人教版物理八年级上册5.3凸透镜成像的规律 同步练习
一、单选题
1.(2021八上·吉林期末)在“探究凸透镜成像”的实验中,将蜡烛放在离凸透镜20cm的主光轴上,在透镜另一侧的光屏上得到一个清晰放大的像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.9cm B.10cm C.15cm D.20cm
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】物体离凸透镜20cm时,在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像,所以这个像是倒立放大的实像,则2f>u>f
即2f>20cm>f
解得20cm>f>10cm
故答案为:C。
【分析】已知u=20cm,根据凸透镜成像规律:当2f>u>f时,光屏上成倒立放大的实像确定焦距范围,从而确定焦距大小。
2.(2021八上·白云期末)小眀利用凸透镜模拟晶状体,光屏模拟视网膜,设计模拟某种眼病及其矫正后的实验,其步骤如图所示:
步骤3“矫正”这种眼病,让烛焰清晰的像成在“视网膜”上,可行的方案是( )
A.将凸透镜换成凹透镜
B.将蜡烛向靠近凸透镜的位置移动
C.将一个适当的凸透镜放在原凸透镜与蜡烛间的某个恰当位置
D.将一个适当的凹透镜放在原凸透镜与蜡烛间的某个恰当位置
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.将凸透镜换成凹透镜,凹透镜不能成实像,光屏上不能成像,A不符合题意;
B.由步骤1和2可知,光屏向右移动,成清晰的像,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的规律,将蜡烛向远离凸透镜的位置移动,像可以成在原来位置的光屏上,B不符合题意;
CD.由步骤1和2可知,光屏向右移动,成清晰的像,这说明像成在视网膜的后面,属于远视眼,凸透镜对光有会聚作用,将一个适当的凸透镜放在原凸透镜与蜡烛间的某个恰当位置,像可以成在原来位置的光屏上,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】凸透镜成像清晰时,若在凸透镜前,加凸透镜,成像更早,像靠近凸透镜。
3.(2021八上·白云期末)如图所示,将点燃的蜡烛放在距凸透镜10cm处时,在另一侧距凸透镜10cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像,若保持物距不变,更换一个焦距为8cm的凸透镜后,要想在屏上出现清晰像,下列操作可行的是( )
A.使屏远离透镜 B.使屏靠近透镜
C.蜡烛和光屏位置对调 D.光屏与蜡烛在透镜左侧
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】AB.将点燃的蜡烛放在距凸透镜10cm处时,在另一侧距凸透镜10cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像,说明
则图中凸透镜的焦距为
若保持物距不变,更换一个焦距为8cm的凸透镜后,此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,成一个倒立放大的实像。光屏要想呈现一个清晰的像,需要将光屏移至大于二倍焦距的位置,所以要使屏远离透镜。A符合题意,B不符合题意;
C.蜡烛和光屏的位置对调,并不会改变像距和物距,此时更换的凸透镜的焦距为8cm,因此光屏上得不到清晰的像,C不符合题意;
D.光屏与蜡烛在透镜同一侧时,光屏无法承接蜡烛的像,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物距等于像距时,物体在凸透镜的二倍焦距点,可以计算凸透镜的焦距,当凸透镜的焦距变大时,像和物体间的距离变大。
4.(2021八上·新会期末)在做凸透镜成像实验时,将点燃的蜡烛沿着光具座,从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动(未到达焦点),在此过程中,下面说法正确的是:( )
A.像逐渐变大,像距逐渐变小 B.像和像距都逐渐变大
C.像一直比物大 D.先成实像,后来又变为成虚像
【答案】B
【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】【解答】当物距大于一倍焦距f时,凸透镜成倒立的实像,且物距越小,像距越大,成的像也越大;所以将蜡烛从二倍焦距外的地方逐渐向凸透镜的焦点靠近的过程中,像距逐渐变大,像逐渐变大。
故答案为:B。
【分析】当物体靠近凸透镜时,像变大,像距变大。
5.(2021八上·綦江期中)小林同学做“探究凸透镜成像规律”的实验中,利用图甲来测凸透镜的焦距,利用图乙来探究凸透镜成像的规律,在如图乙所示的位置光屏上成清晰的像,下列说法正确的是 ( )
A.由图甲可知凸透镜的焦距是10 cm
B.图乙中光屏上成一个倒立放大的实像
C.若将凸透镜用不透明的物体遮住一半,则光屏上像将是完整的烛焰的像
D.图乙中如果凸透镜不动,将光屏和蜡烛的位置对调可以成倒立缩小的实像
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A:图甲中平行主光轴的光经过凸透镜后会会聚到焦点,光屏即为焦点处,所以凸透镜焦距为10.0cm,故A错误;
B:图乙中,蜡烛在凸透镜二倍焦距外,所以成倒立缩小实像,故B错误;
C: 若将凸透镜用不透明的物体遮住一半,剩下的还是凸透镜,所以光屏上像将是完整的烛焰的像,只是会聚的光将减少,所以像会变暗,故C正确;
D:图乙中如果凸透镜不动,将光屏和蜡烛的位置对调,根据光路可逆可知光屏上将成倒立放大的实像,故D错误。
故选C。
【分析】刻度尺读数需要估读到分度值下一位。根据凸透镜成像规律分析图乙的成像情况。特别注意:将凸透镜遮住一半后剩下的还是按照凸透镜成像。
6.(2021八上·江州期中)把蜡烛放在凸透镜左侧,在右侧调整光屏到透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像(光具座刻度的分度值是cm),下列说正确的是( )
A.蜡烛和光屏互换位置,光屏上还能得到倒立缩小的实像
B.蜡烛向左适当移动,要重新得到清晰的像,光屏要适当向右移动
C.蜡烛,透镜位置不变,只是换一只焦距更短的透镜,要重新得到清晰的像,光屏要适当向右移动
D.此透镜的焦距在7.5cm至15cm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】【解答】A.由图可知,此时成的是倒立、缩小的实像;把蜡烛和光屏互换位置,根据光路可逆可知,光屏上还能得到倒立、放大的实像,A不符合题意;
B.蜡烛适当向左移动,物距变大,像距应减小,要重新得到清晰的像,光屏要适当向左移动,B不符合题意;
C.蜡烛、透镜位置不变,即物距保持不变,只是换一个焦距较短的凸透镜,则此时的像距会变小,要重新得到清晰的像,光屏要适当向左移动,C不符合题意;
D.由图可知,此时成的是倒立、缩小的实像,则u>2f,f<v<2f
代入数据得30cm>2f,f<15cm<2f
解得7.5cm<f<15cm
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】凸透镜成像为实像时,物距和像距互换时,可以再次成像;根据物距和像距的大小,可以计算焦距范围。
7.(2020八上·承德期末)如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置,实验中所使用的透镜焦距为10cm,实验中将蜡烛分别放在甲、乙、两、丁四个位置,观察光屏上成像情况(光屏位置未标出)。下列说法正确的是( )
A.蜡烛在甲位置时,需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置,才能在光屏上成清晰的像
B.蜡烛在乙位置时,透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C.蜡烛在丙位置时,光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D.蜡烛在丁位置时,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;凸透镜成像的应用
【解析】【解答】A.蜡烛在甲位置时,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以需将光屏移动到大于60cm到70cm之间的位置,才能在光屏上成清晰的像,A不符合题意;
B.蜡烛在乙位置时,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,透镜成像的特点与照相机的原理相同,B不符合题意;
C.蜡烛在丙位置时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,光屏上成的清晰的像为倒立、放大的实像,C不符合题意;
D.蜡烛在丁位置时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;物体在一倍焦距和二倍焦距间成像是倒立放大的实像;物体在焦点内时,成正立放大的虚像。
8.(2020八上·三水期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,则以下判断正确的是( )
A.这个清晰的像是倒立、放大的实像,照相机就是应用这个原理的
B.当蜡烛因燃烧而变短时,光屏上的像会向上移
C.若将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能呈现出烛焰倒立、放大的实像
D.若将蜡烛移动到以45cm刻度处,光屏适当向右移动会在光屏上呈现清晰的像
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.图中物距小于像距,成倒立、放大的实像,成像特点与投影仪原理相同,A不符合题意;
B.实验中,蜡烛越烧越短,根据光线过光心不改变方向,像向光屏的上方移动,B符合题意;
C.根据光路是可逆的,如果把蜡烛与光屏对调,当物距等于原来像距时,仍可在光屏上得到清晰的像,此时成倒立、缩小的实像,C不符合题意;
D.由图可知,物距u=50.0cm﹣35.0cm=15.0cm
像距v=85.0cm﹣50.0cm=35.0cm
此时像的位置在二倍焦距以外,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,即35.0cm>2f
2f>15.0cm>f
所以7.5cm<f<15.0cm
将蜡烛移动到45cm刻度处,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】凸透镜成像时,物距大于像距时,成像应用于照相机;物体下降时,光屏上的实像上移;凸透镜成实像时,物距像距互换时,成像的大小不同;当物体在凸透镜的焦点内时,光屏上不成像。
9.(2020八上·荆州期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距u和像距v的数据,并绘制成如图所示的图象,下列说法中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=8cm时,成正立、放大的虚像,投影仪利用了这条规律
C.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
D.物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
【答案】C
【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】【解答】A.据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f凸透镜成倒立、等大的实像;由图可知u=v=2f=20cm所以f=10cm,A不符合题意;
B.当物距u=8cm时u<f成正立、放大的虚像,应用于放大镜,B不符合题意;
C.当物距u=30cm时u>2f成倒立、缩小的实像2f>v>f应用于照相机,C符合题意;
D.物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中,物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】凸透镜成像时,像距和物距相等时,物体在二倍焦距,可以计算焦距的大小;根据物体在凸透镜的不同范围,可以判断凸透镜成像的特点。
10.(2020八上·太仓期末)小明想通过实验来研究小孔成像的成像特点,他准备用LED灯制作一个下列字形的光源进行研究,关于光源的形状最适合的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】AB.图形是中心对称图形,不能看出小孔成像中成倒立的像,AB不符合题意;
C.图形是轴对称图形,可以看出上下倒立的像,但看不出像与物体的左右关系,C不符合题意;
D.图形,是非对称图形,适合小孔成像中作为发光物体使用,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】选择光源为了判断成像的性质,应该选择不具有对称性的光源。
二、填空题
11.(2021八上·勃利期末)如图所示,调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置,都能得到清晰的像。其中在光屏上成倒立缩小实像的是图 。成虚像的是图 。
A. B. C.
【答案】B;C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】图B中,物距大于2倍焦距,像距大于1倍焦距小于2倍焦距,在光屏上成倒立缩小实像。
图C中,物距小于焦距,成正立、放大的虚像。
【分析】明确凸透镜成像的规律: (1)物距大于两倍焦距,成缩小倒立实像。(2)物距等于两倍焦距,成等大倒立实像。(3)物距在1倍焦距和2倍焦距之间,成放大倒立实像。(4)物距小于1倍焦距,成同侧放大正立虚像。(5)物距等于1倍焦距,则无法成像。
12.(2021八上·香坊期末)如下图所示,将点燃的蜡烛及焦距为 的凸透镜固定在光具座上,要在光屏上承接到烛焰 (选填“正立”或“倒立”)、缩小的清晰像,需将光屏 (选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),这一成像性质日常生活动的应用是 。
【答案】倒立;向右移动;照相机
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】要在光屏上承接到烛焰缩小的清晰像,是照相机原理,像是倒立的。
如题图所示,图中凸透镜的焦距f=15cm,物距u=50cm-15cm=35cm
则蜡烛在凸透镜的两倍焦距之外,像在一倍和二倍焦距之间,通过凸透镜成倒立、缩小的实像。要在光屏上承接到清晰像,这时应该向右移动光屏,增大像距,使光屏在一倍和二倍焦距之间。
蜡烛在凸透镜的两倍焦距之外,蜡烛通过凸透镜成倒立、缩小的实像,是照相机原理。
【分析】当凸透镜成像时,物距大于像距时,成倒立缩小的实像,像在一倍焦距和二倍焦距间;实际应用有照相机。
13.(2021八上·番禺期末)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:将焦距为 的凸透镜,固定在光具座 的刻度处,将蜡烛从如图所示位置,移到光具座 刻度处,此时物距u满足 (选填“ ”、“u<2f”、“ ”),需将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上成清晰的、 (选填“正立”或“倒立”)的 (选填“实像”或“虚像”),此成像的特点与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)原理相同;这时若保持凸透镜的位置不变,仅将蜡烛和光屏位置互换,光屏上 (选填“能”或“不能”)再次得到烛焰清晰的像。
【答案】;左;倒立;实像;照相机;能
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据题意知道,凸透镜固定在光具座50cm的刻度处,将蜡烛移到光具座20cm刻度处,由于焦距为10cm,所以,物距等于50cm-20cm=30cm
此时物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,所成的像在一倍焦距和二倍焦距之间,由图知道,光屏距凸透镜75cm-50cm=25cm
大于2倍焦距,所以,应将光屏向左移动,使光屏到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间;此成像的特点与照相机的原理相同。
交换蜡烛和光屏的位置,根据光路具有可逆性知道,此时的物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,则成倒立、放大的实像。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距外时,像在一倍焦距和二倍焦距间,成像是倒立缩小的实像,实际应用有照相机;当物距和像距互换时,可以再次成像。
14.(2021八上·揭西期末)小红同学用图1所示器材做“探究凸透镜成像规律”的实验:让一束平行于主光轴的光射向凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现 的光斑,如图2所示,则该透镜的焦距为 cm,通过实验观察可知,在用图3中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 (选填图3的字母序号)。
【答案】最小、最亮;10.0;B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】让一束平行于主光轴的光射向凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现最小、最亮的光斑即为焦点。
焦点到光心的距离即为焦距,分度值为1cm,故焦距为10.0cm。
凸透镜成正立放大的虚像,此时物和像在凸透镜同一侧,凸透镜成倒立的放大的或者缩小的实像,不可能有正立的实像,B不可能凸透镜成的像,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】平行光会聚于凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;凸透镜成像时,不能成正立缩小的像。
15.(2021八上·长宁期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距为10厘米。蜡烛和凸透镜位置如图所示,此时应在 (选填“50~60”、“60~65”、“65~70”或“>70”)厘米刻度处移动光屏找像,可找到一个清晰的 (选填“放大”或“缩小”)像。找到像后,若仅将蜡烛与光屏的位置互换, (选填“能”或“不能”)在光屏上观察到像。若将蜡烛放在45厘米刻度处, (选填“能”或“不能”)通过移动光屏找到像。
【答案】>70;放大;能;不能
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由题意和题中图可知,凸透镜的焦距为10cm,此时蜡烛在35cm处,物距,在一倍焦距和二倍焦距之间, 根据凸透镜的成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,并且像距,凸透镜的位置在50cm处,故应该在光具座大于70cm的刻度范围内移动光屏,并使像达到最清晰的程度。
找到像后,若仅将蜡烛与光屏的位置互换,根据光路的可逆性,能在光屏上观察到像。
若将蜡烛放在45厘米刻度处,此时物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现。
【分析】当物距介于1倍焦距与2倍焦距之间时,成倒立放大的实像,此时像距大于2倍焦距。在光的折射中光路是可逆的。物距小于焦距时,成虚像。
16.(2021八上·大连期末)物体在凸透镜左侧距透镜20 cm时,在右侧光屏上得到一个倒立,等大的实像,则凸透镜的焦距为 cm;当物体再靠近凸透镜5 cm时,则此时所成像的性质为倒立、 (选填“缩小”或“放大”)的实像。
【答案】10;放大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据凸透镜成像规律可知,当物距等于两倍焦距时,光屏上得到倒立、等大的实像,因此u=20cm=2f
所以焦距f=10cm
当物体再靠近凸透镜5 cm时,此时的物距u′=15cm
焦距f=10cm,所以f根据凸透镜成像规律可知,此时所成像的性质为倒立、放大的实像。
【分析】(1)物体成倒立、等大的实像时,u=2f,由u求出f的大小;(2)当f17.(2021八上·九台期末)人脸识别技术已在火车站、机场安检有广泛应用,微信、支付宝也可刷脸支付,使现代出行、生活更加便捷,“刷脸”过程中,摄像头相当于 透镜,面部经摄像头成 立、缩小的 像。
【答案】凸;倒;实
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;生活中的透镜
【解析】【解答】摄像头将人脸缩小,方便识别,所以摄像头相当于凸透镜,由凸透镜成像规律可知,所成的像是缩小的,为实像且是倒立的。
【分析】结合对生活中的透镜所成像特点的感知认识,明确照相机、幻灯机(投影仪)、放大镜的成像原理。然后对号入座。
18.(2021八上·江州期中)每年的6月6日是全国“爱眼日”,近视眼成因示意图是图中的 图,近视眼的纠正示意图是图的 图。如图,把近视眼镜放在已清晰成像的蜡烛和凸透镜之间,则光屏应该往 (填“靠近”或“远离”)透镜的方向调整,才可再次获得清晰的像。
【答案】甲;丁;远离
【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】【解答】近视眼的成因是晶状体太厚,对光的会聚能力太强,晶状体相当于凸透镜,使来自远处的光经过晶状体折射后,使光线在视网膜前提前会聚成像,视网膜上就看不到清晰的像,故甲图是近视眼成因示意图;
由于近视眼成因是晶状体太厚,对光的聚光能力太强,为了消减晶状体的聚光能力,所以需要利用凹透镜进行矫正,故丁图是近视眼的纠正示意图;
把近视眼镜放在己清晰成像的蜡烛和凸透镜之间,此时像距变大,像会向右移动,则光屏应该往远离透镜的方向调整,才可再次获得清晰的像。
【分析】近视眼成像在视网膜前,利用凹透镜矫正;凹透镜对光有会聚作用,使成像远离凸透镜。
19.(2020八上·赣州期末)小杨做凸透镜成像规律的实验。他将焦距为10cm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,如图所示。调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度后,小杨将蜡烛放置在10cm刻度线处,移动光屏,在光屏上呈现烛焰清晰的 (选填“放大”或“缩小”)的像;将蜡烛放置在35cm刻度线处,向右移动光屏,光屏上可呈现烛焰清晰的 (选填“倒立”或“正立”)的像。
【答案】缩小;倒立
【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】【解答】凸透镜焦距为10cm,将蜡烛放置在10cm刻度线处,物距u=50cm-10cm=40cm
物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,这是照相机成像原理,成倒立缩小实像。
将蜡烛放置在35cm刻度线处,物距u=50cm-35cm=15cm
物距大于一倍焦距10cm小于二倍焦距20cm,根据凸透镜成像规律可知,这是幻灯机成像原理,成倒立放大实像。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;实像都是倒立的。
20.(2020八上·长沙期末)兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的水透镜。通过注射器向橡皮膜注水或抽水,可以改变水透镜的凸起程度。如图所示,光屏上出现清晰的烛焰像,则该像是倒立、 的实像;向左移动蜡烛,保持光屏和水透镜位置不动,为使光屏上出现清晰的像,应通过注射器向橡皮膜 (选填“注水”或“抽水”)。
【答案】放大;抽水
【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】【解答】如图所示,水透镜相当于凸透镜,光屏上出现清晰的烛焰像,此时像距大于物距,且像距是物距的2倍,根据凸透镜成像规律可知,满足物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,像距大于2倍焦距,成倒立、放大的实像。
向左移动蜡烛,物距变大,为使光屏上仍能出现清晰的像,像距应变小;但若保持光屏和水透镜位置不动,光屏上仍能出现清晰的像,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应通过注射器向橡皮膜抽水。
【分析】凸透镜成像时,物距小于像距,成倒立放大的实像;物距变大时,像距减小,凸透镜变薄时,折光能力变弱,成像变远。
三、作图题
21.(2017八上·瑶海期末)如图,为某透镜成像的一种情况,其中AB是物体, MN是AB的像,试在图上的适当位置画上合适的透镜,并大致标出其焦点的位置。
【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由图知,物体AB成正立放大的虚像,则此透镜为凸透镜,虚像由折射光线的反向延长线相交形成;
根据过凸透镜光心的光线传播不变的特点,连接MA并延长,交于主光轴,可确定凸透镜的位置;
作出平行的主光轴的光线,折射后过焦点,据此确定焦点的位置,作图如下:
【分析】根据凸透镜成像规律和凸透镜的三条特殊光线作图.
22.(2017八上·乌拉特前旗期末)如图所示,MN 为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A′为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来.
【答案】解:(1)在烛焰上取一点S,在其成的像上找出其对应的像点S′,连接SS′,其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心,由此可以确定凸透镜的位置;(2)过S点做平行于主光轴的入射光线,经过凸透镜折射后要过S′,折射光线与凸透镜右侧的主光轴的交点就是凸透镜的焦点F位置,因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点.
同理可以做出凸透镜左侧的焦点F.
答案如下图所示:
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距;透镜的光路图;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】选取物体上的一点,找出其对应的像点,结合凸透镜的三条特殊光线:平行于主光轴的,过焦点的;过光心的.利用其对应的入射光线的特点,可以确定凸透镜的位置,焦点的位置.
23.(2017八上·织金期末)如图所示,请画出发光点S经凸透镜后的出射光线,并确定发光点S的像点S′.
【答案】解:如图所示:
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】解:由图可知,一条入射光线过焦点,则过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;
另一条入射光线过光心,则过光心的光线经凸透镜后传播方向不变;如下图所示:
【分析】理解基本光线的折射规律:过光心的光线传播方向不变;由焦点发出的光线平行于主光轴.
四、实验探究题
24.(2021八上·二道期末)小明在实验室探究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲所示,他让一束平行于主光轴的光射向凸透镜,在图中的光屏上得到了一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距是 cm;
(2)他把蜡烛、凸透镜、光屏依次固定到光具座上,并调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一 上。当蜡烛和凸透镜位于如图乙所示位置时,移动光屏到适当位置,会在光屏上得到清晰的 立的、 的实像,这与生活中的 原理相同;
(3)保持凸透镜的位置不动,他又将蜡烛向左移动了一些,光屏上的像变得模糊,为了让光屏上再次得到清晰的像,应将光屏适当向 移动。
【答案】(1)15.0
(2)高度;倒;放大;投影仪
(3)左
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由甲图可知,分度值为1cm,凸透镜在25.0cm处,光屏在40.0cm处,则由焦距的概念知,该凸透镜的焦距为f=40.0cm﹣25.0cm=15.0cm
(2)为了使像呈现在光屏的中央位置,要把蜡烛、凸透镜、光屏依次固定到光具座上,并调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上。
由乙图知,此时蜡烛在20.0cm刻度处,即u=20.0cm。此时f<u<2f,根据凸透镜成像规律可知,在光屏上成倒立放大实像。生活中所用的投影仪是利用这个原理制成的。
(3)将蜡烛向左移动一些,物距变大,像要靠近凸透镜并且像变小,即像和像距都会变小,为了再次在光屏上得到清晰的像,应将光屏向左移动。
【分析】(1)平行光通过凸透镜后,会聚于焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;
(2)探究凸透镜成像规律时,调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上;当物体在一倍焦距和二倍焦距间时,成倒立放大的实像;实际应用有投影仪;
(3)当物体远离凸透镜时,像靠近凸透镜。
25.(2022八上·廉江期末)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜折射后,在光屏上形成了一个最小最亮的光斑。由图可知,凸透镜对光线具有 作用,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)在图乙中为了能使像清晰地成在光屏的中央,要调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 。移动蜡烛和光屏,当蜡烛和凸透镜处于图乙位置时,要使光屏上恰好能得到清晰的像,光屏应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜移动,我们生活中的 (选填“放大镜”、“照相机”或“投影仪”)就是根据这一原理制成的;
(3)如图丙所示,蜡烛位置不变,移动透镜至45cm刻度线处,则人眼在 (选填“A”、“B”或“C”)处能观察到蜡烛的像,像是图丁中的 (选填“1”、“2”、“3”或“4”);
(4)光屏上得到烛焰清晰的像时,同组同学不小心用手指尖摸到凸透镜,此时光屏上 。(选填“会有指尖的像”、“会出现指尖的影子”或“烛焰的像变暗了一些”)
【答案】(1)会聚;10.0
(2)同一高度;远离;投影仪
(3)B;4
(4)烛焰的像变暗了一些
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)凸透镜对光线具有会聚作用,根据焦距的定义,由甲图可知f=60.0cm 50.0cm=10.0cm
(2)实验中,为了保证实验顺利进行,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心应大致在同一高度。
由乙图可知,物体在一倍二倍焦距之间,故光屏应在二倍焦距之外,即光屏此时应远离凸透镜;此时成倒立放大的实像,利用这一原理制作了投影仪、放映机。
(3)凸透镜焦距为10cm,使蜡烛位置不变,移动透镜至45cm刻度线处,这时的u=9cm,小于焦距,成正立放大的虚像,因像与物同侧,故人眼应在B处观察到蜡烛的像,像是图丙中的4。
(4)当手不小心摸到凸透镜时会遮挡部分透镜,烛焰发出的光有一部分被遮挡,经过透镜折射成像时,烛焰的像会比不遮挡时暗一些。
【分析】(1)凸透镜对光有会聚作用,平行于凸透镜主光轴的光线会聚于焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;
(2)探究凸透镜成像规律时,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心应大致在同一高度;当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时,像在二倍焦距外,是生活中的投影仪的成像原理;
(3)当物体在凸透镜的焦点内时,人要通过凸透镜观察像;像是正立放大的虚像;
(4)若挡住部分凸透镜时,成像完整,像变暗。
26.(2021八上·浈江期末)小明和小红进行“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)为了测出所用凸透镜的焦距,小明将透镜对着太阳,如图甲所示,移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点,测量出该点到透镜光心距离即为焦距。小红指出小明的操作中存在的错误是 ,改正错误后,小明用正确方法测出凸透镜焦距为10cm;
(2)为了使得蜡烛的像成在光屏的中央,小明认为应该使烛焰中心、光屏中心和凸透镜的中心位于 而小红则认为只要将烛焰中心、光屏中心和凸透镜光心调至如图乙所示的一条倾斜直线上即可。在进行多次实验比较后,发现 的方法更为合理。
(3)正确操作的前提下,当蜡烛、透镜和光屏调至图丙位置时,光屏上恰好出现了清晰的像,该像为倒立、 (缩小/放大/等大)的实像;若保持丙图中蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜移至 cm时,光屏上再次出现清晰的像;
(4)实验时,光屏上已经得到了蜡烛清晰的像,一位同学用手指捏住凸透镜防止其移动,则光屏上 (有没有)手指的像或影子,光屏上蜡烛的像 (完整/不完整)。
(5)当光屏上呈现清晰的像时,保持蜡烛和凸透镜位置不变,取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,变 (亮/暗)了。
(6)实验完成之后,小红将小丽同学的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丁所示,光屏上原来清晰的像变得模糊了,将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后,光屏上的像再次清晰,则小丽同学的眼睛为 (近视眼/远视眼)。
【答案】(1)凸透镜没有正对太阳光
(2)主光轴;小明
(3)放大;65
(4)没有;完整
(5)暗
(6)近视眼
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由凸透镜对光线的作用知道,平行于主光轴的光线经过凸透镜后会会聚到焦点上,所以实验中应使凸透镜正对着太阳光,由图甲知道,小明的操作中存在的错误是凸透镜没有正对太阳光。
(2)为了使得蜡烛的像成在光屏的中央,应该使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度上,可以将烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上;因为如果按照小红的方法进行实验,由于物距和像距是一条斜线,不容易测量物距和像距的大小。
(3)由图丙知道,此时的物距为15.0cm,像距为30.0cm,由于物距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以,成的是倒立、放大的实像。
根据光路可逆知道,当物距为30.0cm时,像距为15.0cm,此时能成倒立、缩小的实像,即将凸透镜移至65.0cm时,光屏上再次出现清晰的像。
(4)用手指捏住凸透镜时,由于物距小于一倍焦距,故此时成虚像,则在光屏上不能成像,又因为整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,所以,光屏上没有手指的像或影子;由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,但像仍完整,仅亮度会变暗。
(5)用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,经凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比,比原来暗。
(6)小红将小丽同学的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变得模糊了,将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后,说明像推迟会聚了,根据凹透镜对光线的作用可知,该眼镜为凹透镜,凹透镜可以矫正近视眼。
【分析】(1)利用太阳光测量凸透镜的焦距时,太阳光正对凸透镜;
(2)探究凸透镜成像规律时,烛焰、凸透镜和光屏中心在凸透镜的主光轴上,在同一高度上;
(3)当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时,成像是倒立放大的实像,当物距和像距互换时可以再次成像;
(4)当不透明的物体挡住部分凸透镜时,成像是完整的;
(5)凸透镜的直径变小,通过凸透镜的光线减少,成像变暗;
(6)凹透镜对光有发生作用,使成像远离凸透镜,可以矫正近视眼。
27.(2021八上·凤山期末)在探究凸透镜成像规律时,小明用若干个红色的发光二极管按”F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源,又用同样的白色方格板做成光屏,如图所示,实验使用的凸透镜焦距为10cm。
(1)实验时,首先调节光源、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在 ;
(2)凸透镜固定在光具座零刻度线上,小明将光源移至40cm 刻度处,在光屏上出现倒立、缩小的 (选填“实”或“虚”)像,生活中的 就是利用这一成像规律工作的。之后,小明将光源移至8cm 刻度处,他通过凸透镜可以看到光源成 (选填“倒立”或“正立”)、放大的虚像。
(3)将光源“F”移至 15cm 刻度处,光源“F”大小如图所示。用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,光屏上所成的像是图中的 图(填字母)。
(4)同学们对小明使用的实验装置进行如下评价,其中错误的是( )
A.实验使用的光源不会晃动,光屏上所成的像比较稳定
B.光屏所用的白色方格板与光源的底板相同,便于比较像与物的大小
C.零刻度线刻在光具座标尺的中央,可直接读出物距和像距
D.若凸透镜的焦距未知,利用此实验装置不能测量它的焦距
【答案】(1)同一高度上(同一直线上)
(2)实;照相机;正立
(3)D
(4)D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心。
(2)凸透镜焦距为10cm,光源移至40cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机就是根据此原理制成的。
光源移至8cm刻度时,u
(3)用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,只能影响像的亮暗,不影响像的性质,光源“F”放在15cm处,物距处于一倍和二倍焦距之间,成倒立放大的实像,与原物体相比,上下颠倒、左右相反,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
(4)A.发光二极管作为光源与烛焰相比,像更稳定,A符合题意,不符合题意;
B.用同样的白色方格板做光屏,便于比较像与物的大小,B符合题意,不符合题意;
C.零刻度线刻在光具座标尺的中央,这样可以直接从光具座读出测出物距和像距,C符合题意,不符合题意;
D.若凸透镜的焦距未知,可调节物距及像距,当在光屏上成等大的实像时,物距便等于二倍焦距,这样可以测出凸透镜的焦距,D不符合题意,符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)探究凸透镜成像规律时,调节光源、凸透镜、光屏的中心在同一高度;
(2)当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;照相机根据这个原理工作;当物体在凸透镜的焦点内时,成正立放大虚像;
(3)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,挡住部分凸透镜,像是完整的;
(4)根据凸透镜成等大的实像时,物体在凸透镜的二倍焦距点,可以测量焦距大小。
1 / 1人教版物理八年级上册5.3凸透镜成像的规律 同步练习
一、单选题
1.(2021八上·吉林期末)在“探究凸透镜成像”的实验中,将蜡烛放在离凸透镜20cm的主光轴上,在透镜另一侧的光屏上得到一个清晰放大的像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.9cm B.10cm C.15cm D.20cm
2.(2021八上·白云期末)小眀利用凸透镜模拟晶状体,光屏模拟视网膜,设计模拟某种眼病及其矫正后的实验,其步骤如图所示:
步骤3“矫正”这种眼病,让烛焰清晰的像成在“视网膜”上,可行的方案是( )
A.将凸透镜换成凹透镜
B.将蜡烛向靠近凸透镜的位置移动
C.将一个适当的凸透镜放在原凸透镜与蜡烛间的某个恰当位置
D.将一个适当的凹透镜放在原凸透镜与蜡烛间的某个恰当位置
3.(2021八上·白云期末)如图所示,将点燃的蜡烛放在距凸透镜10cm处时,在另一侧距凸透镜10cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像,若保持物距不变,更换一个焦距为8cm的凸透镜后,要想在屏上出现清晰像,下列操作可行的是( )
A.使屏远离透镜 B.使屏靠近透镜
C.蜡烛和光屏位置对调 D.光屏与蜡烛在透镜左侧
4.(2021八上·新会期末)在做凸透镜成像实验时,将点燃的蜡烛沿着光具座,从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动(未到达焦点),在此过程中,下面说法正确的是:( )
A.像逐渐变大,像距逐渐变小 B.像和像距都逐渐变大
C.像一直比物大 D.先成实像,后来又变为成虚像
5.(2021八上·綦江期中)小林同学做“探究凸透镜成像规律”的实验中,利用图甲来测凸透镜的焦距,利用图乙来探究凸透镜成像的规律,在如图乙所示的位置光屏上成清晰的像,下列说法正确的是 ( )
A.由图甲可知凸透镜的焦距是10 cm
B.图乙中光屏上成一个倒立放大的实像
C.若将凸透镜用不透明的物体遮住一半,则光屏上像将是完整的烛焰的像
D.图乙中如果凸透镜不动,将光屏和蜡烛的位置对调可以成倒立缩小的实像
6.(2021八上·江州期中)把蜡烛放在凸透镜左侧,在右侧调整光屏到透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像(光具座刻度的分度值是cm),下列说正确的是( )
A.蜡烛和光屏互换位置,光屏上还能得到倒立缩小的实像
B.蜡烛向左适当移动,要重新得到清晰的像,光屏要适当向右移动
C.蜡烛,透镜位置不变,只是换一只焦距更短的透镜,要重新得到清晰的像,光屏要适当向右移动
D.此透镜的焦距在7.5cm至15cm之间
7.(2020八上·承德期末)如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置,实验中所使用的透镜焦距为10cm,实验中将蜡烛分别放在甲、乙、两、丁四个位置,观察光屏上成像情况(光屏位置未标出)。下列说法正确的是( )
A.蜡烛在甲位置时,需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置,才能在光屏上成清晰的像
B.蜡烛在乙位置时,透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C.蜡烛在丙位置时,光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D.蜡烛在丁位置时,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同
8.(2020八上·三水期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,则以下判断正确的是( )
A.这个清晰的像是倒立、放大的实像,照相机就是应用这个原理的
B.当蜡烛因燃烧而变短时,光屏上的像会向上移
C.若将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能呈现出烛焰倒立、放大的实像
D.若将蜡烛移动到以45cm刻度处,光屏适当向右移动会在光屏上呈现清晰的像
9.(2020八上·荆州期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距u和像距v的数据,并绘制成如图所示的图象,下列说法中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距f=20cm
B.当物距u=8cm时,成正立、放大的虚像,投影仪利用了这条规律
C.当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
D.物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
10.(2020八上·太仓期末)小明想通过实验来研究小孔成像的成像特点,他准备用LED灯制作一个下列字形的光源进行研究,关于光源的形状最适合的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
11.(2021八上·勃利期末)如图所示,调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置,都能得到清晰的像。其中在光屏上成倒立缩小实像的是图 。成虚像的是图 。
A. B. C.
12.(2021八上·香坊期末)如下图所示,将点燃的蜡烛及焦距为 的凸透镜固定在光具座上,要在光屏上承接到烛焰 (选填“正立”或“倒立”)、缩小的清晰像,需将光屏 (选填“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”),这一成像性质日常生活动的应用是 。
13.(2021八上·番禺期末)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:将焦距为 的凸透镜,固定在光具座 的刻度处,将蜡烛从如图所示位置,移到光具座 刻度处,此时物距u满足 (选填“ ”、“u<2f”、“ ”),需将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上成清晰的、 (选填“正立”或“倒立”)的 (选填“实像”或“虚像”),此成像的特点与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)原理相同;这时若保持凸透镜的位置不变,仅将蜡烛和光屏位置互换,光屏上 (选填“能”或“不能”)再次得到烛焰清晰的像。
14.(2021八上·揭西期末)小红同学用图1所示器材做“探究凸透镜成像规律”的实验:让一束平行于主光轴的光射向凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现 的光斑,如图2所示,则该透镜的焦距为 cm,通过实验观察可知,在用图3中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 (选填图3的字母序号)。
15.(2021八上·长宁期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距为10厘米。蜡烛和凸透镜位置如图所示,此时应在 (选填“50~60”、“60~65”、“65~70”或“>70”)厘米刻度处移动光屏找像,可找到一个清晰的 (选填“放大”或“缩小”)像。找到像后,若仅将蜡烛与光屏的位置互换, (选填“能”或“不能”)在光屏上观察到像。若将蜡烛放在45厘米刻度处, (选填“能”或“不能”)通过移动光屏找到像。
16.(2021八上·大连期末)物体在凸透镜左侧距透镜20 cm时,在右侧光屏上得到一个倒立,等大的实像,则凸透镜的焦距为 cm;当物体再靠近凸透镜5 cm时,则此时所成像的性质为倒立、 (选填“缩小”或“放大”)的实像。
17.(2021八上·九台期末)人脸识别技术已在火车站、机场安检有广泛应用,微信、支付宝也可刷脸支付,使现代出行、生活更加便捷,“刷脸”过程中,摄像头相当于 透镜,面部经摄像头成 立、缩小的 像。
18.(2021八上·江州期中)每年的6月6日是全国“爱眼日”,近视眼成因示意图是图中的 图,近视眼的纠正示意图是图的 图。如图,把近视眼镜放在已清晰成像的蜡烛和凸透镜之间,则光屏应该往 (填“靠近”或“远离”)透镜的方向调整,才可再次获得清晰的像。
19.(2020八上·赣州期末)小杨做凸透镜成像规律的实验。他将焦距为10cm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,如图所示。调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度后,小杨将蜡烛放置在10cm刻度线处,移动光屏,在光屏上呈现烛焰清晰的 (选填“放大”或“缩小”)的像;将蜡烛放置在35cm刻度线处,向右移动光屏,光屏上可呈现烛焰清晰的 (选填“倒立”或“正立”)的像。
20.(2020八上·长沙期末)兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的水透镜。通过注射器向橡皮膜注水或抽水,可以改变水透镜的凸起程度。如图所示,光屏上出现清晰的烛焰像,则该像是倒立、 的实像;向左移动蜡烛,保持光屏和水透镜位置不动,为使光屏上出现清晰的像,应通过注射器向橡皮膜 (选填“注水”或“抽水”)。
三、作图题
21.(2017八上·瑶海期末)如图,为某透镜成像的一种情况,其中AB是物体, MN是AB的像,试在图上的适当位置画上合适的透镜,并大致标出其焦点的位置。
22.(2017八上·乌拉特前旗期末)如图所示,MN 为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,A′为蜡烛在光屏上所成的像,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来.
23.(2017八上·织金期末)如图所示,请画出发光点S经凸透镜后的出射光线,并确定发光点S的像点S′.
四、实验探究题
24.(2021八上·二道期末)小明在实验室探究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲所示,他让一束平行于主光轴的光射向凸透镜,在图中的光屏上得到了一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距是 cm;
(2)他把蜡烛、凸透镜、光屏依次固定到光具座上,并调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一 上。当蜡烛和凸透镜位于如图乙所示位置时,移动光屏到适当位置,会在光屏上得到清晰的 立的、 的实像,这与生活中的 原理相同;
(3)保持凸透镜的位置不动,他又将蜡烛向左移动了一些,光屏上的像变得模糊,为了让光屏上再次得到清晰的像,应将光屏适当向 移动。
25.(2022八上·廉江期末)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜折射后,在光屏上形成了一个最小最亮的光斑。由图可知,凸透镜对光线具有 作用,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)在图乙中为了能使像清晰地成在光屏的中央,要调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 。移动蜡烛和光屏,当蜡烛和凸透镜处于图乙位置时,要使光屏上恰好能得到清晰的像,光屏应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜移动,我们生活中的 (选填“放大镜”、“照相机”或“投影仪”)就是根据这一原理制成的;
(3)如图丙所示,蜡烛位置不变,移动透镜至45cm刻度线处,则人眼在 (选填“A”、“B”或“C”)处能观察到蜡烛的像,像是图丁中的 (选填“1”、“2”、“3”或“4”);
(4)光屏上得到烛焰清晰的像时,同组同学不小心用手指尖摸到凸透镜,此时光屏上 。(选填“会有指尖的像”、“会出现指尖的影子”或“烛焰的像变暗了一些”)
26.(2021八上·浈江期末)小明和小红进行“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)为了测出所用凸透镜的焦距,小明将透镜对着太阳,如图甲所示,移动白纸位置直到白纸上出现最小最亮的点,测量出该点到透镜光心距离即为焦距。小红指出小明的操作中存在的错误是 ,改正错误后,小明用正确方法测出凸透镜焦距为10cm;
(2)为了使得蜡烛的像成在光屏的中央,小明认为应该使烛焰中心、光屏中心和凸透镜的中心位于 而小红则认为只要将烛焰中心、光屏中心和凸透镜光心调至如图乙所示的一条倾斜直线上即可。在进行多次实验比较后,发现 的方法更为合理。
(3)正确操作的前提下,当蜡烛、透镜和光屏调至图丙位置时,光屏上恰好出现了清晰的像,该像为倒立、 (缩小/放大/等大)的实像;若保持丙图中蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜移至 cm时,光屏上再次出现清晰的像;
(4)实验时,光屏上已经得到了蜡烛清晰的像,一位同学用手指捏住凸透镜防止其移动,则光屏上 (有没有)手指的像或影子,光屏上蜡烛的像 (完整/不完整)。
(5)当光屏上呈现清晰的像时,保持蜡烛和凸透镜位置不变,取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,变 (亮/暗)了。
(6)实验完成之后,小红将小丽同学的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丁所示,光屏上原来清晰的像变得模糊了,将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后,光屏上的像再次清晰,则小丽同学的眼睛为 (近视眼/远视眼)。
27.(2021八上·凤山期末)在探究凸透镜成像规律时,小明用若干个红色的发光二极管按”F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源,又用同样的白色方格板做成光屏,如图所示,实验使用的凸透镜焦距为10cm。
(1)实验时,首先调节光源、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在 ;
(2)凸透镜固定在光具座零刻度线上,小明将光源移至40cm 刻度处,在光屏上出现倒立、缩小的 (选填“实”或“虚”)像,生活中的 就是利用这一成像规律工作的。之后,小明将光源移至8cm 刻度处,他通过凸透镜可以看到光源成 (选填“倒立”或“正立”)、放大的虚像。
(3)将光源“F”移至 15cm 刻度处,光源“F”大小如图所示。用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,光屏上所成的像是图中的 图(填字母)。
(4)同学们对小明使用的实验装置进行如下评价,其中错误的是( )
A.实验使用的光源不会晃动,光屏上所成的像比较稳定
B.光屏所用的白色方格板与光源的底板相同,便于比较像与物的大小
C.零刻度线刻在光具座标尺的中央,可直接读出物距和像距
D.若凸透镜的焦距未知,利用此实验装置不能测量它的焦距
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】物体离凸透镜20cm时,在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像,所以这个像是倒立放大的实像,则2f>u>f
即2f>20cm>f
解得20cm>f>10cm
故答案为:C。
【分析】已知u=20cm,根据凸透镜成像规律:当2f>u>f时,光屏上成倒立放大的实像确定焦距范围,从而确定焦距大小。
2.【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.将凸透镜换成凹透镜,凹透镜不能成实像,光屏上不能成像,A不符合题意;
B.由步骤1和2可知,光屏向右移动,成清晰的像,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的规律,将蜡烛向远离凸透镜的位置移动,像可以成在原来位置的光屏上,B不符合题意;
CD.由步骤1和2可知,光屏向右移动,成清晰的像,这说明像成在视网膜的后面,属于远视眼,凸透镜对光有会聚作用,将一个适当的凸透镜放在原凸透镜与蜡烛间的某个恰当位置,像可以成在原来位置的光屏上,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】凸透镜成像清晰时,若在凸透镜前,加凸透镜,成像更早,像靠近凸透镜。
3.【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】AB.将点燃的蜡烛放在距凸透镜10cm处时,在另一侧距凸透镜10cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像,说明
则图中凸透镜的焦距为
若保持物距不变,更换一个焦距为8cm的凸透镜后,此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,成一个倒立放大的实像。光屏要想呈现一个清晰的像,需要将光屏移至大于二倍焦距的位置,所以要使屏远离透镜。A符合题意,B不符合题意;
C.蜡烛和光屏的位置对调,并不会改变像距和物距,此时更换的凸透镜的焦距为8cm,因此光屏上得不到清晰的像,C不符合题意;
D.光屏与蜡烛在透镜同一侧时,光屏无法承接蜡烛的像,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物距等于像距时,物体在凸透镜的二倍焦距点,可以计算凸透镜的焦距,当凸透镜的焦距变大时,像和物体间的距离变大。
4.【答案】B
【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】【解答】当物距大于一倍焦距f时,凸透镜成倒立的实像,且物距越小,像距越大,成的像也越大;所以将蜡烛从二倍焦距外的地方逐渐向凸透镜的焦点靠近的过程中,像距逐渐变大,像逐渐变大。
故答案为:B。
【分析】当物体靠近凸透镜时,像变大,像距变大。
5.【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A:图甲中平行主光轴的光经过凸透镜后会会聚到焦点,光屏即为焦点处,所以凸透镜焦距为10.0cm,故A错误;
B:图乙中,蜡烛在凸透镜二倍焦距外,所以成倒立缩小实像,故B错误;
C: 若将凸透镜用不透明的物体遮住一半,剩下的还是凸透镜,所以光屏上像将是完整的烛焰的像,只是会聚的光将减少,所以像会变暗,故C正确;
D:图乙中如果凸透镜不动,将光屏和蜡烛的位置对调,根据光路可逆可知光屏上将成倒立放大的实像,故D错误。
故选C。
【分析】刻度尺读数需要估读到分度值下一位。根据凸透镜成像规律分析图乙的成像情况。特别注意:将凸透镜遮住一半后剩下的还是按照凸透镜成像。
6.【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】【解答】A.由图可知,此时成的是倒立、缩小的实像;把蜡烛和光屏互换位置,根据光路可逆可知,光屏上还能得到倒立、放大的实像,A不符合题意;
B.蜡烛适当向左移动,物距变大,像距应减小,要重新得到清晰的像,光屏要适当向左移动,B不符合题意;
C.蜡烛、透镜位置不变,即物距保持不变,只是换一个焦距较短的凸透镜,则此时的像距会变小,要重新得到清晰的像,光屏要适当向左移动,C不符合题意;
D.由图可知,此时成的是倒立、缩小的实像,则u>2f,f<v<2f
代入数据得30cm>2f,f<15cm<2f
解得7.5cm<f<15cm
D符合题意。
故答案为:D。
【分析】凸透镜成像为实像时,物距和像距互换时,可以再次成像;根据物距和像距的大小,可以计算焦距范围。
7.【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】【解答】A.蜡烛在甲位置时,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以需将光屏移动到大于60cm到70cm之间的位置,才能在光屏上成清晰的像,A不符合题意;
B.蜡烛在乙位置时,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,透镜成像的特点与照相机的原理相同,B不符合题意;
C.蜡烛在丙位置时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,光屏上成的清晰的像为倒立、放大的实像,C不符合题意;
D.蜡烛在丁位置时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;物体在一倍焦距和二倍焦距间成像是倒立放大的实像;物体在焦点内时,成正立放大的虚像。
8.【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】A.图中物距小于像距,成倒立、放大的实像,成像特点与投影仪原理相同,A不符合题意;
B.实验中,蜡烛越烧越短,根据光线过光心不改变方向,像向光屏的上方移动,B符合题意;
C.根据光路是可逆的,如果把蜡烛与光屏对调,当物距等于原来像距时,仍可在光屏上得到清晰的像,此时成倒立、缩小的实像,C不符合题意;
D.由图可知,物距u=50.0cm﹣35.0cm=15.0cm
像距v=85.0cm﹣50.0cm=35.0cm
此时像的位置在二倍焦距以外,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,即35.0cm>2f
2f>15.0cm>f
所以7.5cm<f<15.0cm
将蜡烛移动到45cm刻度处,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】凸透镜成像时,物距大于像距时,成像应用于照相机;物体下降时,光屏上的实像上移;凸透镜成实像时,物距像距互换时,成像的大小不同;当物体在凸透镜的焦点内时,光屏上不成像。
9.【答案】C
【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】【解答】A.据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f凸透镜成倒立、等大的实像;由图可知u=v=2f=20cm所以f=10cm,A不符合题意;
B.当物距u=8cm时u<f成正立、放大的虚像,应用于放大镜,B不符合题意;
C.当物距u=30cm时u>2f成倒立、缩小的实像2f>v>f应用于照相机,C符合题意;
D.物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中,物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】凸透镜成像时,像距和物距相等时,物体在二倍焦距,可以计算焦距的大小;根据物体在凸透镜的不同范围,可以判断凸透镜成像的特点。
10.【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】AB.图形是中心对称图形,不能看出小孔成像中成倒立的像,AB不符合题意;
C.图形是轴对称图形,可以看出上下倒立的像,但看不出像与物体的左右关系,C不符合题意;
D.图形,是非对称图形,适合小孔成像中作为发光物体使用,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】选择光源为了判断成像的性质,应该选择不具有对称性的光源。
11.【答案】B;C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】图B中,物距大于2倍焦距,像距大于1倍焦距小于2倍焦距,在光屏上成倒立缩小实像。
图C中,物距小于焦距,成正立、放大的虚像。
【分析】明确凸透镜成像的规律: (1)物距大于两倍焦距,成缩小倒立实像。(2)物距等于两倍焦距,成等大倒立实像。(3)物距在1倍焦距和2倍焦距之间,成放大倒立实像。(4)物距小于1倍焦距,成同侧放大正立虚像。(5)物距等于1倍焦距,则无法成像。
12.【答案】倒立;向右移动;照相机
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】要在光屏上承接到烛焰缩小的清晰像,是照相机原理,像是倒立的。
如题图所示,图中凸透镜的焦距f=15cm,物距u=50cm-15cm=35cm
则蜡烛在凸透镜的两倍焦距之外,像在一倍和二倍焦距之间,通过凸透镜成倒立、缩小的实像。要在光屏上承接到清晰像,这时应该向右移动光屏,增大像距,使光屏在一倍和二倍焦距之间。
蜡烛在凸透镜的两倍焦距之外,蜡烛通过凸透镜成倒立、缩小的实像,是照相机原理。
【分析】当凸透镜成像时,物距大于像距时,成倒立缩小的实像,像在一倍焦距和二倍焦距间;实际应用有照相机。
13.【答案】;左;倒立;实像;照相机;能
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据题意知道,凸透镜固定在光具座50cm的刻度处,将蜡烛移到光具座20cm刻度处,由于焦距为10cm,所以,物距等于50cm-20cm=30cm
此时物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,所成的像在一倍焦距和二倍焦距之间,由图知道,光屏距凸透镜75cm-50cm=25cm
大于2倍焦距,所以,应将光屏向左移动,使光屏到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间;此成像的特点与照相机的原理相同。
交换蜡烛和光屏的位置,根据光路具有可逆性知道,此时的物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,则成倒立、放大的实像。
【分析】当物体在凸透镜的二倍焦距外时,像在一倍焦距和二倍焦距间,成像是倒立缩小的实像,实际应用有照相机;当物距和像距互换时,可以再次成像。
14.【答案】最小、最亮;10.0;B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】让一束平行于主光轴的光射向凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现最小、最亮的光斑即为焦点。
焦点到光心的距离即为焦距,分度值为1cm,故焦距为10.0cm。
凸透镜成正立放大的虚像,此时物和像在凸透镜同一侧,凸透镜成倒立的放大的或者缩小的实像,不可能有正立的实像,B不可能凸透镜成的像,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】平行光会聚于凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;凸透镜成像时,不能成正立缩小的像。
15.【答案】>70;放大;能;不能
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由题意和题中图可知,凸透镜的焦距为10cm,此时蜡烛在35cm处,物距,在一倍焦距和二倍焦距之间, 根据凸透镜的成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,并且像距,凸透镜的位置在50cm处,故应该在光具座大于70cm的刻度范围内移动光屏,并使像达到最清晰的程度。
找到像后,若仅将蜡烛与光屏的位置互换,根据光路的可逆性,能在光屏上观察到像。
若将蜡烛放在45厘米刻度处,此时物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现。
【分析】当物距介于1倍焦距与2倍焦距之间时,成倒立放大的实像,此时像距大于2倍焦距。在光的折射中光路是可逆的。物距小于焦距时,成虚像。
16.【答案】10;放大
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】根据凸透镜成像规律可知,当物距等于两倍焦距时,光屏上得到倒立、等大的实像,因此u=20cm=2f
所以焦距f=10cm
当物体再靠近凸透镜5 cm时,此时的物距u′=15cm
焦距f=10cm,所以f根据凸透镜成像规律可知,此时所成像的性质为倒立、放大的实像。
【分析】(1)物体成倒立、等大的实像时,u=2f,由u求出f的大小;(2)当f17.【答案】凸;倒;实
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验;生活中的透镜
【解析】【解答】摄像头将人脸缩小,方便识别,所以摄像头相当于凸透镜,由凸透镜成像规律可知,所成的像是缩小的,为实像且是倒立的。
【分析】结合对生活中的透镜所成像特点的感知认识,明确照相机、幻灯机(投影仪)、放大镜的成像原理。然后对号入座。
18.【答案】甲;丁;远离
【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】【解答】近视眼的成因是晶状体太厚,对光的会聚能力太强,晶状体相当于凸透镜,使来自远处的光经过晶状体折射后,使光线在视网膜前提前会聚成像,视网膜上就看不到清晰的像,故甲图是近视眼成因示意图;
由于近视眼成因是晶状体太厚,对光的聚光能力太强,为了消减晶状体的聚光能力,所以需要利用凹透镜进行矫正,故丁图是近视眼的纠正示意图;
把近视眼镜放在己清晰成像的蜡烛和凸透镜之间,此时像距变大,像会向右移动,则光屏应该往远离透镜的方向调整,才可再次获得清晰的像。
【分析】近视眼成像在视网膜前,利用凹透镜矫正;凹透镜对光有会聚作用,使成像远离凸透镜。
19.【答案】缩小;倒立
【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】【解答】凸透镜焦距为10cm,将蜡烛放置在10cm刻度线处,物距u=50cm-10cm=40cm
物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,这是照相机成像原理,成倒立缩小实像。
将蜡烛放置在35cm刻度线处,物距u=50cm-35cm=15cm
物距大于一倍焦距10cm小于二倍焦距20cm,根据凸透镜成像规律可知,这是幻灯机成像原理,成倒立放大实像。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;实像都是倒立的。
20.【答案】放大;抽水
【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】【解答】如图所示,水透镜相当于凸透镜,光屏上出现清晰的烛焰像,此时像距大于物距,且像距是物距的2倍,根据凸透镜成像规律可知,满足物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,像距大于2倍焦距,成倒立、放大的实像。
向左移动蜡烛,物距变大,为使光屏上仍能出现清晰的像,像距应变小;但若保持光屏和水透镜位置不动,光屏上仍能出现清晰的像,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应通过注射器向橡皮膜抽水。
【分析】凸透镜成像时,物距小于像距,成倒立放大的实像;物距变大时,像距减小,凸透镜变薄时,折光能力变弱,成像变远。
21.【答案】解:如图所示:
【知识点】透镜的光路图;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】由图知,物体AB成正立放大的虚像,则此透镜为凸透镜,虚像由折射光线的反向延长线相交形成;
根据过凸透镜光心的光线传播不变的特点,连接MA并延长,交于主光轴,可确定凸透镜的位置;
作出平行的主光轴的光线,折射后过焦点,据此确定焦点的位置,作图如下:
【分析】根据凸透镜成像规律和凸透镜的三条特殊光线作图.
22.【答案】解:(1)在烛焰上取一点S,在其成的像上找出其对应的像点S′,连接SS′,其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心,由此可以确定凸透镜的位置;(2)过S点做平行于主光轴的入射光线,经过凸透镜折射后要过S′,折射光线与凸透镜右侧的主光轴的交点就是凸透镜的焦点F位置,因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点.
同理可以做出凸透镜左侧的焦点F.
答案如下图所示:
【知识点】主光轴、光心、焦点和焦距;透镜的光路图;凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【分析】选取物体上的一点,找出其对应的像点,结合凸透镜的三条特殊光线:平行于主光轴的,过焦点的;过光心的.利用其对应的入射光线的特点,可以确定凸透镜的位置,焦点的位置.
23.【答案】解:如图所示:
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】解:由图可知,一条入射光线过焦点,则过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;
另一条入射光线过光心,则过光心的光线经凸透镜后传播方向不变;如下图所示:
【分析】理解基本光线的折射规律:过光心的光线传播方向不变;由焦点发出的光线平行于主光轴.
24.【答案】(1)15.0
(2)高度;倒;放大;投影仪
(3)左
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由甲图可知,分度值为1cm,凸透镜在25.0cm处,光屏在40.0cm处,则由焦距的概念知,该凸透镜的焦距为f=40.0cm﹣25.0cm=15.0cm
(2)为了使像呈现在光屏的中央位置,要把蜡烛、凸透镜、光屏依次固定到光具座上,并调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上。
由乙图知,此时蜡烛在20.0cm刻度处,即u=20.0cm。此时f<u<2f,根据凸透镜成像规律可知,在光屏上成倒立放大实像。生活中所用的投影仪是利用这个原理制成的。
(3)将蜡烛向左移动一些,物距变大,像要靠近凸透镜并且像变小,即像和像距都会变小,为了再次在光屏上得到清晰的像,应将光屏向左移动。
【分析】(1)平行光通过凸透镜后,会聚于焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;
(2)探究凸透镜成像规律时,调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上;当物体在一倍焦距和二倍焦距间时,成倒立放大的实像;实际应用有投影仪;
(3)当物体远离凸透镜时,像靠近凸透镜。
25.【答案】(1)会聚;10.0
(2)同一高度;远离;投影仪
(3)B;4
(4)烛焰的像变暗了一些
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)凸透镜对光线具有会聚作用,根据焦距的定义,由甲图可知f=60.0cm 50.0cm=10.0cm
(2)实验中,为了保证实验顺利进行,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心应大致在同一高度。
由乙图可知,物体在一倍二倍焦距之间,故光屏应在二倍焦距之外,即光屏此时应远离凸透镜;此时成倒立放大的实像,利用这一原理制作了投影仪、放映机。
(3)凸透镜焦距为10cm,使蜡烛位置不变,移动透镜至45cm刻度线处,这时的u=9cm,小于焦距,成正立放大的虚像,因像与物同侧,故人眼应在B处观察到蜡烛的像,像是图丙中的4。
(4)当手不小心摸到凸透镜时会遮挡部分透镜,烛焰发出的光有一部分被遮挡,经过透镜折射成像时,烛焰的像会比不遮挡时暗一些。
【分析】(1)凸透镜对光有会聚作用,平行于凸透镜主光轴的光线会聚于焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;
(2)探究凸透镜成像规律时,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心应大致在同一高度;当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时,像在二倍焦距外,是生活中的投影仪的成像原理;
(3)当物体在凸透镜的焦点内时,人要通过凸透镜观察像;像是正立放大的虚像;
(4)若挡住部分凸透镜时,成像完整,像变暗。
26.【答案】(1)凸透镜没有正对太阳光
(2)主光轴;小明
(3)放大;65
(4)没有;完整
(5)暗
(6)近视眼
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由凸透镜对光线的作用知道,平行于主光轴的光线经过凸透镜后会会聚到焦点上,所以实验中应使凸透镜正对着太阳光,由图甲知道,小明的操作中存在的错误是凸透镜没有正对太阳光。
(2)为了使得蜡烛的像成在光屏的中央,应该使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度上,可以将烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上;因为如果按照小红的方法进行实验,由于物距和像距是一条斜线,不容易测量物距和像距的大小。
(3)由图丙知道,此时的物距为15.0cm,像距为30.0cm,由于物距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以,成的是倒立、放大的实像。
根据光路可逆知道,当物距为30.0cm时,像距为15.0cm,此时能成倒立、缩小的实像,即将凸透镜移至65.0cm时,光屏上再次出现清晰的像。
(4)用手指捏住凸透镜时,由于物距小于一倍焦距,故此时成虚像,则在光屏上不能成像,又因为整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,所以,光屏上没有手指的像或影子;由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,但像仍完整,仅亮度会变暗。
(5)用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,经凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比,比原来暗。
(6)小红将小丽同学的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变得模糊了,将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后,说明像推迟会聚了,根据凹透镜对光线的作用可知,该眼镜为凹透镜,凹透镜可以矫正近视眼。
【分析】(1)利用太阳光测量凸透镜的焦距时,太阳光正对凸透镜;
(2)探究凸透镜成像规律时,烛焰、凸透镜和光屏中心在凸透镜的主光轴上,在同一高度上;
(3)当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间时,成像是倒立放大的实像,当物距和像距互换时可以再次成像;
(4)当不透明的物体挡住部分凸透镜时,成像是完整的;
(5)凸透镜的直径变小,通过凸透镜的光线减少,成像变暗;
(6)凹透镜对光有发生作用,使成像远离凸透镜,可以矫正近视眼。
27.【答案】(1)同一高度上(同一直线上)
(2)实;照相机;正立
(3)D
(4)D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心。
(2)凸透镜焦距为10cm,光源移至40cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机就是根据此原理制成的。
光源移至8cm刻度时,u
(3)用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,只能影响像的亮暗,不影响像的性质,光源“F”放在15cm处,物距处于一倍和二倍焦距之间,成倒立放大的实像,与原物体相比,上下颠倒、左右相反,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
(4)A.发光二极管作为光源与烛焰相比,像更稳定,A符合题意,不符合题意;
B.用同样的白色方格板做光屏,便于比较像与物的大小,B符合题意,不符合题意;
C.零刻度线刻在光具座标尺的中央,这样可以直接从光具座读出测出物距和像距,C符合题意,不符合题意;
D.若凸透镜的焦距未知,可调节物距及像距,当在光屏上成等大的实像时,物距便等于二倍焦距,这样可以测出凸透镜的焦距,D不符合题意,符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)探究凸透镜成像规律时,调节光源、凸透镜、光屏的中心在同一高度;
(2)当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像;照相机根据这个原理工作;当物体在凸透镜的焦点内时,成正立放大虚像;
(3)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,挡住部分凸透镜,像是完整的;
(4)根据凸透镜成等大的实像时,物体在凸透镜的二倍焦距点,可以测量焦距大小。
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