透镜后将会聚在焦点.所以把光屏置于另一侧,改变光屏与凸透镜间的距离,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,这个光斑便为焦点.测出光斑到凸透镜的距离,便是焦距。
【分析】掌握凸透镜成像的两种判断方法:根据物距和焦距的关系,根据物距和像距的关系;掌握凸透镜成像规律。
28.【答案】(1)偏向;会改变;观察光的路径
(2)液体种类;凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】(1)由图可知,玻璃容器的形状相当于一个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折;凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关,用注射器向橡皮膜注水,改变液体透镜的凸起程度,则折射光线偏折的程度会发生改变;在玻璃容器中充入蚊香烟雾,当光照到烟雾时,烟雾颗粒对光的反射方向是不同的,会发生漫反射现象,所以我们从各角度可以看到光的路径;(2)在图甲所示的装置中,保持液体透镜的凸起程度、即形状不变,先后在橡皮膜中注入酒精和煤油,观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度,此时,他们是在探究液体透镜折光能力与液体的种类是否有关,在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度,即形状不变是因为凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关。
【分析】会光学实验设计与探究。
1 / 1浙教版科学七下第二章 第6节透镜和视觉(特招集训)
一、单选题
1.(2017九下·宁波竞赛)一发光物体置于如图1所示的凸透镜左侧,在右侧光屏上得到一个清晰的倒立缩小实像。现将此凸透镜剖成对称的两半,按如图2所示放在原来位置,发光物体和光屏位置均保持不变,则( )
A.光屏上仍得到一个清晰的倒立缩小实像
B.光屏上得到二个清晰的倒立缩小实像
C.光屏上得到三个清晰的倒立缩小实像
D.光屏上得不到清晰的倒立缩小实像
【答案】D
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【分析】凸透镜剖成对称的两半,则每一半都是一个凸透镜,根据凸透镜的成像特点分析。
【解答】将此凸透镜剖成对称的两半,则每一半相当于一个凸透镜;按此方法切割后每个凸透镜的凸度会变小,即每个凸透镜的焦距变大,而发光物体和光屏位置均保持不变(物距和像距都不变),所以由凸透镜成像规律可知不可能得到清晰缩小的实像。
故答案为:D
2.(探究凸透镜成像的特点)某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.当u=15cm时,光屏上不能成像
C.当u=25cm时成缩小的像,照相机就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变大
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:
(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
(2)u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。
(3)2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。
(4)u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。
另外,当物距大于焦距时,凸透镜成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】A、u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,由图分析可知,此时u=v=2f=20cm ,解得f=10cm,说法不正确。
B、由分析已知f=10cm,当u=15cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,所以光屏上能成像,说法不正确。
C、由分析已知f=10cm,当u=25cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,此时2f>v>f,应用于照相机和摄像机等,符合题意。
D、由分析已知f=10cm,物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中,凸透镜的物距始终大于焦距,成实像。凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,说法不正确。
故选:C
3.(探究凸透镜成像的特点)将一物体放在凸透镜前,使物体距依次为6厘米、18厘米和24厘米,分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像,则凸透镜的焦距f满足关系式( )
A.f<6厘米 B.6厘米<f<18厘米
C.9厘米<f<12厘米 D.18厘米<f<24厘米
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】此题中根据物距及成像特点,确定凸透镜焦距的范围。凸透镜成像的四种情况如下:
(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
(2)u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。
(3)2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。
(4)u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。
【解答】当物距等于6cm时,成放大的虚像,分析可得f>6cm;当物距等于18cm时,成放大的实像,所以f<18cm<2f,分析可得9cm<f<18cm;
当物距等于24cm时,成缩小的实像,所以24cm>2f,分析可得f<12cm。综合三个结论归纳可得出9cm<f<12cm。
故选:C
4.实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜,三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律,实验时,当蜡烛到透镜的距离都为12cm时,甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像,则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为
A.f甲>f乙>f丙 B.f乙>f丙>f甲
C.f乙>f甲>f丙 D.f丙>f乙>f甲
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】物距相同,甲凸透镜成倒立、缩小的实像,u>2f甲,所以f甲< u/2= 12cm/2=6cm;
乙凸透镜成正立、放大的虚像,u<f乙;所以f乙>u=12cm;
丙凸透镜成倒立、放大的实像,2f丙>u>f丙,所以12cm=u>f丙> =u/2=6cm;
所以,f乙>f丙>f甲;
故选B。
【分析】根据各凸透镜成像性质确定物距和焦距的关系,求出各凸透镜焦距的取值范围。
5.(2016七下·浙江期中)一天,小聪告诉小亮,放大镜不仅能把物体“放大”,还能把物体“缩小”!有些惊讶的小亮立刻找来一个放大镜做起了实验。他把放大镜放到花朵前某一位置时,看到了如图所示的花朵的正立放大虚像。接着他按小聪的提示进行了操作,终于看到了“缩小”的花朵。关于小亮看到“放大”花朵后的操作及他看到的“缩小”花朵,下列说法正确的是( )
A.小亮向靠近花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵的正立缩小虚像,像的位置在放大镜与花朵之间
B.小亮向靠近花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵的倒立缩小实像,像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
C.小亮向远离花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵的正立缩小虚像,像的位置在放大镜与花朵之间
D.小亮向远离花朵的方向移动放大镜,看到的是花朵的倒立缩小实像,像的位置在放大镜与小亮眼睛之间
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律。
凸透镜成像规律:物距小于焦距成正立放大虚像,应用是放大镜。
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距,应用是幻灯机、投影仪。
物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距。
物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,应用是照相机。
【解答】小聪看到的正立、放大的虚像,物距在放大镜的1倍焦距之内,当成缩小的像时,物距应大于2倍焦距,此时成倒立、缩小的实像。
所以小亮应使放大镜远离花朵,像在放大镜和小亮眼睛之间。
故答案为:D
6.在探究凸透镜成像的实验中,先用焦距为10cm的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像.接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为20cm的透镜乙继续进行实验.下列情形可能发生的是
A.光屏向右移,能接收到清晰缩小的实像
B.光屏向左移,能接收到清晰放大的实像
C.光屏向左移,能接收到清晰缩小的实像
D.无论怎样移动光屏,都接收不到清晰的像
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】解:用焦距为10cm的透镜甲进行实验时,在透镜右侧的光屏上得到清晰缩小的实像,说明发光体在透镜甲左侧大于20cm远的地方(即二倍焦距以外),光屏在透镜甲右侧10~20cm远的地方(即一、二倍焦距之间).若不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为20cm的透镜乙继续进行实验时,发光体在透镜乙的焦点以外,一定能在透镜乙右侧焦点以外,即距离透镜乙右侧大于20cm的某处,得到一个实像,所以将光屏向右移,一定能接收到一个清晰的倒立的实像,这个实像可能是缩小的,也可能是等大的、放大的.故选A.
故选A
【分析】首先根据题意“先用焦距为10cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系,然后再根据凸透镜成实像时,物近像远像变大来确定调节光屏的方法.f<u<2f,在屛上得到清晰倒立、放大的实像
7. 在研究凸透镜成像的实验中,如果把点燃的蜡烛放在距凸透镜40厘米处,就会在凸透镜另一侧成一个倒立、等大的实像;如果把物体放在距凸透镜30厘米处,则经凸透镜后会产生一个( )
A.放大、正立的虚像
B.放大、倒立的实像
C.缩小、倒立的实像
D.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】【分析】凸透镜成像的规律:
①u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头;
②2f>u>f时,成倒立、放大的实像,应用于投影仪和幻灯机;
③u<f时,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
【解答】将点燃的蜡烛放在凸透镜前30cm处,在透镜另一侧的光屏上得到烛焰清晰等大的像,所以2f=30cm,则f=15cm;
若把蜡烛从原来的位置向靠近透镜方向移动10cm,则物距为30cm-10cm=20cm,即物距大于一倍焦距,小于二倍焦距,所以此时成倒立的、放大实像。
故选B
8.如图所示,一束光线射向O处的光学元件后,会聚在其主光轴上的S′点;当去掉光学元件后,光线会聚于S点。则可判断,该元件一定是( )
A.凸透镜 B.凹透镜 C.凸面镜 D.凹面镜
【答案】A
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【解答】根据图像可以看出:当没有光学元件时,光线会聚在S点,而当有光学元件时,光线会聚在左侧的S′点,说明加上光学元件之后,光线会聚了,只有凸透镜符合要求;
故选A。
【分析】凸透镜对光线起会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,经凸透镜折射的光线更向靠近主光轴方向偏折,经凹透镜折射的光线向远离主光轴方向偏折。
9.电影机和投影仪的原理是一样的,放电影时,发现银幕上的像未充满整个银幕,解决办法是( )
A.电影机离银幕远些,同时拉近镜头与片子的距离
B.电影机离银幕近些,同时拉近镜头与片子的距离
C.电影机离银幕远些,同时拉大镜头与片子的距离
D.电影机离银幕近些,同时拉大镜头与片子的距离
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】放电影时,发现银幕上的像未充满整个银幕,是因为像太大了,根据“物近像远像变大”的法则,要使银幕上的像小一些,应缩小镜头和和投影片的距离,增大投影仪和屏幕间的距离;
故选A。
【分析】注意物距是透镜和投影片之间的距离,像距是投影机与幕布之间的距离.
10.有一张照片,发现其景物模糊不清,而且整个画面偏黑,其形成的原因是在拍照时,没有调节好( )
A.调焦环 B.快门
C.光圈环 D.以上说法都有可能
【答案】D
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【解答】根据照相机的工作原理可知,拍照时,景物如果模糊不清,说明像距没有调好,因此应该使用调焦环,同时整个画面偏黑,说明曝光过度,应该调整快门时间和光圈的大小,选项D正确;
故选D。
【分析】
11.如图所示,有一圆柱体PQ,放在凸透镜前图示的位置,它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据凸透镜成像特点知,当u>f时,物距减小,像距变大像变大;圆柱体的右边Q在f和2f之间,所成的像是倒立放大的实像;圆柱体的左边P在2f以外,所成的像是倒立缩小的实像,且右边的像距比左边的像距远,符合要求的只有图B;
故选B。
【分析】掌握凸透镜成像规律以及应用。
12.某同学利用如图所示的器材做实验。先用焦距为l0cm的透镜甲进行实验,在屏上得到清晰缩小的实像。接下来他改用焦距为20cm的透镜乙继续实验,若不改变发光体和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,调节光屏的方法及光屏上像的变化情况正确的是
A.光屏靠近透镜移动,像变大 B.光屏靠近透镜移动,像变小
C.光屏远离透镜移动,像变大 D.光屏远离透镜移动,像变小
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由“先用焦距为10cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可知,此时u>2f;
当改用焦距为20cm的透镜乙继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于减小了物距,因此需增大像距,即要在光屏上成清晰的像,光屏应向远离透镜的方向移动,像变大;
故选C。
【分析】掌握凸透镜成像的规律。
13.在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜,两个透镜的主光轴重合,凸透镜的焦距为f,此时两个透镜之间的距离为L。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入射到平面镜上,经平面镜反射后,反射光恰能沿原来的光路返回,据此可判断凹透镜的焦距为( )
A.f B.L C.f+L D.f-L
【答案】D
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】如果凸透镜的焦点位于凸透镜与凹透镜之间时,因为从凹透镜出来的光线为发散光线,所以不可能经过凸透镜焦点;
如果凸透镜焦点位于凹透镜左边时,则从凹透镜出来的光线的反向延长线经过凸透镜的焦点;而射入凹透镜的光线为平行光线,故从凹透镜出来的光线的反向延长线也经过凹透镜的焦点,因而凹透镜的焦点与凸透镜的焦点重合,如图,所以凹透镜的焦距f′=f-L;
故选D。
【分析】掌握凹透镜的发散作用、凸透镜的会聚作用。
14.将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为L。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,该凸透镜的焦距( )
A.一定小于L B.一定等于L
C.一定大于L D.可能小于L,也可能大于L
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由于光斑到凸透镜的距离为L时,即像距为L时,纸上呈现一个并非最小的光斑,所以凸透镜的焦距f≠L;若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,说明凸透镜的焦点不在光斑之后,故焦点应在光斑之前,因此f一定小于L,选项BCD错误,选项A正确;
故选A。
【分析】根据纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,根据凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大可推断焦点在光斑之前,从而判断焦距。
二、填空题
15.物理兴趣小组想知道某只透镜的焦距f为多少,做实验甲,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距S/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出图纸乙,则可判断该透镜的焦距f为 ;
将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,(如图丙)做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v.物像间距L(u+v),绘出图线丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥ (用f表示).
经“百度”发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n==,结合丙、丁两图,可知当物距u=1.5f时,n= .
【答案】12cm;4f;2
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)根据图乙找出白纸被烤焦的最短时间,所对应的透镜与白纸间距即为焦距;
(2)根据图丁物象间距L与物距u的关系,找出物像间距L的最小值即可;
(3)根据图丁,当物距u=1.5f时找出对应的物像间距L,由L=u+v算出v,再利用n==即可求出.
【解答】解:(1)由图乙可知,当透镜与白纸间距S=12cm时,白纸被烤焦的时间t=4min,所用的时间最短,
说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm.
(2)根据凸透镜的成实像时满足u>f,由图丁可知,随着物距u的增大,物像间距L先减小后增大,当物距u=2f时,物像间距L最小为4f,
因此,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥4f.
(3)由图丁可知,当物距u=1.5f时,物像间距L=4.5f,
根据L=u+v可得,v=L﹣u=4.5f﹣1.5f=3f,
则放大率n====2.
故答案为:12cm;4f;2.
16.圆形鱼缸里养了条金鱼,从斜上方看和从侧面看大小、位置都不一样,它们都是鱼缸里的鱼反射的光折射形成的 像,与实际的鱼相比,从斜上方看到的鱼是 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的,位置稍 (填“高”或“低”),从侧面看到的鱼是 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的。
【答案】虚;缩小;高;放大
【知识点】凸透镜成像的应用
【解析】【解答】圆形鱼缸相当于一个凸透镜,从斜上方看时,物距比像距大,成倒立、缩小的实像;
当鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,发生折射,折射角大于入射角,看到的鱼的位置稍高一点;
从侧面看到的鱼,鱼的身体和玻璃缸之间的水形成中间厚边缘薄的凸透镜。鱼在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像。
【分析】圆形玻璃缸中有水,水和玻璃缸形成中间厚边缘薄的透明体,是凸透镜的模型;当物距比像距大时,凸透镜应成倒立、缩小的实像;凸透镜成像时,U<f,成正立、放大的虚像;当光线从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
17.透镜是重要的光学元件,分为凸透镜和凹透镜。
(1)焦距标志着透镜对光的 。
(2)荣荣小组用如图所示的甲凸透镜探究“凸透镜成像规律”,通过实验依次得到倒立缩小的实像、倒立放大的实像、正立放大的虚像,并总结出成像规律。据此判断实验中物距是如何选取的?
(3)同学们用凸透镜正对太阳光的办法点燃酒精棉。
① 放好酒精棉后,移动凸透镜直至太阳光经透镜后在酒精棉上形成 的光斑。
② 若在同样环境下,放好酒精棉,选用图示中哪个凸透镜更容易点燃酒精棉,说明理由(忽略光从透镜传播到酒精棉过程中的能量损失)。
【答案】(1)折射本领
(2)由远及近的选取u>10cm,5cm<f<2f和u<5cm三个范围,且每个范围收集至少三组数据
(3)①最小最亮;②选乙透镜,因为乙透镜比甲透镜的面积大,在相同的时间内,接收到的光能多,使酒精棉获得的内能增多,温度升高的快,容易达到燃点被点燃
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)凸透镜对光线有会聚作用,如透镜其焦距越大,对光的偏折就越小,透镜焦距越小,对光的偏折就越大,因此焦距标志着透镜对光的折射本领;(2)甲的透镜f=5cm,由远及近的选取u>10cm,5cm<f<2f和u<5cm三个范围,且每个范围收集至少三组数据;(3)①凸透镜正对太阳光时,平行光线平行于主光轴,经凸透镜折射后得到最小最亮的点是凸透镜的焦点,在此处放上酒精棉,酒精棉会被点燃;
②选乙透镜,因为乙透镜比甲透镜的面积大,在相同的时间内,接收到的光能多,使酒精棉获得的内能增多,温度升高的快,容易达到燃点被点燃。
【分析】掌握探究凸透镜成像规律的实验。
18.如图,在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡,使太阳光从试管的正上方向下照,观察试管下方的白纸,可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上,有一椭圆黑影,而其它部分竟是一条与试管平行的亮线.这是因为试管充满水的地方相当于 透镜,而气泡与周边的水组成 透镜.如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处,亮线的粗细将如何变化? 。
【答案】凸;凹;先变细再变粗
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】圆柱型试管充满水的地方,中间比边缘厚,是水凸透镜,凸透镜对光线有会聚的作用,会聚成一条亮线;
由于气泡的存在,气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,在气泡的下面对应的位置有黑影;
亮线的位置相当于焦点的位置,如果把白纸从靠近试管向下移动过程中,经过焦点时亮线最细;从焦点处向下继续移动时,亮线变粗,是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播。
【分析】透明的材料都可以制成凸透镜和凹透镜,材料不同,对光线的作用是相同的;中间比边缘厚的是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用;中间比边缘薄的是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用。
19.冬冬在探究光的色散现象时,看到白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带,冬冬对产生的原因进行了思考.受此启发,在测量凸透镜的焦距时,冬冬想再进行一个实验:如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入,看它们的焦距是否相同.你觉得红光的焦距 紫光的焦距(选填“大于”、“等于”或“小于”).理由是 。
【答案】大于;玻璃对红光的偏折角度较小
【知识点】透镜及其特点与分类
【解析】【解答】根据三棱镜对光线的偏折情况,可以得出,红光被偏折的程度小,紫光被偏折的程度大,当红光和紫光分别平行于凸透镜的主光轴射向相同的凸透镜时,红光的会聚点,也就是红光的焦点距离透镜远,而紫光的焦点离透镜近,所以红光的焦距大。
【分析】由图可以看出:红光的偏折程度小,紫光的偏折程度大,即红光折射能力弱紫光折射能力强。
三、解答题
20.(2020七下·长兴期中)“海市蜃楼”是一种与光学有关的自然现象,下图是海面上形成“海市蜃楼”的图解。
资料1:光从一种物质斜射人另一物质时,传播方向会发生改变,而人的视觉总是感到物像是来自直线的;
资料2:一般情况,光从密度较大的介质斜射人密度较小的介质会偏离法线而改变传播方向(如右下图):
资料3:海面上的下层空气温度低,在一定的高度内,高度越高温度越高,导致空气的密度不同。
回答以下问题:
(1)如图,游客看到的是虚像还是实像?
(2)请根据以上提供的资料和所学知识对该现象做出初步的解释。
【答案】(1)虚像
(2)近海面的下层空气比高空的温度低,密度大;从近海面物体射出的光进入密度不断变小的空气时发生连续折射进入人的眼睛;而人的视觉总是感到进入眼睛的光的是沿直线传播过来的,所以在人的前方会出现“海市蜃楼”的现象。
【知识点】光的折射规律;作光的折射光路图;实像与虚像
【解析】【分析】1、虚像是没有实际光线通过的,是光线的反向延长线形成的像。虚像一般是正立的,不能成像在光屏上的,而实像一般是倒立的,可成像在光屏上;
2、光在同一种均匀的物质中是沿直线传播的。由于海面上方,不同高度处的温度不同,导致空气密度不同。光线在密度不同的大气中将发生折射,而人始终认为光是沿直线传播过来的,所以像会呈现在视线的前方。
【解答】(1)如图,游客看到的像是折射光线反向延长后得到的正立的像,应该是虚像;
(2) 根据以上提供的资料和所学知识,可做出如下解释:近海面的下层空气比高空的温度低,密度大;从近海面物体射出的光进入密度不断变小的空气时发生连续折射进入人的眼睛;而人的视觉总是感到进入眼睛的光的是沿直线传播过来的,所以在人的前方会出现“海市蜃楼”的现象。
故答案为:(1)虚像 (2) 近海面的下层空气比高空的温度低,密度大;从近海面物体射出的光进入密度不断变小的空气时发生连续折射进入人的眼睛;而人的视觉总是感到进入眼睛的光的是沿直线传播过来的,所以在人的前方会出现“海市蜃楼”的现象。
四、实验探究题
21.(2020七下·温州期中)研究凸透镜成像规律的实验课上,小晴同学想:凸透镜成实像时,焦距大小对所成像的大小有什么影响呢?于是她利用如图装置开展研究(刻度未标出),下表是她提供的实验数据,根据实验数据回答:
实验 次数 焦距 f(cm) 物距 u(cm) 烛焰高度 (cm) 像距 v(cm) (?) (cm)
1 5 30 4 6 0.8
2 10 30 4 15 2
3 15 30 4 30 4
4 20 30 4 60 8
(1)刚开始实验时,发现烛焰的像成在光屏下端,想要使像成在光屏中心,该如何调节光屏的高度? 。
(2)调整好后,进行实验。表格空白处的“?”应填
。
(3)根据表中数据得出的初步结论为 。
【答案】(1)将光屏往下移
(2)像高
(3)物距和物体高度相同时, 凸透镜的焦距越大,所成的实像也越大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】1、凸透镜成像实验中,需要将焰心、透镜中心、光屏中心在同一高度,当三者不在同一高度时,蜡烛所成的像不在光屏的中心,影响对像的观察和像距、物距的测量;
2、根据研究的问题可知,实验中需要测量像的大小,题中主要通过像的高度来表示像的大小;
3、根据表中焦距数据的变化和所测得的像高度的变化可以得出相应的结论。
【解答】(1) 刚开始实验时,发现烛焰的像成在光屏下端,想要使像成在光屏中心,可以将光屏往下移;
(2)根据研究的问题可知,实验中需要测量像的大小,题中主要通过像的高度来表示像的大小。所以表格空白处的“?”应填像高;
(3)从表格数据可知,当焦距逐渐增大时,像的高度逐渐变大,所以可以得出的结论为:物距和物体高度相同时, 凸透镜的焦距越大,所成的实像也越大 。
故答案为:(1)将光屏往下移 (2)像高 (3) 物距和物体高度相同时, 凸透镜的焦距越大,所成的实像也越大
22.(2020·温州模拟)科学兴趣小组探究显微镜成像原理,查阅资料发现:显微镜的镜头可以看作由一块焦距较小的凸透镜(物镜,其焦距用f物表示)和一块焦距较大的凸透镜(目镜,其焦距用f目表示)组成。并根据凸透镜成像原理推测其原理图如下:其中AB表示待观测的物体标本,F1为物镜的焦点,F2为目镜的焦点,A2B2为最终观测到的物像。
(1)隔离法是一种常见的分析研究方法,可分为整体隔离和局部隔离。请使用局部隔离的观察方法找出图中物体AB经过物镜折射后所成的像的特点 。
(2)眼睛透过目镜能看到A1B1所成的像A2B2。下列与其成像原理是一致的是 。
A.放大镜 B.照相机 C.幻灯机
(3)兴趣小组同学继续在光具座上利用不同焦距的凸透镜,通过改变两块凸透镜之间的距离(相当于改变显微镜镜筒长度),模拟显微镜成像放大倍数实验,得到如下数据:
f物(厘米) (1/厘米) 两镜之间距离(厘米) f目(厘米) (1/厘米) 像放大倍数
1.6 0.625 a 5 0.2 50倍
2 0.5 b 5 0.2 50倍
1.6 0.625 a 2.5 0.4 100倍
2 0.5 b 2.5 0.4 100倍
X 1/X a 5 0.2 200倍
0.5 2 b 5 0.2 200倍
表中的X的数据为 。
【答案】(1)倒立、放大、实像
(2)A
(3)0.4
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【分析】1、物体经过物镜所成的像是A1B1,从图中可得到像的特点;
2、A1B1在目镜的一倍焦距内,根据凸透镜的成像规律可知,将成一个放大、正立的虚像;
3、观察表格数据可知,像的放大倍数是由物镜和目镜的放大倍数共同决定的。在物镜不变时,目镜焦距的倒数增大几倍像的放大倍数也增加几倍。在目镜不变时,物镜焦距的倒数增大几倍像的放大倍数也增加几倍。由此可在表格中选择目镜不变的对照组来确定X的数据。
【解答】(1)物体AB经过物镜所成的像是A1B1,从图中可知,所成的像是倒立、放大、实像;
(2)眼镜透过目镜看到的A1B1在目镜的一倍焦距内,根据凸透镜的成像规律可知,将成一个放大、正立的虚像,这与放大镜的原理相同,A选项正确;
(3)由表格数据第二组与第六组比较可知,目镜不变时物镜焦距的倒数扩大4倍,像放大倍数也增加4倍。将第五组与第一组比较可知,像放大倍数增加了4倍,在目镜不变的情况下,可知物镜焦距的倒数也扩大了4倍,所以1/X=0.625×4=2.5,X=0.4。
故答案为:(1)倒立、放大、实像 (2)A (3)0.4
23.(2019七下·绍兴期中)探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)小红先将凸透镜正对着太阳光,调整凸透镜和白纸间的距离,直到太阳光在白纸上会聚成一个最小最亮的点,如图甲所示,这一操作的目的是 。
(2)实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏位于如图乙所示的位置时,小红看到在光屏上成了一个烛焰清晰 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像, 就是利用这一成像规律工作的(填光学设备名称)。
(3)实验中,如图乙所示的位置,要使烛焰在光屏上所成的像变小,若蜡烛的位置不动,透镜应 (选填“靠近”或“远离”)蜡烛。
(4)实验时,蜡烛越烧越短,光屏上的像向 移动,若用不透明纸遮住透镜的一半,光屏上的像 (选填A.无影响 B.像变为原来的一半 C.能成完整的像,像变暗D不成像)。
(5)我们的眼睛中有类似于凸透镜的结构,眼睛通过睫状肌改变 的形状,使我们能够看清远近不同的物体。现代生活中,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降,下列关于近视眼及其矫正原理图正确的是 。
A.甲乙 B.甲丙 C.乙丙 D.丙丁
【答案】(1)测量凸透镜的焦距
(2)放大;幻灯机
(3)远离
(4)向上;C
(5)晶状体;A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】(1)白纸上的最小最亮的亮斑是该凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离为焦距;
(2)(3)根据凸透镜成像的特点可知,当物距大于像距时,成倒立、放大的实像,幻灯机和投影仪都是利用理制成的;物距越大,像越小;
(4)根据透过凸透镜光心的光线传播方向不变,判断蜡烛变短后,像的位置变化情况;透过凸透镜的光线越少,成的像越暗;
(5)眼睛的晶状体相当于凸透镜,可以成缩小的实像;近视眼是由于晶状体变厚,会聚能力变强,成像的位置提前,靠近晶状体,应用凹透镜矫正。
【解答】(1) 小红先将凸透镜正对着太阳光,调整凸透镜和白纸间的距离,直到太阳光在白纸上会聚成一个最小最亮的点,此点为凸透镜的焦点,这一操作的目的是为了粗略测量凸透镜的焦距;
(2)根据凸透镜成像的特点,由图可知,物距小于像距,所以物体通过凸透镜成倒立、放大的实像,利用此原理制成了幻灯机(投影仪);
(3)根据凸透镜成像的特点可知,要使烛焰在光屏上所成的变小,应增大物距,由于蜡烛的位置不动,所以,透镜应远离蜡烛;
(4)因为透过凸透镜光心的光线传播方向不变,所以蜡烛变短后,像的位置会向上移动,为了使像仍成在光屏的中心,光屏也应向上移动;若用不透明纸遮住透镜的一半,由于透过的光线减少,光屏上的像会变暗,但仍是完整的像;
(5)眼睛的晶状体相当于凸透镜,可以成缩小的实像,通过调节晶状体的形状,可使我们看清远近不同的物体;近视眼是由于晶状体变厚,会聚能力变强,成像的位置提前,靠近晶状体,应用凹透镜矫正,使像正好成在视网膜上,图甲、乙符合题意。
故答案为:(1)为了粗略测量凸透镜的焦距;(2)放大;幻灯机; (3)远离;(4)向上;C;(5)晶状体;A。
24.(2016七下·浙江期中)某小组同学在做“验证凸透镜成像规律”实验的过程中发现:当发光物体与光屏之间的距离L确定时,将凸透镜从发光物体处缓慢向光屏移动的过程中,有时能在光屏上成两次清晰的像,有时只能成一次清晰的像,有时不能在光屏上成像。为了研究产生这些现象的条件,该小组同学进行实验,并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中。
(1)分析比较实验序号1、2、3(或5、6、7)的第一次成像数据中像距v物距u的变化关系及相关条件,可得出的结论: 。
(2)分析比较实验序号1(或2、或5、或6)的第一和第二次成像数据中物距与像距的关系及相关条件,可得出的结论:同一凸透镜,当 一定,移动凸透镜能在光屏上成两次像时, 。
(3)继续分析比较表格是物屏距离L与凸透镜焦距f的数据及观察到的现象,可得出的结论:
在 条件下,移动凸透镜,可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像。
【答案】(1)物距增大时,像距会变小
(2)物体和光屏之间的距离;物距和像距互换
(3)物体和光屏间的距离大于4倍焦距
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】根据凸透镜的成像规律,物体在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,物距越小,像距越大,实像越大,当物距大于二倍焦距,像距介于二倍焦距与一倍焦距之间时,所成的像是缩小的,当物距与像距相同且都等于二倍焦距时,所成的像是等大的,当物距介于二倍焦距与一倍焦距之间,像距大于二倍焦距时,所成的像是放大的。
解:(1)通过图表所示,物距越小,而像距越大,故答案为:物距增大时,像距会变小
(2)在图表中,物距距离不变,而物距与像距交换,此时逗呢能在光屏上成像,故答案为物体和光屏之间的距离
(3)由图表中可推算出只有序号1、2、5、6实验中,才可在屏上成两次像,故答案为物体和光屏间的距离大于4倍焦距
25.(2016七下·浙江期中)小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中,所用的实验器材有:光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一 上。
(2)该实验应使凸透镜成实像,那么凸透镜成实像的条件是:物距 焦距。
(3)记录的实验数据如下表。请在方格纸上画出像距与物距的关系图像
(4)小明得出探究结论后,又用上述器材做了一个实验。把蜡烛放在光具座上的0刻线处,凸透镜放在15cm刻线上,如图12所示。移动光屏在a位置找到像;蜡烛和光屏不动,只移动凸透镜,当凸透镜向某一方向移动到b位置时,在光屏上又看到像。结合所画图像,请你对实验中可能出现的现象作出合理的判断_______。
A.光屏上第一次的像是倒立、放大的
B.a位置在44~46cm刻线之间
C.光屏上第二次的像是倒立、缩小的
D.b位置在19~21cm刻线之间
【答案】(1)高度
(2)大于
(3)
(4)A;B;C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】(1)当物体通过凸透镜成实像时,成的像要用光屏来承接,所以要调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上,以保证物体的像能够成在光屏的中心.
(2)由凸透镜成像的三种情况:U>2f,成倒立、缩小的实像.2f>U>f,成倒立、放大的实像.U<f,成正立、放大的虚像.可知当物距大于焦距时,凸透镜成实像.
(3)找出每组数据对应的点,然后用平滑的线把点连起来,如图所示:
(4)A、由(3)可知,此透镜的焦距f=10cm,当把蜡烛放在光具座上的0刻线处,凸透镜放在15cm刻线上,即2f>u>f,成倒立放大的实像;故A正确
B、此时v>2f,即a的位置v>20cm,结合图象可知v在29~31cm之间,所以a位置在(29+15)~(31+15)cm即44~46刻线之间,故B正确;
C、当蜡烛和光屏不动,只移动凸透镜,当凸透镜向某一方向移动到b位置时,在光屏上又看到像,说明此时物距和像距之和不变,以设想将蜡烛和光屏互换位置,则物距处于u>2f,凸透镜成倒立、缩小的实像,此时2f>v>f,像的位置在10cm~20cm之间,故C正确;
D、由图象可知,当凸透镜向某一方向移动到b位置时,在光屏上又看到像.此时像的位置在16cm~35cm之间,而题目中指出光屏的位置不变,所以b位置在19~21cm刻线之间时,光屏上是看不到像的.故D错误.
故选ABC.
故答案为:(1)高度;(2)>;(3)见上图;(4)ABC.
26.2014年7月,常州学生李潇在水塘中看到形状特殊的“虾”.
(1)如图甲所示,他看到的“虾”是因为光的 而形成的 像,真正的虾在水中 (C/D/E/F)处.他用激光笔从A点向 B (B/C/D/E/F)处射出光束,即可把虾照亮.
(2)拍照得到虾的胶片后,他用如图乙所示的幻灯机展示给同学们看.
①胶片上虾的头部朝 (上/下).
②测得胶片到凸透镜的距离为8cm,则该凸透镜的焦距可能是 .
A.2cm B.7cm C.9cm D.10cm
③要使像变得更大,应将幕布向 (左/右)移,并将凸透镜向 (左/右)移
(3)生物老师证实,这是古老物种仙女虾.其卵可以在寒冷或高温的沙土里休眠多年,直到遇水才孵化.仙女虾的卵壳具有 (写出一点即可)的特性
【答案】(1)折射;虚;E
(2)下;B;右;左
(3)耐高温
【知识点】光的反射;光的折射规律;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】解:(1)根据光的折射现象可知,他看到的“虾”是因为光的折射而形成的虚像,真正的虾在水中更深的位置,即在E处.
根据光路的可逆性,他用激光笔从A点向B处射出光束,即可把虾照亮.
(2)①凸透镜成实像时,像与物是相互倒立的,因此,胶片上虾的头部应该在下方;
②因为投影仪的原理是物距大于f小于2f时,成倒立放大的实像,故f<8cm<2f,
则4cm<f<8cm,只有B选项中7cm符合题意;
③凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,像越大,因此要想使像变大,应应将幕布向右移,并将凸透镜向左移.
(3)由题意可知,其卵可以在寒冷或高温的沙土里休眠多年,可见,其卵壳具有耐高温、耐高寒的特性.
故答案为:(1)折射;虚;E;B;
(2)下;B;右;左;
(3)耐高温.(合理即可)
【分析】(1)光从水中斜射入空气中时,会发生折射,光线远离法线,人逆着光线看去物体的位置会偏高.根据光路的可逆性,可用激光笔照亮物体;
(2)凸透镜成实像时,像与物是相互倒立的;投影仪的原理是物距大于f小于2f时,成倒立放大的实像.根据物距越小,像距越大,像越大,可判断幕布、透镜移动的方向;
(3)根据卵壳的保护作用,可推测其具有的特性
27.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,实验操作规范。在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
(1)这个像的成像原理与 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同。若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比刚才的像要 些。
(2)再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜(图中未画出),这时需要将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
(3)为了粗测凸透镜的焦距,小明上午第二课下课后,将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,小明认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其理由是: 。
【答案】(1)照相机;右;大
(2)右
(3)凸透镜没有正对太阳光放置(太阳光没有平行于主光轴入射到凸透镜上)
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)物体到凸透镜的距离是物距,像到凸透镜的距离是像距;
如图,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;
当凸透镜的位置不变时,只向右移动蜡烛,要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像,可以向右移动光屏,才能再一次成像,并且此时的像比刚才的像大;(2)凹透镜对光线有发散作用,靠近凸透镜时,使光线发散,像会聚在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜;(3)太阳光可以近似看为平行光源,将凸透镜正对着太阳光,太阳光经凸透镜后将会聚在焦点.所以把光屏置于另一侧,改变光屏与凸透镜间的距离,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,这个光斑便为焦点.测出光斑到凸透镜的距离,便是焦距。
【分析】掌握凸透镜成像的两种判断方法:根据物距和焦距的关系,根据物距和像距的关系;掌握凸透镜成像规律。
28.某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜,如图所示。
(1)在探究“凸透镜对光线的作用”时,首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾,然后将水注入橡皮膜,制成液体透镜.再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间,如图甲所示.让光线沿图示方向射入玻璃容器,经透镜折射后折射光线将 (选填“偏离”或“偏向”)主光轴.如果此时再用注射器向橡皮膜注水,改变液体透镜的凸起程度,则折射光线偏折的程度 (选填“会改变”或“不改变”)。在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是 。
(2)为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”,物理兴趣小组人员做了如下实验:在图甲所示的装置中,保持液体透镜的凸起程度、即形状不变,先后在橡皮膜中注入酒精和煤油,观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度,此时,他们是在探究液体透镜折光能力与 是否有关,在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度,即形状不变的具体原因是 。
【答案】(1)偏向;会改变;观察光的路径
(2)液体种类;凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关
【知识点】透镜的光路图
【解析】【解答】(1)由图可知,玻璃容器的形状相当于一个凸透镜,凸透镜对光有会聚作用,经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折;凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关,用注射器向橡皮膜注水,改变液体透镜的凸起程度,则折射光线偏折的程度会发生改变;在玻璃容器中充入蚊香烟雾,当光照到烟雾时,烟雾颗粒对光的反射方向是不同的,会发生漫反射现象,所以我们从各角度可以看到光的路径;(2)在图甲所示的装置中,保持液体透镜的凸起程度、即形状不变,先后在橡皮膜中注入酒精和煤油,观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度,此时,他们是在探究液体透镜折光能力与液体的种类是否有关,在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度,即形状不变是因为凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关。
【分析】会光学实验设计与探究。
1 / 1