专题训练
[凸透镜成像规律及其应用]
类型一 凸透镜成像性质的判断
方法诠释:(1)当u>2f、f2f时,成倒立、放大的实像(应用于投影仪);(3)当u1.有一个焦距是20 cm的凸透镜,若将一个物体放在此透镜前40 cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个________、________的________像.若将物体放在此透镜前50 cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个________、________的________像,________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个原理制成的.若将物体放在此透镜前30 cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个________、________的________像,________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个原理制成的.若将物体放在此透镜前10 cm处,则可在凸透镜的同侧得到一个 、 的 像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个原理制成的.
2.[2020·山西] 小亮在重阳节送给奶奶一个台式放大镜(如图所示),该放大镜的焦距为25 cm.奶奶正确使用这个放大镜看书时( )
A.书与放大镜之间的距离应等于25 cm
B.书与放大镜之间的距离应小于25 cm
C.看到的是倒立、放大的虚像
D.看到的是正立、放大的实像
3.[2020·湘潭] 随着科技的发展,我们进入了“刷脸”时代.“刷脸”时人脸面对摄像头(相当于一个凸透镜),经系统自动拍照、扫描,确认相关信息后,即可迅速完成身份认证.在系统拍照过程中 ( )
A.人脸是光源
B.人脸经摄像头成缩小、倒立的实像
C.人脸经摄像头成像的原理与平面镜相同
D.人脸应保持在透镜的一倍焦距到两倍焦距之间
4.[2020·鄂州] 如图所示是小强用手机、透镜和纸盒自制的简易投影仪,能将手机上的画面放大投射到白色墙上.下列说法正确的是 ( )
A.手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的二倍焦距
B.白色墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像
C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白色墙上的画面将不再完整
D.从各个角度都能清楚地看到白色墙上的像,是因为墙对光发生了镜面反射
5.如图所示,凸透镜的焦距为10 cm,此时蜡烛在光屏上成一个清晰的像.凸透镜的位置固定不变,只移动点燃的蜡烛和光屏,下列说法正确的是 ( )
A.把蜡烛移到10 cm刻度线处,再向左移动光屏,能在光屏上得到倒立、缩小的清晰实像,成像规律可以应用于照相机
B.把蜡烛移到26 cm刻度线处,再向右移动光屏,能在光屏上得到倒立、放大的虚像,成像规律可以应用于投影仪
C.把蜡烛移到35 cm刻度线处,再向右移动光屏,能在光屏上得到正立、放大的虚像,成像规律可以应用于放大镜
D.蜡烛在光屏上已成一个清晰的像,如图果在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,为了在光屏上重新得到清晰的像,光屏应向左移动
类型二 焦距的判断
方法诠释:(1)对于简单的判断凸透镜焦距的情况,可直接用平行光法、二倍焦距成像法进行分析;(2)对于求解焦距取值范围的问题,要明确:当u>2f、f2f时成倒立、放大的实像;当u6.[2020·苏州] 如图所示,烛焰在光屏上刚好成清晰的像.透镜不动,将蜡烛移至40 cm刻度处,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
7.一物体立于凸透镜前12 cm处,在另一侧的光屏上得到一倒立、放大的像,则此凸透镜焦距f的范围可能是 ( )
A.f<6 cm B.f>12 cm
C.6 cm8.用手机看视频,图像太小,屏幕放大器(凸透镜)来帮忙,小明通过透镜可看到放大了的图像,如图所示,手机距离透镜15 cm,凸透镜的焦距可能为 ( )
A.20 cm B.15 cm C.10 cm D.5 cm
9.[2019·湘潭] 在探究“凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜14 cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8 cm时成放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是 ( )
A.4 cm B.7 cm C.10 cm D.16 cm
10.如图所示,A、B均为凸透镜主光轴上的点,光线AC折射后经过B点,且AO=12 cm,OB=16 cm,则该凸透镜的焦距可能是 ( )
A.6 cm B.7 cm C.8 cm D.9 cm
11.[2019·泰安] 如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,烛焰在距离凸透镜8 cm处时,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中正确的是 ( )
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
类型三 凸透镜成像的动态变化1(焦距不变,物距变化)
方法诠释: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.
12.人脸识别门禁一体机(如图所示)是通过摄像机镜头来捕捉人脸信息的.该摄像机镜头相当于________透镜,它的成像原理与________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同,所成的是________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,已知镜头焦距为f,人脸到镜头的距离应大于________.要使屏幕上的像大些,人应离镜头________(选填“远”或“近”)些.
13.[2019·衡阳] 当汽车经过十字路口时,监控摄像头就会拍下照片.摄像头相当于一个透镜,影像传感器相当于光屏.下列说法中正确的是 ( )
A.监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用
B.拍照时,汽车位于摄像头二倍焦距以外
C.当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变大
D.影像传感器上成的是正立的虚像
14.如图所示,放映幻灯片时,为了在屏幕上得到更大的像,应采取的措施是 ( )
A.幻灯机离屏幕远一些,镜头与幻灯片的距离调小一些
B.幻灯机离屏幕远一些,镜头与幻灯片的距离调大一些
C.幻灯机离屏幕近一些,镜头与幻灯片的距离调大一些
D.幻灯机离屏幕近一些,镜头与幻灯片的距离调小一些
15.用放大镜看书本上的字,为了使看到的“字”更大一些,应该 ( )
A.使放大镜离书本远一些
B.使放大镜离书本近一些
C.书本和放大镜位置不变,眼睛离书本远一些
D.书本和放大镜位置不变,眼睛离书本近一些
16.[2020·绵阳] 如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜焦距是10 cm,蜡烛放在A处,位于C处的光屏(图中未画出)上得到了清晰的像;保持透镜位置不变,将蜡烛移到B处,移动光屏再次得到清晰的像.关于光屏移动的方向和移动距离L屏与蜡烛移动距离L烛的大小关系,正确的是 ( )
A.向右移动光屏,L屏B.向左移动光屏,L屏C.向左移动光屏,L屏>L烛
D.向右移动光屏,L屏>L烛
类型四 凸透镜成像的动态变化2(物距不变,焦距改变)
方法诠释:在物距一定时,凸透镜的焦距越大,物距相对越小,像距越大,像越大;凸透镜的焦距越小,物距相对越大,像距越小,像越小.
17.[2020·益阳] 一名同学利用如图所示的器材做实验,先用焦距为20 cm的凸透镜甲进行实验,在屏上得到了清晰的缩小实像(未画出),接下来他想改用焦距为10 cm的凸透镜乙继续进行实验,如图果不改变发光体和凸透镜的位置,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
18.[2020·镇江] 当蜡烛、透镜甲和光屏放置在所示位置时,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 ( )
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
19.如图所示是一种被称为“七仙女”的神奇酒杯,空杯时什么也看不见,倒上酒,杯底立即显现出栩栩如图生的仙女图,下列对仙女图形成原因的探讨正确的是 ( )
A.可能是酒的液面反射
B.可能是酒的液面折射
C.可能是加了酒后整体焦距比原本凸透镜大
D.可能是加了酒后整体焦距比原本凸透镜小
类型五 凸透镜成像的动态变化3(人眼的调节与视力矫正)
方法诠释:人眼的晶状体相当于凸透镜,调节晶状体的曲度可以改变焦距,当看远处物体时,睫状体放松,晶状体变薄,焦距变大,使像成在视网膜上.而近视眼的晶状体凸度过大,会聚能力增强,焦距变小,像落在视网膜的前方,应戴凹透镜进行矫正调节.远视眼的晶状体凸度过小,会聚能力减弱,焦距变大,像落在视网膜的后方,应戴凸透镜进行矫正调节.
20.[2020·南通模拟] 用如图所示装置模拟人眼成像情况,此时烛焰在光屏上成清晰的像.将蜡烛远离凸透镜时,光屏上的像变模糊.若用此实验模拟人眼的调节功能,重新在光屏上得到清晰的像,应该进行的操作是 ( )
A.将光屏靠近凸透镜
B.将光屏远离凸透镜
C.换焦距更大的凸透镜
D.换焦距更小的凸透镜
21.[2020·天水] 小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10 cm)前18 cm处,光屏上得到了烛焰倒立、________的清晰像,然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜的镜片,如图所示,由于远视眼镜的镜片对光有________作用,所以光屏上烛焰的像变模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,他可将光屏________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜.
答案
[凸透镜成像规律及其应用]
1.倒立 等大 实 倒立
缩小 实 照相机
倒立 放大 实 投影仪
正立 放大 虚 放大镜
2.B 正确使用这个放大镜看书时,放大镜成正立、放大的虚像,需满足u3.B 人脸不会发光,故人脸不是光源,故A错误;
摄像头相当于一个凸透镜,光通过摄像头成倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同,故B正确;
摄像头相当于一个凸透镜,光经过摄像头成像利用的是光的折射,平面镜成像原理是光的反射,故C错误;
当u>2f时,成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,人脸应位于摄像头两倍焦距之外,故D错误.
4.B 根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于一倍焦距,小于二倍焦距,故A错误;
投影仪成的像是倒立、放大的实像,故B正确;
若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白墙上的画面仍然完整,只是亮度变暗,故C错误;
我们可以从不同角度看到发生漫反射的物体,因此从各个角度都能清楚地看到白墙上的像,是因为白墙对照射到其上面的光产生漫反射,故D错误.
5.A 蜡烛移到10 cm刻度线处,u>2f,成倒立、缩小的实像,f蜡烛移到26 cm刻度线处,f蜡烛移到35 cm刻度线处,u近视镜片是凹透镜,对光起发散作用,放置后,光线延迟会聚,像距变大,应向右移动光屏才能得到清晰的像,故D错误.
6.D 由图知,u=v=2f=30 cm,所以f==15 cm,将蜡烛移至40 cm刻度线处,u'=50 cm-40 cm=10 cm,物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,所以光屏上不能呈现像.
7.C 当物体距透镜12 cm时,在其另一侧光屏上得到倒立、放大的像,此时物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,f<12 cm<2f,解不等式得:6 cm8.A 由图可知,凸透镜成正立、放大的虚像,所以u15 cm.
9.C 当烛焰离透镜14 cm时成放大的实像,此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间,即f<14 cm<2f,所以7 cm10.B 由图知,A点的入射光线经凸透镜折射后,折射光线经过B点,可以理解为物体在A处,在B处成像,所以物距是AO,像距是OB,且像距大于物距,凸透镜成倒立、放大的实像,由凸透镜成像规律可知,凸透镜成倒立、放大的实像时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于二倍焦距,
所以,u=AO=12 cm,f<12 cm<2f①,
v=16 cm,2f<16 cm②,
由①②得,6 cm11.B 如图图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,烛焰在距离凸透镜8 cm处时,在距离凸透镜15 cm处的光屏上成倒立的像.此时f2f,即f<8 cm<2f,解得,4 cm2f,解得f<7.5 cm,所以焦距范围:4 cm12.凸 照相机 缩小 2f 近
摄像机的镜头相当于凸透镜,它的成像原理与照相机相同,已知镜头焦距为f,则人脸到凸透镜的距离大于2f时,成倒立、缩小的实像;同时当人靠近镜头时,物距变小,像距变大,同时像变大.
13.B 监控摄像头相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用;近视眼镜的镜片是凹透镜,凹透镜对光有发散作用,故A错误.监控摄像头是利用物体在二倍焦距以外,成倒立、缩小实像的原理工作的,即影像传感器上成的是倒立、缩小的实像,故B正确,D错误;凸透镜成实像时,物远像近像变小,则当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变小,故C错误.
14.A 根据凸透镜成像规律可知,物距变小,像距变大,像变大,应使投影仪远离屏幕,并把镜头与幻灯片的距离调小一些.
15.A 因放大镜成像时物距小于焦距,所成的像是正立、放大的虚像,而成像时物距越小,像距越小,虚像越小,反之,像变大,所以用放大镜看书本上的字,要使看到的“字”更大一些,应使放大镜离书本远一些.
16.A 将蜡烛放在A处时,此时的物距大于二倍焦距,光屏上得到了清晰的缩小像,保持透镜位置不变,向右移动蜡烛至B处,物距等于二倍焦距,光屏上得到清晰的等大像,像变大,则像距变大,由于实像与成像物体位于凸透镜的两侧,光屏应向右移动;
在物距大于像距时,移动蜡烛,蜡烛移动的距离要大于像移动的距离,即L屏17.B 由“先用焦距为20 cm的透镜甲进行实验,在屏上得到清晰缩小的实像”可知,此时u>2f;当改用焦距为10 cm的透镜乙继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,要在光屏上成清晰的像,光屏应靠近透镜,像变小.
18.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,此时的物距仍大于像距,成倒立、缩小的实像,故C错误;由于不知道乙透镜焦距的大小,所以无法判定光屏移动的距离,故D错误.
19.C 加入酒后,酒凹透镜对光有发散作用,使玻璃凸透镜和酒凹透镜组成的凸透镜焦距变大,图片在凸透镜的一倍焦距以内成正立、放大的虚像.
20.C 人眼是通过调节晶状体的焦距来获得清晰的实像的,实验中蜡烛相当于物体,光屏相当于视网膜,凸透镜相当于晶状体;凸透镜成实像时,物远像近像变小,将蜡烛远离凸透镜时,物距增大,像距变小,光屏上的像变小,因此像成在光屏的前方.
视网膜与晶状体之间的距离不变,所以不能通过调节光屏来得到清晰的像,不符合人眼的调节原理,故A、B错误;
像成在光屏的前方说明焦距较小,为了能得到清晰的像应换用焦距更大的凸透镜,故D错误,C正确.
21.放大 会聚 靠近
已知f=10 cm,则2f=20 cm,蜡烛在凸透镜前18 cm处,f