专题训练 凸透镜成像规律的应用
类型一 判断凸透镜所成像的性质
1.将一个凸透镜正对太阳光,在距凸透镜10 cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在凸透镜前30 cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.正立、缩小的实像 D.正立、放大的虚像
2.[2020·苏州]如图图图Z所示,烛焰在光屏上刚好成清晰的像(图中未画出)。透镜不动,将蜡烛移至40 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上能观察到( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的实像 D.光屏上不能呈现像
3.如图图图Z所示,此时蜡烛通过凸透镜在光屏上成一个清晰的像(图中未画出),现保持凸透镜的位置不变,将光屏与蜡烛的位置对调,则光屏上(P点为2倍焦距点)( )
A.无像
B.成倒立、缩小的实像
C.成倒立、放大的实像
D.成正立、放大的实像
4.[2020·西宁]如图图图Z所示,小明在房间里探究凸透镜成像的特点。保持蜡烛的位置不变,只移动透镜,小明发现透镜在A、B两处时,墙壁上都能得到清晰的像,则下列说法中正确的是( )
A.两次所成的像都是正立的
B.两次所成的像都是虚像
C.透镜在B处时墙上成的像较大
D.透镜在A处时墙上成的像较大
5.在”探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距为10 cm,当蜡烛、透镜、光屏处在如图图图Z所示的位置时,烛焰在光屏上成清晰、________(选填”缩小””等大”或”放大”)的实像;若移动蜡烛,使之与凸透镜间的距离小于10 cm,则人应在________(选填”蜡烛”或”光屏”)一侧透过凸透镜观察成像情况。
类型二 判定凸透镜的焦距
6.小明利用光具座探究凸透镜成像的规律。他将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏分别固定在光具座上,再移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的烛焰的像,各元件位置如图图图Z所示。则所用凸透镜的焦距可能是( )
A.9 cm
B.12 cm
C.15 cm
D.18 cm
7.某同学在”探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图图图Z所示,下列判断中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是16 cm
B.当u=12 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C.当u=20 cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.把物体从距凸透镜12 cm处移动到24 cm处的过程中,像逐渐变小
8.有甲、乙、丙三个凸透镜,将这三个透镜放在光具座上做成像实验,在保持各透镜跟烛焰的距离相等的条件下,得到实验记录如图图下表所示。由此表可知,甲、乙、丙三个透镜焦距的大小关系是( )
透镜 像的性质
甲 放大 倒立 实像
乙 缩小 倒立 实像
丙 放大 正立 虚像
A.f甲>f乙>f丙 B.f丙>f甲>f乙
C.f甲<f乙<f丙 D.f乙>f丙>f甲
9.一物体放在距凸透镜20 cm处时,在另一侧距凸透镜6 cm处的光屏上出现了一个清晰的像,那么该透镜焦距f的取值范围是_____________________________________________
_____________________________。
类型三 物距、像距和像的变化问题
10.一凸透镜的焦距为15 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜20 cm处移到40 cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )
A.像变大,像距变大 B.像变小,像距变小
C.像变大,像距变小 D.像变小,像距变大
11.在”探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜焦距为15 cm,把蜡烛放在凸透镜前28 cm处,光屏上可承接到烛焰放大、倒立、清晰的实像,然后保持凸透镜位置不变,将蜡烛缓慢向凸透镜靠近,最终停在距凸透镜20 cm处,为在光屏上得到烛焰清晰的实像,则光屏的移动方向和光屏上所得到的像的大小变化分别是( )
A.靠近凸透镜,像变大
B.远离凸透镜,像变大
C.靠近凸透镜,像变小
D.远离凸透镜,像变小
12.在做凸透镜成像实验时,将点燃的蜡烛沿着光具座从距凸透镜2倍焦距以外的某位置向焦点移动,在此过程中,像的大小及像距的变化情况是( )
A.像和像距都逐渐变大
B.像和像距都逐渐变小
C.像逐渐变大,像距逐渐变小
D.像逐渐变小,像距逐渐变大
13.如图图图Z所示,凸透镜焦距为f,烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像(图中未画出)。现将蜡烛沿主光轴向左移动2f的距离,移动蜡烛的同时移动光屏,使烛焰始终能在光屏上成清晰的像,则光屏上的像( )
A.一直变小 B.一直变大
C.先变大后变小 D.先变小后变大
类型四 更换透镜类问题
14.[2020·镇江]当蜡烛、透镜甲和光屏放置在如图图图Z所示位置时,烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,方可在光屏上再次成清晰的像,则下列说法中正确的是( )
A.透镜甲的焦距为20 cm
B.透镜甲的焦距比乙的大
C.第二次所成的像是放大的
D.光屏移动的距离s<10 cm
15.[2020·益阳]一名同学利用如图图图Z所示的器材做实验,先用焦距为20 cm的凸透镜甲进行实验,在光屏上得到了清晰的缩小实像,接下来他想改用焦距为10 cm的凸透镜乙继续进行实验,如图图果不改变蜡烛和凸透镜的位置,则( )
A.将光屏适当左移,可得到倒立、放大的实像
B.将光屏适当左移,可得到倒立、缩小的实像
C.将光屏适当右移,可得到倒立、放大的实像
D.将光屏适当右移,可得到倒立、缩小的实像
16.[2020·新疆]如图图图Z所示,在探究凸透镜成像规律时,将焦距为10 cm的凸透镜A固定在光具座上50 cm刻线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧。首先调整烛焰中心、透镜光心和光屏中心在________高度,再将点燃的蜡烛放置在光具座上30 cm刻线处,移动光屏到________cm刻线处,烛焰在光屏上成清晰的像;接着保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换成焦距为8 cm的凸透镜B并保持位置不变,为使烛焰在光屏上成清晰的像,应将光屏向_________(选填”左”或”右”)移动。
答案
专题训练(三) 凸透镜成像规律的应用
1.A 由题意可知,此凸透镜的焦距f=10 cm。当物体在凸透镜前30 cm处时,满足u>2f,则所成的像为倒立、缩小的实像,是照相机的工作原理。
2.D 由图可知u=v=2f=30 cm,则焦距f=15 cm,将蜡烛移到40 cm刻度线处,u′=10 cm,则u′<f,成正立、放大的虚像,不能呈现在光屏上。
3.C
4.D 两次墙上成的都是倒立的实像,故A、B错误。当凸透镜在A处时,物距小,像距大,像较大,其成像原理和投影仪原理相同;当凸透镜在B处时,物距大,像距小,像较小,其成像原理和照相机原理相同,故C错误,D正确。
5.缩小 光屏 由图可知,u=30 cm>2f,烛焰在光屏上成清晰的倒立、缩小的实像;若移动蜡烛,使之与凸透镜间的距离小于10 cm,u6.B
7.D
8.B 根据凸透镜成像规律来分析,甲成倒立、放大的实像,可知物距大于甲凸透镜的焦距而小于其二倍焦距;乙成倒立、缩小的实像,可知物距大于乙凸透镜的二倍焦距;丙成正立、放大的虚像,可知物距小于丙凸透镜的焦距,因为物距相等,所以丙凸透镜的焦距最大,甲次之,乙最小。
9.3 cm<f<6 cm
10.B 凸透镜的焦距是15 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜20 cm处移到40 cm处的过程中,物距始终大于焦距,因此凸透镜成实像,由于物距增大,则像距减小,像变小。
11.B
12.A 将点燃的蜡烛从距凸透镜2倍焦距以外的某位置向焦点移动时,成的是实像,成实像时,物距减小,像距变大,像变大。
13.A
14.B 由图可知,此时u=v=2f,成的是倒立、等大的实像,所以2f=20 cm,则f=10 cm,故A错误;现保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,此时的像距减小,则物距不变的情况下,相当于减小了焦距,所以透镜甲的焦距比乙的大,故B正确;替换乙后,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像,故C错误;由于不知道乙透镜的焦距大小,所以无法判定光屏移动的距离,故D错误。
15.B 换用焦距为10 cm的凸透镜乙后,折光能力变强,成像提前,故应将光屏左移;原来成倒立、缩小的实像,说明u>2f甲,换后仍为u>2f乙,仍成倒立、缩小的实像。
16.同一 70 左 (1)实验前,应先调节烛焰、凸透镜、光屏,使它们的中心大致在同一高度,这样可以使所成的像在光屏的中央;(2)已知凸透镜的焦距为10 cm;根据图示可知,将点燃的蜡烛放置在光具座上30 cm刻线处,物距:u=50 cm-30 cm=20 cm=2f,要使光屏上呈现清晰的像,则像距也等于二倍焦距,即v=2f,因此需将光屏移到70 cm的刻度线处;(3)保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换成焦距为8 cm的凸透镜B并保持位置不变时,凸透镜焦距减小,相当于物距变大,像距变小,应将光屏向左移动。