[第六章 二、学生实验:探究——凸透镜成像 第1课时 基础过关]
一、选择题
1.将一个凸透镜正对太阳,在距凸透镜20 cm处得到一个最小、最亮的光斑。将一个物体放在距此透镜40 cm处,则可在凸透镜另一侧的光屏上得到一个 ( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像
2.如图图所示,将发光二极管组成的旗帜图案放在凸透镜之前,与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间,则旗帜在光屏上所成清晰的像可能是中的
( )
3.在研究凸透镜成像规律实验中,当烛焰与凸透镜的距离小于焦距时,眼睛通过透镜观察到的虚像可能是中的 ( )
4.小芳同学对凸透镜成像的特点进行了下列总结,其中正确的是 ( )
A.缩小的都是实像,放大的都是虚像
B.实像都是倒立的,虚像都是正立的
C.缩小的像都是倒立的,放大的像都是正立的
D.实像和物体分别在凸透镜的两侧,虚像和物体也在凸透镜的两侧
5.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后
20 cm远的光屏上出现一个清晰等大、倒立的像。如图图果将蜡烛移动到凸透镜前25 cm处,则 ( )
A.光屏上会出现倒立、放大的实像
B.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立、缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立、放大的实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均找不到像
6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学利用甲测出了凸透镜的焦距后,正确安装并调节实验装置如图图图乙所示,在光屏上得到一个清晰的像(未画出)。下列说法正确的是 ( )
A.图乙光屏上成倒立、放大的实像
B.将图乙中的透镜向左移动适当的距离,光屏上可以得到一个清晰放大的像
C.若图乙中的透镜上有一个小飞蛾,则光屏上会得到一个飞蛾倒立、缩小的像
D.在图乙中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上不能得到清晰的像
7.(2021天津)(多选)在研究凸透镜成像规律时,将焦距为10 cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上(如图图所示),在光屏上得到了烛焰清晰的像(图中光屏未画出)。下列说法正确的是 ( )
A.光屏上所成的是倒立、缩小的实像
B.光屏上所成的是倒立、放大的实像
C.光屏一定位于60~70 cm刻度之间
D.光屏一定位于70~90 cm刻度之间
二、填空题
8.如图图所示,小红同学在探究凸透镜成像规律的实验中,将焦距f=15 cm的凸透镜固定在光具座上50.0 cm刻度处后,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上观察到烛焰清晰 (选填“正立”或“倒立”)的像。若光屏距凸透镜40 cm时,得到一个清晰的像,则所成的像是倒立、 (选填“缩小”或“放大”)的实像。
9.小明用焦距为10 cm的凸透镜做成像规律实验,记录了光屏上成清晰像时的四组数据(如图图表所示),其中明显错误的一组是 。
组别 甲 乙 丙 丁
物距u/cm 10 15 20 30
像距v/cm 40 30 20 15
三、实验探究题
10.小华用同一个凸透镜进行如图图下探究:
(1)将凸透镜正对太阳,调节凸透镜下方白纸的位置,直至白纸上出现一个最小、最亮的光斑,实验示意图如图图甲所示,则该透镜的焦距为 cm。将发光小灯泡、凸透镜和光屏按照如图图图乙所示放置,此时光屏上呈现一个圆形光斑,若将光屏向右移动,则光斑大小将 。
(2)凸透镜和光屏的位置如图图图乙所示,移去小灯泡,将点燃的蜡烛放置于光具座的15.0 cm刻度处,将光屏向 移动一段合适的距离,能在光屏上得到烛焰清晰倒立、 的实像;小华发现光屏上的像时而清晰时而模糊,请分析造成这一现象的可能原因: 。
11.在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,为了使烛焰的像成在光屏中央,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 。
(2)为了便于观察实验现象,实验环境应该 (选填“较亮”或“较暗”)一些,此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短,则光屏上烛焰的像将逐渐向 移动。
(3)按要求进行观察和测量,并将观测情况记录在表中(透镜的焦距f=10 cm)。
①根据表格信息,试判断:当物距u=25 cm时,成倒立、 的实像。
②根据折射现象中光路是 ,可得出第4次实验的像距v= cm。
③第5次实验中,要观察到正立、放大的虚像,眼睛与蜡烛应在凸透镜的 (选填“同”或“异”)侧。
④通过对实验数据的分析可得出: 倍焦距处是成放大与缩小实像的分界点。
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 30 15 倒立、缩小的实像
2 20 20 倒立、等大的实像
3 18 23 倒立、放大的实像
4 15 倒立、放大的实像
5 6 正立、放大的虚像
答案
第六章 二、学生实验:探究——凸透镜成像 第1课时 基础过关
1.C 根据“在距凸透镜20 cm处得到一个最小、最亮的光斑”可知,该凸透镜的焦距f=20 cm,由凸透镜成像规律可知,当物距u=40 cm=2f时,成倒立、等大的实像。
2.B 发光二极管组成的旗帜图案与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间,通过凸透镜成倒立、放大的实像,且物、像左右相反。
3.B 当烛焰到凸透镜的距离小于焦距时,在烛焰同一侧成正立、放大的虚像,且像距大于物距,即所成的像位于烛焰的左侧。
4.B 凸透镜可成放大的实像,也可成放大的虚像,A说法错误;凸透镜成的实像都是倒立的,虚像都是正立的,B说法正确;凸透镜可成放大、倒立的实像,C说法错误;在凸透镜成像中,实像和物体分别在凸透镜的两侧,虚像和物体在凸透镜的同侧,D说法错误。
5.B 在距离凸透镜20 cm的光屏上得到一个清晰等大、倒立的像,所以像距v=20 cm=2f,则f=10 cm;将蜡烛移动到凸透镜前25 cm处,物距大于2倍焦距,蜡烛通过凸透镜成倒立、缩小的实像,像距在10 cm与20 cm之间,所以将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立、缩小的实像。
6.B 由图甲可知,这个凸透镜的焦距为10.0 cm;图乙的成像情况根据u>2f,可知光屏上成倒立、缩小的实像,故A错误;将图乙中的透镜向左适当移动,物距减小,当物距大于凸透镜的1倍焦距且小于2倍焦距时,光屏上可以得到一个清晰放大的实像,故B正确;若图乙中的透镜上有一个小飞蛾,则光屏上还会得到一个烛焰完整的像,只是烛焰发出的一部分光被飞蛾挡住,像的亮度相比较从前要暗一些,故C错误;在图乙中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,由光路的可逆性可知,此时光屏上能得到烛焰清晰放大的实像,故D错误。
7.AC 图中u=30 cm>2f,光屏上成倒立、缩小的实像,A正确、B错误;此时像距f8.右 倒立 放大 凸透镜的焦距f=15 cm,凸透镜固定在光具座上50.0 cm刻度处,蜡烛位于20.0 cm刻度处,u=50.0 cm-20.0 cm=30.0 cm=2f,像距v=2f,故应向右移动光屏,才能在光屏上得到倒立、等大的实像;若v=40 cm,则v>2f,当f9.甲
物体在凸透镜1倍焦距处不成像,故甲错误;物体在1倍焦距和2倍焦距之间时成倒立、放大的实像,此时所成的像在大于2倍焦距处,故乙正确;物体在2倍焦距处成倒立、等大的实像,所成像在2倍焦距处,故丙正确;物体在大于2倍焦距处成倒立、缩小的实像,所成像在1倍焦距和2倍焦距之间,故丁正确。
10.(1)10.0 不变
(2)右 放大 烛焰在晃动
(1)由图甲可知,光屏上出现一个最小、最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,焦点到凸透镜光心的距离为10.0 cm,则凸透镜的焦距是10.0 cm;由图乙可知,发光小灯泡在凸透镜焦点位置,经凸透镜折射后形成平行光线,将光屏向右移动,光斑大小不变。(2)将点燃的蜡烛放置于光具座的15.0 cm刻度处,物距u=30.0 cm-15.0 cm=15.0 cm,满足f11.(1)同一高度 (2)较暗 上
(3)①缩小 ②可逆的 30 ③异 ④2[第六章 二、学生实验:探究——凸透镜成像 第2课时 能力提升]
一、选择题
1.蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图图所示,此时光屏上出现烛焰清晰的像,则像的特点是 ( )
A.倒立、缩小 B.倒立、等大
C.倒立、放大 D.正立、放大
2.如图图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,烛焰距离凸透镜8 cm时,在距离凸透镜15 cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7 cm,下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是 ( )
A.不能成清晰的像 B.成倒立、缩小的像
C.成倒立、放大的像 D.成倒立、等大的像
3.(2020自贡)在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像,调节的方法是 ( )
A.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏靠近透镜移动
B.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动
C.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏远离透镜移动
D.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏靠近透镜移动
4.(多选)探究凸透镜成像的规律时,将焦距为10 cm的凸透镜放置在光具座上50.0 cm刻度处,如图图所示。在蜡烛从10.0 cm刻度处逐渐移至45.0 cm刻度处的过程中,烛焰成像的变化情况是 ( )
A.先变大后变小
B.先变小后变大
C.先成实像后成虚像
D.先成虚像后成实像
5.如图图所示,F为凸透镜的两个焦点,A'B'为物体AB的像,则物体AB在
( )
A.图中Ⅰ区域,比A'B'大,箭头方向向上
B.图中Ⅱ区域,比A'B'大,箭头方向向下
C.图中Ⅲ区域,比A'B'大,箭头方向向上
D.图中Ⅳ区域,比A'B'小,箭头方向向下
6.在探究凸透镜成像时,当烛焰距离凸透镜13 cm时成放大的实像,当烛焰距离透镜8 cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是 ( )
A.4 cm B.6 cm
C.7 cm D.12 cm
7.物体放在凸透镜前某一位置时,在透镜的另一侧离透镜10 cm的光屏上成倒立、缩小的像,当物体移至凸透镜前10 cm处时,移动光屏,光屏上所成的像是 ( )
A.倒立、缩小的虚像
B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的实像
D.正立、等大的实像
8.在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,某实验小组所描绘的图像如图图所示。图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是( )
A.蜡烛处于A、B间某一位置时,成倒立、缩小的实像
B.蜡烛处于B、C间某一位置时,成倒立、放大的实像
C.将蜡烛从C移动到B的过程中,所成的像逐渐变大
D.将蜡烛从B移动到A的过程中,所成的像逐渐变小
二、填空题
9.已知一个凸透镜的焦距为15 cm,现将蜡烛放在距凸透镜25 cm的地方,移动光屏可在光屏上得到 、 的实像。若将蜡烛放在距凸透镜焦点5 cm的地方,则所成的像
(选填“是实像”“是虚像”或“可能是实像也可能是虚像”)。
10.(2020丹东)如图图所示,一个圆柱形的玻璃瓶内装满水,把一支铅笔放在玻璃瓶的后方,透过玻璃瓶,可以看到这支笔。在铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中,透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐 (选填“变长”或“变短”);到某一位置时,铅笔尖会突然改变方向,而“改变方向”后的像为 (选填“实”或“虚”)像。
三、作图题
11.如图图所示的凸透镜,MN为主光轴,O点为光心,F为焦点,请在图中画出三条光线的折射光线,并作出物点S的像点S'。(注意保留作图痕迹)
四、实验探究题
12.小华同学用如图图甲所示的装置探究凸透镜成像规律。
(1)调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在同一高度,其目的是 。
(2)实验时先固定蜡烛和凸透镜的位置,发现无论怎样移动光屏,都得不到烛焰的像,可能的原因是 。(写出一种即可)
(3)5 min后,小华发现蜡烛燃烧变短,像没有成在光屏中央,他应将光屏向 (选填“上”或“下”)移动。
(4)小华记录的实验数据如图图下表,请在图乙的坐标系中画出像距与物距的关系图像。我们可以判断,小华所用凸透镜的焦距为 cm。
物距u/cm 14 16 18 20 22 24 26
像距v/cm 35 27 22 20 18 17 16
答案
第六章 二、学生实验:探究——凸透镜成像 第2课时 能力提升
1.A
2.B 在“探究凸透镜的成像规律”实验中,烛焰距离凸透镜8 cm时,在距离凸透镜
15 cm处的光屏上成倒立的像。此时物距小于像距,f<8 cm<2f,15 cm>2f,解得4 cm2f,v=
15 cm-7 cm=8 cm,f3.A 由图知,此时物距小于像距,成倒立、放大的实像,要使光屏上呈现倒立、缩小的实像,要增大物距,同时减小像距,所以在凸透镜不动时,蜡烛远离凸透镜,同时光屏靠近凸透镜。
4.AC u>2f,成倒立、缩小的实像;u=2f,成倒立、等大的实像;f5.C 由题意知,像在1倍焦距和2倍焦距之间,根据凸透镜成像的特点,此时物体应在2倍焦距以外,且成的像是倒立、缩小的实像,所以物体在图中Ⅲ区域,箭头向上,且要比像大,故C正确。
6.D 当u=13 cm时,成放大的实像,可得f<13 cm<2f,即6.5 cm8 cm。综合可得,8 cm7.B 物体位于凸透镜前,调节好透镜和光屏位置后,在透镜另一侧离透镜10 cm的光屏上成倒立、缩小的像,说明此时u>2f,f8.C
9.倒立 放大 可能是实像也可能是虚像
根据凸透镜成像规律,f10.变长 实 玻璃瓶装满水相当于一个凸透镜,当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时(u11.如图图图所示
12.(1)使像成在光屏中央
(2)蜡烛此时距凸透镜的距离可能恰好为1倍焦距(合理即可)
(3)上
(4)如图图图所示 10
(2)无论怎样移动光屏,都得不到烛焰像的原因可能有:①蜡烛此时到凸透镜的距离可能恰好为1倍焦距,不成像;②蜡烛此时到凸透镜的距离小于1倍焦距,成正立、放大的虚像,光屏不能承接虚像;③若蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度,此时光屏上也可能没有像;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于1倍焦距,成像在很远的地方,光具座上的光屏无法移到该位置。(3)如图图果蜡烛变短,根据凸透镜成像原理可知,光屏上的像将向上移动,因此应将光屏向上移动。(4)由表格中数据可知,物距为20 cm时、像距为20 cm,物距等于像距,此时成等大、倒立的实像,物体放在2倍焦距处,即20 cm=2f,所以此凸透镜的焦距f=10 cm。
