【精品解析】人教版物理八年级上第五章第三节 细化知识点同步练习——探究凸透镜成像规律之遮挡镜片(3)

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名称 【精品解析】人教版物理八年级上第五章第三节 细化知识点同步练习——探究凸透镜成像规律之遮挡镜片(3)
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科目 物理
更新时间 2022-08-24 12:20:34

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人教版物理八年级上第五章第三节 细化知识点同步练习——探究凸透镜成像规律之遮挡镜片(3)
一、实验探究题
1.(2021八上·岑溪期末)小伟用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”,所用凸透镜焦距为10cm。
(1)实验时,首先要使烛焰,凸透镜、光屏的中心在同一高度,目的是   ;
(2)蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示,光屏上成清晰的像(像未画出),该像为倒立、   (选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的   (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用了这个成像原理;
(3)接下来小伟将蜡烛向靠近凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,他应将光屏   透镜(选填“靠近”或“远离”);
(4)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,小伟用不透明的纸挡住透镜上半部分,则光屏上所成的是   (选填“完整的”或“不完整的”)像。
2.(2021八上·南丹期末)如图所示,探究凸透镜成像规律。
(1)已知凸透镜焦距为10cm,将烛焰放在距离凸透镜25cm处,调节光屏可得到倒立、   (选填“放大”或“缩小”或“等大”)的实像,应用这个原理工作的仪器是   (选填“放大镜”或“照相机”或“投影仪”);
(2)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜的方向移动,要在光屏上得到清晰的像则应将光屏   (选填“远离”或“靠近”)透镜;
(3)若遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是   (选填“完整的像”或“一半的像”或“无法成像”)。
3.(2021八上·坡头期末)在“探究透镜成像的规律”实验中,实验装置如图所示。将透镜固定在光具座50cm刻度处,所用凸透镜的焦距是10cm。
(1)为了使烛焰的像成在光屏中央,应调节凸透镜、光屏和蜡烛,使它们的中心的位置大致在   ;
(2)当把蜡烛放到20cm刻度处时,移动光屏可得到一个倒立、   (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;
(3)当把蜡烛移到35cm刻度处时,移动光屏可得到一个清晰的像。照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时,原理与这种成像规律相同的是   。若保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜,   (选填“可以”或“不可以”)在光屏上再次呈现清晰的像;
(4)随着实验的进行,蜡烛会慢慢消耗,光屏上烛焰的像将   (选填“向上”或“向下”)移动;
(5)若有一只苍蝇落到凸透镜上,则光屏上   (选填“能”或“不能”)成完整的烛的像。
4.(2021八上·兴庆期末)在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜焦距约是   cm;
(2)在做实验时,发现烛焰在光屏上的像清晰但不完整(如图所示),若要使烛焰在光屏中心成像,只调节光屏,应将光屏向   (选填“上”或“下”)调节;
(3)若将烛焰移至距凸透镜15cm处,移动光屏,使烛焰在屏上得到倒立、   (选填“放大”或“缩小”)清晰的实像,应用这一原理制成了   (举一例即可);
(4)某同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间,移动透镜和光屏,直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像,将近视眼镜镜片取下,发现光屏上的像变模糊了,为了使屏上的像重新变得清晰,在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下,应将光屏向   移动;(填“左”或“右”)
(5)如图中有四幅示意图,下面A、B、C、D四个选项中,能正确表示这位同学近视眼成像和矫正情况的是____;
A.②① B.③① C.②④ D.③④
(6)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,如果透镜上有一只小虫在爬动,则光屏上的像的大小将   (选填“变大”、“变小”或“不变”),像的明暗将   (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
5.(2021八上·开州期末)现有如下器材:光具座、焦距为12.5cm的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴。小明根据上述实验器材,进行了“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,把烛焰、凸透镜、光屏的中心大致调到   。为了验证凸透镜的焦距是否等于12.5cm,小明把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处,把光屏移到光具座的   cm刻度线处,观察光屏上是否承接到等大、清晰的像。经验证,凸透镜的焦距准确;
(2)实验进行一段时间后,发现光屏上烛焰的像上移了一段距离,在没有移动器材的情况下,造成上述现象的原因是   。保持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动,需将光屏   (选填“向上”或“向下”)移动,使烛焰的像呈现在光屏中央;
(3)分别把蜡烛放在如图所示的A、B、C、D四个点对应的刻度线处,在   点能够在光屏上承接到清晰、最大的烛焰的像,在   点所成像的性质与眼睛的相同;
(4)实验结束后,小明又继续完成了两个实验:
①将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间且较靠近凸透镜,结果光屏上原来清晰的像变得模糊,将光屏远离凸透镜移动到某一位置时,光屏上又看到烛焰清晰的像,由此可知该眼镜片可用来矫正   眼(选填“近视”或“远视”);
②取走眼镜片,移动光屏再次成清晰的像后,小明用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分,则在光屏上观察到的像是   (填选项前的字母)。
A.烛焰的上半部分,亮度变暗
B.烛焰的下半部分,亮度变暗
C.完整的烛焰,亮度不变
D.完整的烛焰,亮度变暗
6.(2021八上·丹徒月考)同学们做“探究凸透镜成像规律”的实验,请回答以下问题:
(1)小凯在光具座上调整凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心不在同一高度,但是在同一直线上,这样   (选填“也可能”或“不可能”)使像成在光屏中央,但是小敏认为必须让凸透镜、光屏和烛焰中心在同一高度才有利于多次实验,小敏的理由是    ;
(2)为了确定凸透镜的焦距,小敏同学让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为   cm,小凯测量并绘制出物距u和像距v关系图象如图乙所示,也得到了该透镜的焦距。小凯利用了凸透镜成像中,当物距u等于像距v等于   时,成倒立   的实像这一规律;
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图丙所示的位置放置时,光屏上得到   (选填“放大”、“等大”或“缩小”)像,生活中的   (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这个成像规律。若要使光屏上的像变得再大些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向   (选填“左”或“右”)适当移动一段距离,再调整光屏的位置;
(4)实验过程中,蜡烛在燃烧时不断缩短,导致光屏上的像向   (选填“上”或“下”)移动;
(5)实验过程中,若用手挡住凸透镜的上半边,则光屏上的像   (填“只有下半边”、“只有上半边”或“大小不变只是变暗了”);
(6)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,该过程中像的大小将   (填 “变大”、“变小”或“等大”),物距u随时间t的变化图像如下图所示,则像距v与t的大致变化关系为图中的    。
A.B.C.D.
7.(2020八上·密山期末)研究凸透镜成像的实验中:
(1)如图所示,让太阳光正对着凸透镜照射,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,测得凸透镜的焦距是   cm。
(2)光具座上应放有凸透镜、光屏和蜡烛,   应放在其他两种器材之间;为了使烛焰的像成在光屏的中央,要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心   。
(3)当光屏上得到一个清晰缩小的实像时,蜡烛的位置应在透镜的   ;若想得到一个清晰放大的实像,蜡烛应向   移动,像的大小是逐渐变   ;
(4)利用凸透镜在光屏上已得到蜡烛清晰的像,若此时用黑纸遮住透镜的下半部分,则光屏上的像___________ 。
A.上半部分没有了 B.下半部分没有了
C.像缩小了 D.像变暗了
8.(2020八上·寿阳期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,将透镜固定在光具座50cm刻度线处,实验装置如图所示。
(1)实验时要首先应调节凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的中心大致     ;
(2)实验中将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是     的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”);
(3)将蜡烛从光具座上10cm向35cm刻度线移动时,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应     (选填“远离”或“靠近”)透镜,此时所成像的大小
    (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)实验时,蜡烛越烧越短,将会看到屏上的像向     (选填“上”或“下”)移动;
(5)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,光屏上像的形状     (选填“变”或“不变”),像的亮度     (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
9.(2020八上·丰泽期末)在探究凸透镜成像的实验中:
(1)让凸透镜正对着太阳,在透镜另一侧可得到一个又小又亮的光斑,光路图如图甲所示,由图甲可知,凸透镜对光线有   作用,该凸透镜的焦距约为   cm。
(2)利用上述凸透镜和图乙装置进行以下操作:
①观察到烛焰在光屏上的像位置偏高,应将蜡烛向   (选填“上”或“下”)调节;
②当蜡烛位于图乙位置时,移动光屏,可以在光屏上得到一个清晰的倒立、   (选填“放大”或“缩小”)的实像,成像情况与此类似的是   (选填“照相机”或“投影仪”);
③若将图乙中的凸透镜上半部分涂黑,则观察到的现象是   。
④某同学取来家中大伯的双光双焦点眼镜(即镜片上半部分为老花镜,下半部分为近视镜)进行实验。当他将眼镜的下半部分放在烛焰和凸透镜之间,发现原先光屏上清晰的像变模糊了。为了再次得到烛焰清晰的像,他应将光屏向   透镜的方向移动(选填“远离”或“靠近”)。
10.(2020八上·宁阳期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,将透镜固定在光具座50cm刻度线处,实验装置如图所示:
(1)实验时要首先应调节凸透镜、光屏和蜡烛的高度,使它们的中心大致同一高度,点燃蜡烛应在调整高度之   (选填“前”或“后”);
(2)实验中将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的实像,该像是   的(选填“放大”、“等大”或“缩小”);
(3)将蜡烛从光具座上10cm向35cm刻度线移动时,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应   (选填“远离”或“靠近”)透镜;
(4)实验时,蜡烛越烧越短,将会看到屏上的像向   (选填“上”或“下”)移动;
(5)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,光屏上像的形状   (选填“变”或“不变”)。
11.(2020八上·高唐期末)小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图,让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为   cm;
(2)把物体放在离凸透镜8.0cm处时,在光屏上   (能或不能)成像;
(3)当物体离凸透镜15.0cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立   的实像,生活中的   就是利用这个原理制成的,如果用一张不透光的纸遮住凸透镜的上半部分,光屏上   (能或不能)成像;
(4)在上一步实验获得清晰的像后,小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前,由于近视眼镜是   透镜,对光线有   作用,透镜和光屏固定不动时,要使光屏上再次成清晰的像,可将蜡烛向   (左/右)移;
(5)随着实验的进行,蜡烛在逐渐变短,出现了如图甲所示现象,为了把像调整到光屏中央,应选______。
A.将蜡烛向下移动 B.将凸透镜向下移动 C.将光屏向下移动
12.(2020八上·莱芜期末)如图甲所示,一束平行光经过一个凸透镜,调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,并用蜡烛作光源,实验装置如图乙所示。
(1)该凸透镜的焦距为   cm;实验中将凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,这样做的目的是:   ;
(2)若在图乙所示位置的基础上,保持凸透镜位置不动,将蜡烛移动到35cm刻度线处,移动光屏再次看到清晰的像,此时的像是   (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,日常生活中,   (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理;
(3)若拿一张黑纸,把凸透镜遮去一半,则光屏上的像______(选填字母);
A.像变不完整,只有原来的一半
B.像还是完整的像,且跟原来没什么区别
C.像还是完整的像,但比原来要暗一些
(4)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片对光线具有   作用。
13.(2020八上·大石桥期末)兴趣小组的同学们进行“探究凸透镜成像规律的实验”。
(1)将蜡烛、焦距为5cm的凸透镜、光屏依次安放在光具座上,点燃蜡烛后,调整烛焰、透镜、光屏三者中心在   。如图所示,蜡烛、透镜的位置固定不动调整好光屏的位置,可以在光屏上得到一个倒立   的实像;
(2)实验过程中,蜡烛越烧越短,光屏上烛焰的像将会发生偏移,这时应向   移动凸透镜,烛焰的像才会重新成在光屏的中央;如果凸透镜的上半部被遮住,光屏上   (选填“能”或“不能”)看见烛焰完整的像;
(3)用焦距为10cm凸透镜替代原来的凸透镜,同时保持蜡烛和透镜在原来的位置不变,向   移动光屏,才会在光屏上重新得到烛焰清晰的像。蜡烛和凸透镜的位置不变,在它们之间放一个   镜,向左移动光屏,又会在光屏上重新得到烛焰清晰的像。这个实验说明了   (选填“近视眼”或“远视眼”)的成因及矫正方法。
14.(2021八上·枝江期末)手持一个凸透镜,在室内的白墙和窗户之间移动,离墙近些,在墙上能看到什么?下面是小红同学在研究这一问题时,利用光具座、蜡烛、凸透镜( )、光屏等器材进行的探究实验。
(1)当烛焰在图示位置时,移动光屏,在光屏上得到一个清晰的像。请你描述所观察到的像的性质   (要求:说出看到像的正倒、大小、虚实);
(2)在进行上述实验时,光屏上已经得到烛焰清晰的像,小红不小心用手指的指尖触摸到了凸透镜,则光屏上会出   ;(选填“指尖的像”、“指尖的影子”或“完整烛焰的像”)
(3)通过“探究凸透镜成像规律”发现:当物体通过凸透镜成实像时,物体距离凸透镜越远,所成的像越接近焦点。据此,请你设计一个在阴天估测凸透镜焦距的方法(器材:凸透镜、刻度尺、发光的白炽灯泡、白纸等)。   
15.(2020八上·孝南期末)小芳同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏、光具座探究凸透镜成像规律:
(1)由图甲可知,该凸透镜的焦距是   cm。
(2)如图乙所示,若在光屏上(光屏未画出)能得到清晰、缩小的烛焰的像,则蜡烛可能置于凸透镜左边a、b、c、d 四点中的   点上(P是该凸透镜的二倍焦距处),此成像特点在生活中可应用在   上,若将光屏和蜡烛的位置互换,则光屏上得到   (选填“放大”或“缩小”)的像,若蜡烛置于d点,在光屏上   像(选填“有”或“无”)。
(3)通过实验,小芳发现蜡烛离凸透镜越远,光屏上得到的清晰像越   (选填“大”或“小”),把蜡烛向凸透镜靠近时,要在光屏上成清晰的像,光屏应   (选填“靠近”或“远离”)凸透镜,此时在光屏上成的清晰像是   (选填“倒立”或“正立”)的。
(4)实验时有只甲虫停在了凸透镜上,则此时光屏上烛焰的像   (选填“完整”或“不完整”)。
(5)实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向   (选填“上”或“下”)方移动。
(6)小芳同学的爷爷带的远视眼镜是   透镜(选填“凹”或“凸”),她把爷爷的远视眼镜放在凸透镜前面会使原本成在光屏上的实像位置往   (选填“左”或“右”)移动。
答案解析部分
1.【答案】(1)使像成在光屏中央
(2)缩小;照相机
(3)远离
(4)完整的
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)为使烛焰的像成在光屏的中心,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度。
(2)凸透镜焦距为10cm,物距是50.0cm,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一成像规律工作的。
(3)凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,将蜡烛向靠近凸透镜方向移动一段距离,物距减小,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,像距增大,应将光屏远离透镜。
(4)遮住凸透镜的上半部,烛焰发出的光射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成完整的像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗。
【分析】(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放烛焰、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)根据物体在凸透镜二倍焦距之外的成像性质进行判断。
(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小。
(4)物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像。当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
2.【答案】(1)缩小;照相机
(2)靠近
(3)完整的像
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)透镜的焦距为10cm,烛焰放在距离凸透镜25cm处,即u=25cm>2f
这时凸透镜成倒立、缩小的实像,应用这一原理制成的是照相机。
(2)凸透镜成实像时,物远像近像变小,将蜡烛向远离透镜的方向移动,即物体远离透镜时,像就会靠近透镜,因此光屏应靠近透镜。
(3)将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同显示完整的像。
【分析】(1)当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像,是照相机成像的原理;
(2)当物体远离凸透镜时,像靠近凸透镜;
(3)挡住部分凸透镜时,成像完整。
3.【答案】(1)同一高度
(2)缩小
(3)投影仪;可以
(4)向上
(5)能
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)凸透镜成像实验时,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,目的是成像在光屏的中心。
(2)当把蜡烛放到20.0cm刻度处时,此时的物距为30.0cm,而凸透镜的焦距是10.0cm,此时物距大于二倍焦距,移动光屏可得到一个倒立、缩小的实像。
(3)当把蜡烛移到35.0cm刻度处时,此时的物距为15.0cm,而凸透镜的焦距是10.0.cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,投影仪的成像原理是物距在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,与这种成像规律相同,若保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜,由于光路具有可逆性,当物距在二倍焦距以外时,在光屏上依然可以成清晰的像,此时像距在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。
(4)实验时间过长时,蜡烛将会消耗,物体向下移动,根据经过光心的光线的传播方向不变可知,像将向上移动。
(5)若有一只苍蝇落到凸透镜上,遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成完整的像,只是折射光线减少,会聚成的像变暗,但光屏上依然可以成完整的像。
【分析】(1)为了使像呈在光屏的中央,需要调节烛焰、光屏和凸透镜的高度,使它们的中心在同一高度上。
(2)(3)根据凸透镜成像的三种情况进行判断: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;凸透镜成实像时,物近像远像像变大;光折射时,光路具有可逆性。
(4)根据过光心传播不变判断出像的移动方向;照相机成倒立、缩小的实像;投影仪成倒立、放大的实像;放大镜成正立、放大的虚像。物体通过凸透镜所成的实像是倒立的。
(5)遮挡透镜不会影响成像,只是透过透镜的光线减少了。
4.【答案】(1)10
(2)上
(3)放大;幻灯机
(4)左
(5)B
(6)不变;变暗
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)根据测量凸透镜焦距的定义知道,此时光屏到凸透镜的距离为焦距,故此凸透镜的焦距是10cm。
(2)为使像能成在光屏的中央,应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处,图中所示烛焰在光屏上的像偏高,故应将光屏向上调。
(3)若将烛焰移至距凸透镜15cm处,则2f>u>f,故成倒立、放大实像,幻灯机就是根据这一原理制成的。
(4)近视镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,所以当将凹透镜片取下,折射光线会提前会聚成像,即像会向靠近凸透镜的方向移动,故应向左移动光屏。
(5)近视眼是由于像成在了视网膜的前方,近视要佩戴凹透镜来矫正,因为凹透镜对光线有发散作用,使光线延后会聚,而成像在视网膜上,是①③图,故答案为:B。
(6)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,小虫落在透镜上后,会挡住一小部分从物体发出的光,但仍有一部分光通过凸透镜而会聚成像,故像与原来相同,大小不变;只是由于透镜的一小部分被遮住,折射出的光线与原来相比减少了,所以亮度会变暗些。
【分析】(1)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)探究凸透镜成像时,凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度;凸透镜成像偏高时,光屏可以向上调节;
(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,实际应用有幻灯机;
(4)近视眼镜是凹透镜,使凸透镜成像远离了凸透镜;
(5)近视眼成像在视网膜前,利用凹透镜矫正;
(6)凸透镜成像时,凸透镜上有物体,对成像完整性没有影响,但会变暗。
5.【答案】(1)同一高度;75.0
(2)蜡烛在燃烧的过程中不断变短;向上
(3)C;A
(4)近视;D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)实验中,应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,这样烛焰的像才能成在光屏的中央。
凸透镜焦距12.5cm,物距为25.0cm时,像距也为25.0cm。因此光屏应该位于光具座的75.0cm刻度处。
(2)凸透镜成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像向上移动。
凸透镜成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像向上移动,保持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动,需将光屏向上移,使烛焰的像呈现在光屏中央。
(3)根据凸透镜成像的规律,当f<2f时,凸透镜成倒立放大的实像且物体向凸透镜靠近时像变大,所以把蜡烛放在C点能够在光屏上接到清晰、最大的烛焰的像。
根据凸透镜成像的规律,当u>2f时,凸透镜成缩小倒立的实像,这是照相机的工作原理,眼睛的工作原理和照相机相同,据图可知在A点所成像的性质与眼睛的相同。
(4)将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间结果光屏上原来清晰的像变得模糊,将光屏远离凸透镜时,光屏上又看到烛焰清晰的像,由此可知该眼镜片对光具有发散的作用,而近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光有发散的作用。所以该眼镜片可用来矫正近视眼。
小明用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分,蜡烛烛焰的光线仍可以通过下半部分的透镜在光屏上承接全部的像,但是通过的光线变少,使得像的亮度降低。
故答案为:D。
【分析】(1)为使烛焰的像能成在光屏的中心,需要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在同一高度。
(2)凸透镜的成像规律是:当f<u<2f时,v>2f,成倒立放大的实像;当u>2f时,f<v<2f,成倒立、缩小的实像;当u<f时,成正立、放大的虚像。
(3)为了使像能成在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上;随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心的光线不改变方向,像会向上移动,要使像成在光屏的中央位置,可以使蜡烛向上移动,或凸透镜向下移动,或光屏向上移动。
(4)凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用。
6.【答案】(1)也可能;物距改变后像不一定还在光屏中心
(2)10.0cm;2f(或者20cm);等大
(3)放大;投影仪;右
(4)上
(5)大小不变只是变暗了
(6)变小;C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由于凸透镜可以成倒立、缩小的实像,也可以成倒立、放大的实像,所以,若凸透镜、光屏和烛焰的中心不在同一高度,但是在同一直线上,故也可能使像成在光屏中央。
“探究凸透镜成像规律”实验时,为使像呈在光屏中央,必须使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上,否则物距改变后像不一定还在光屏中心。
(2)让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,这点是凸透镜的焦点,所以凸透镜的焦距f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
因为物距u=2f,v=2f时成倒立等大实像,由乙曲线图知道,u=2f=20cm,v=2f=20cm,成倒立等大实像。
(3)由甲图知道u=20cm-5cm=15cm
此时的物距位于1倍焦距和2倍焦距之间,所以移动光屏,将会承接到倒立放大的实像。生活中的投影仪就是应用了这个成像规律。
凸透镜成实像时,物近像远像变大,所以,若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向右适当移动一段距离。
(4)蜡烛不断燃烧,则烛焰不断降低,由于过光心的光线不改变方向,所以,像的位置向上移动。
(5)遮住凸透镜的上半部分,物体上任一点射向凸透镜的下半部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗。
(6)当物距大于焦距时凸透镜成的是实像;将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距变大,像距则变小,且越来越靠近焦点,所以,像距v与t的大致变化关系为图中的C。
故答案为:C。
【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)在实验中,为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,同时各中心要在同一直线上;由焦点发出的光,经凸透镜平行主光轴射出。
(3)凸透镜成的实像是倒立的,像与物体的变化方向恰好相反。
(4)根据物距大于2倍焦距时,成倒立缩小的实像,像距处于1倍和2倍焦距之间的特点进行分析。
(5)根据凸透镜成实像的条件及物距和像距的关系分析。
7.【答案】(1)10.0
(2)凸透镜;在同一高度上
(3)二倍焦距之外;靠近凸透镜方向;大
(4)D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由图可知,光屏上出现一个最小最亮的光斑,即为凸透镜的焦点处,焦点到凸透镜的距离为
则此凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)探究凸透镜成像规律时,在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,所以凸透镜要在两者之间。
蜡烛、凸透镜、光屏,三者的中心在同一高度时,像才能呈现在光屏的中央。
(3)根据凸透镜成像规律可知,当物体成倒立缩小的实像时,物体在凸透镜的二倍焦距之外。
根据凸透镜成像规律可知,物体成的像是倒立放大的实像,则物距在一倍焦距到二倍焦距之间,所以应该将蜡烛靠近凸透镜方向移动,在移动过程中,物距减小,像由缩小到放大,所以像逐渐变大。
(4)挡住凸透镜的一部分,会减少光透过凸透镜,成像仍然完整,但是像会变暗,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)利用太阳光聚焦法测焦距。
(2)探究凸透镜成像规律时,在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,使三者的中心在同一高度时,像才能呈现在光屏的中央。
(3)利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(4)挡住凸透镜的一部分,会减少光透过凸透镜,成像仍然完整,但是像会变暗。
8.【答案】(1)同一高度
(2)缩小
(3)远离;变大
(4)上
(5)不变;变暗
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)为了使像呈现在光屏的中央,实验时需要调节凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的重心大致在同一高度。
(2)凸透镜的焦距是10cm,实验中将蜡烛移至光具座10cm刻度线处,此时物距为40cm,大于两倍焦距,移动光屏得到的是倒立、缩小的实像。
(3)将蜡烛从光具座上10cm向35m刻度线移动时,蜡烛靠近凸透镜,物距减小,要在光屏上再次得到清晰的实像,光屏上应该远离凸透镜,且像要变大。
(4)实验时,蜡烛越烧越短,透镜成实像时,根据通过凸透镜光心的光线方向不变可知,此时光屏上的像会向上移动。
(5)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,光线仍旧可以透过未被遮挡的部分在光屏上成像,光屏上的像形状不变,只是透过光屏的光线减少了,光屏上的像会变暗。
【分析】(1)为了使像成在光屏的中央,应当使烛焰、凸透镜光心和光屏中心在同一高度。
(2)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。
(3)透镜成实像时有物近像远像变大的特点。
(4)利用过光心的光线传播方向不变分析。
(5)遮挡透镜不会影响成像,只是透过透镜的光线减少了。
9.【答案】(1)会聚;10
(2)上;放大;投影仪;烛焰像变暗;远离
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)正对的阳光通过凸透镜后相交于一点,说明凸透镜对光线有会聚作用,该点即为透镜的焦点,焦点到光心的距离为焦距,由图甲可知该凸透镜的焦距为10cm。
(2)①为使所成像能在光屏的中央,必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上。由于烛焰在光屏上像的位置偏高,要想使像成在光屏中央,应将光屏向上调节。
②由图乙可知,此时物距为15.0cm,在凸透镜的一倍焦距到二倍焦距之间,则可在光屏上成倒立、放大的实像,投影仪就是利用这个原理工作的。
③若将凸透镜上半部分涂黑,上半部分挡住了光,但光经过下半部分折射后,照样能会聚成像,透镜的焦距不变,像的大小不发生变化,但由于折射光线减少,会聚成的像会变暗。
④该眼睛的下半部分是近视镜,近视镜是凹透镜,对光有发散作用。将眼镜放在烛焰和凸透镜之间,由于光被发散了,会延迟成像,故为了再次得到烛焰清晰的像,应将光屏远离透镜。
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;利用太阳光聚焦法测焦距。
(2)①根据过光心的光线传播方向不变。
②利用凸透镜成像的特点判断。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
③物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像。当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
④近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使会聚的光线延迟会聚。
10.【答案】(1)前
(2)缩小
(3)远离
(4)上
(5)不变
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)实验时,要观察的是烛焰的像,为了使像成在光屏的中央,实验时要首先应调节凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的中心大致同一高度,所以点燃蜡烛应在调整高度之前。
(2)凸透镜的焦距是10cm,实验中将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,物距u=40cm>2f
物距大于二倍焦距成倒立缩小实像。
(3)透镜成实像时有物近像远像变大的特点,将蜡烛从光具座上10cm向35cm刻度线移动时,烛焰靠近透镜,像会远离透镜,所以,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应远离透镜。
(4)实验时,蜡烛越烧越短,透镜成实像时,像是倒立的,此时像会在光屏上向上移动。
(5)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,光线仍旧可以透过未被遮挡的部分在光屏成像,光屏上像的形状不变,只是透过透镜的光线减少了,像的亮度变暗。
【分析】(1)为了使像成在光屏的中央,应当使烛焰、凸透镜光心和光屏中心在同一高度。
(2)利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(3)透镜成实像时,像是倒立的,物近像远像变大。
(4)遮挡透镜不会影响成像,只是透过透镜的光线减少了,像的亮度变暗。
11.【答案】(1)10.0
(2)不能
(3)放大;投影仪(幻灯机);能
(4)凹透镜;发散;左
(5)B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,即焦点,此时光屏在60cm处,凸透镜在50cm处,则焦点到凸透镜的距离,即焦距f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)将物体放在离凸透镜8.0cm处时,小于一倍焦距,成的是正立、放大的虚像,在光屏上不能成像。
(3)当物体离凸透镜15.0cm时,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,移动光屏,成的是倒立、放大的实像。生活中的投影仪或者幻灯机是利用这一原理制成的。
用一张不透光的纸遮住凸透镜的上半部分,挡住了部分光线的传播,导致成的像变暗,但光屏上依然能成完整的像。
(4)近视眼的晶状体对光的折射能力比较强,所以需要具有发散作用的凹透镜将光线先发散,使之能会聚在视网膜上。所以此时将近视眼镜放在凸透镜前,透镜和光屏固定不动时,会使原来会聚的光线延迟会聚,需要将光屏向右原理凸透镜或者将蜡烛向左调节,才能在光屏上得到清晰的像。
(5)随着实验的进行。蜡烛逐渐变短时,根据光传播经过透镜光心传播方向不变的原则,可知光屏上得到的像会上移,此时为了使像能够呈现在光屏中央,应该将凸透镜下移。AC不符合题意,B符合题意,所以应该选B。
【分析】(1)平行光主光轴的光线会聚于凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;
(2)当物距小于焦距时,成像是虚像,不能成在光屏上;
(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,实际应用是投影仪;挡住部分透镜时,成像完整;
(4)近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用;使成像远离凸透镜;
(5)调节凸透镜成像的高度时,像和凸透镜的移动方向相同。
12.【答案】(1)10.0;像能成在光屏的中央位置
(2)放大;投影仪
(3)C
(4)会聚
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)凸透镜的焦距f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm
实验前,要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致同一高度,像成在光屏的中央位置。
(2)若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处,此时的物距为50cm﹣35cm=15cm
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,可以看到清晰倒立、放大的实像,其应用是投影仪。
(3)若拿一张黑纸,把凸透镜遮去一半,烛焰的各点都会经凸透镜折射成像,像的大小不变,但是各点入射光线减少一半,折射光线减少一半,像变暗,故答案为:C。
(4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜。
【分析】(1)①利用太阳光聚焦法测焦距。
②探究凸透镜成像时,烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,像能成在光屏的中央位置。
(2)利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(3)遮住凸透镜的一部分,光屏上能看到完整的像,像变暗了。
(4)凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用。
13.【答案】(1)同一高度;缩小
(2)下;能
(3)右;凸透;远视眼
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)实验中为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度;如图所示,物距是30cm,物距大于二倍焦距成倒立、缩小实像。
(2)蜡烛由于燃烧逐渐变短,光屏上的像逐渐向上移动,根据过透镜光心的光线传播方向不变可知,应向下移动凸透镜,烛焰的像才会重新成在光屏的中央。
如果凸透镜的上半部被遮住,仍会有光线经透镜下半部分折射成完整的像,只是透过的光线减少,成像变暗。
(3)用焦距为10cm凸透镜替代原来的凸透镜,透镜焦距变大相当于物距变小,像距将变大,将光屏远离透镜可得清晰实像,所以向右移动光屏,才会在光屏上重新得到烛焰清晰的像。
蜡烛和凸透镜的位置不变,向左移动光屏,在光屏上成清晰的像,即使光线提前会聚,凸透镜对光线有会聚作用,所以在蜡烛和凸透镜之间再加一个凸透镜可以实现这一现象,远视镜是凸透镜,所以这个实验说明了远视眼的成因及矫正方法。
【分析】(1)探究凸透镜成像时,调整烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度;当物体在凸透镜的二倍焦距外,成倒立缩小的实像;
(2)当物体向下动,像上移,向下调节凸透镜,像向下移动;
(3)当凸透镜的焦距变大时,像和物体的总距离变大;物体和凸透镜间加凸透镜,可以成像靠近凸透镜;凸透镜可以矫正远视眼。
14.【答案】(1)倒立、缩小的实像
(2)完整烛焰的像
(3)将白炽灯泡固定使其处于发光状态,在离灯泡较远的地方放置凸透镜,在另一侧来回调整白纸到凸透镜的距离,直到在白纸上成一个清晰的灯泡的像;用刻度尺测出凸透镜到白纸的距离,即为此凸透镜的焦距。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由图知,刻度尺的分度值为1cm,物距为 ,像距为
故物距大于像距,根据凸透镜成像的规律知,此时成倒立、缩小的实像。
(2)用手指的指尖触摸到了凸透镜,手指遮挡部分入射光线,折射线变少,其它光线的折射情况不变,所以只能使像变暗一些,不能改变你的大小,故像是完整烛焰的像。
(3)将白炽灯泡固定使其处于发光状态,在离灯泡较远的地方放置凸透镜,在另一侧来回调整白纸到凸透镜的距离,直到在白纸上成一个清晰的灯泡的像;用刻度尺测出凸透镜到白纸的距离,即为此凸透镜的焦距。
【分析】(1)利用凸透镜成像的规律分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(2)凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;如果凸透镜的口径大,透过的光多,像就亮;口径小,透过的光少,像就暗。
(3)凸透镜的焦距是指凸透镜能使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离。物体距离凸透镜越远,物距最大,像更接近焦点,能估测凸透镜的焦距。
15.【答案】(1)11.0
(2)a;照相机;放大;无
(3)小;远离;倒立
(4)完整
(5)上
(6)凸;左
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)平行光经过凸透镜后,在光屏上成最小最亮的光斑,光斑到凸透镜光心的距离就是焦距,由图可知,焦距为11.0cm。
(2)根据凸透镜成像特点可知,当物体在二倍焦距之外时,光屏上成倒立缩小实像,由图乙可知蜡烛应该在凸透镜左边a点上,此成像特点和照相机的成像原理相同。
凸透镜成像原理是光的折射,根据光路可逆可知,将光屏和蜡烛的位置互换,则光屏上仍能得到像,但是此时物距小于像距,所以成倒立放大的实像。
若蜡烛置于d点,即物距在一倍焦距之内,成正立放大的虚像,在光屏上无像,但可以从光屏一侧过凸透镜观察。
(3)当光屏上成像时,蜡烛离凸透镜越远,光屏上得到的清晰像越小,离凸透镜越近,像越大。
蜡烛向凸透镜靠近,即物距减小,要在光屏上成清晰的像,需要增大像距,即光屏远离凸透镜。
根据凸透镜成像特点可知,只要在光屏上成像,肯定是倒立的实像。
(4)实验时有只甲虫停在了凸透镜上,会减少通过凸透镜的光线,此时光屏上烛焰的像仍完整,但是会变暗。
(5)蜡烛越来越短,但是过光心的光线传播方向不变,蜡烛的像在光屏的位置会上移。
(6)远视眼镜是凸透镜,对光线有会聚作用,若把远视眼镜放在凸透镜前面,会使光线提前会聚,则需要将光屏靠近透镜,即向左移动。
【分析】(1)利用太阳光聚焦法测焦距。
(2)利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(3)凸透镜成实像时有物近像远像变大的特点。
(4)当将凸透镜的部分挡住后,光屏上仍能成物体完整的像,只是凸透镜会聚光线数量比原来减少,像比原来变暗。
(5)根据过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变分析。
(6)远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
1 / 1人教版物理八年级上第五章第三节 细化知识点同步练习——探究凸透镜成像规律之遮挡镜片(3)
一、实验探究题
1.(2021八上·岑溪期末)小伟用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”,所用凸透镜焦距为10cm。
(1)实验时,首先要使烛焰,凸透镜、光屏的中心在同一高度,目的是   ;
(2)蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示,光屏上成清晰的像(像未画出),该像为倒立、   (选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的   (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用了这个成像原理;
(3)接下来小伟将蜡烛向靠近凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,他应将光屏   透镜(选填“靠近”或“远离”);
(4)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,小伟用不透明的纸挡住透镜上半部分,则光屏上所成的是   (选填“完整的”或“不完整的”)像。
【答案】(1)使像成在光屏中央
(2)缩小;照相机
(3)远离
(4)完整的
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)为使烛焰的像成在光屏的中心,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度。
(2)凸透镜焦距为10cm,物距是50.0cm,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一成像规律工作的。
(3)凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,将蜡烛向靠近凸透镜方向移动一段距离,物距减小,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,像距增大,应将光屏远离透镜。
(4)遮住凸透镜的上半部,烛焰发出的光射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成完整的像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗。
【分析】(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放烛焰、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)根据物体在凸透镜二倍焦距之外的成像性质进行判断。
(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小。
(4)物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像。当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
2.(2021八上·南丹期末)如图所示,探究凸透镜成像规律。
(1)已知凸透镜焦距为10cm,将烛焰放在距离凸透镜25cm处,调节光屏可得到倒立、   (选填“放大”或“缩小”或“等大”)的实像,应用这个原理工作的仪器是   (选填“放大镜”或“照相机”或“投影仪”);
(2)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜的方向移动,要在光屏上得到清晰的像则应将光屏   (选填“远离”或“靠近”)透镜;
(3)若遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是   (选填“完整的像”或“一半的像”或“无法成像”)。
【答案】(1)缩小;照相机
(2)靠近
(3)完整的像
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)透镜的焦距为10cm,烛焰放在距离凸透镜25cm处,即u=25cm>2f
这时凸透镜成倒立、缩小的实像,应用这一原理制成的是照相机。
(2)凸透镜成实像时,物远像近像变小,将蜡烛向远离透镜的方向移动,即物体远离透镜时,像就会靠近透镜,因此光屏应靠近透镜。
(3)将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同显示完整的像。
【分析】(1)当物体在凸透镜的二倍焦距外时,成倒立缩小的实像,是照相机成像的原理;
(2)当物体远离凸透镜时,像靠近凸透镜;
(3)挡住部分凸透镜时,成像完整。
3.(2021八上·坡头期末)在“探究透镜成像的规律”实验中,实验装置如图所示。将透镜固定在光具座50cm刻度处,所用凸透镜的焦距是10cm。
(1)为了使烛焰的像成在光屏中央,应调节凸透镜、光屏和蜡烛,使它们的中心的位置大致在   ;
(2)当把蜡烛放到20cm刻度处时,移动光屏可得到一个倒立、   (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;
(3)当把蜡烛移到35cm刻度处时,移动光屏可得到一个清晰的像。照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时,原理与这种成像规律相同的是   。若保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜,   (选填“可以”或“不可以”)在光屏上再次呈现清晰的像;
(4)随着实验的进行,蜡烛会慢慢消耗,光屏上烛焰的像将   (选填“向上”或“向下”)移动;
(5)若有一只苍蝇落到凸透镜上,则光屏上   (选填“能”或“不能”)成完整的烛的像。
【答案】(1)同一高度
(2)缩小
(3)投影仪;可以
(4)向上
(5)能
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)凸透镜成像实验时,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,目的是成像在光屏的中心。
(2)当把蜡烛放到20.0cm刻度处时,此时的物距为30.0cm,而凸透镜的焦距是10.0cm,此时物距大于二倍焦距,移动光屏可得到一个倒立、缩小的实像。
(3)当把蜡烛移到35.0cm刻度处时,此时的物距为15.0cm,而凸透镜的焦距是10.0.cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,投影仪的成像原理是物距在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,与这种成像规律相同,若保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜,由于光路具有可逆性,当物距在二倍焦距以外时,在光屏上依然可以成清晰的像,此时像距在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。
(4)实验时间过长时,蜡烛将会消耗,物体向下移动,根据经过光心的光线的传播方向不变可知,像将向上移动。
(5)若有一只苍蝇落到凸透镜上,遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成完整的像,只是折射光线减少,会聚成的像变暗,但光屏上依然可以成完整的像。
【分析】(1)为了使像呈在光屏的中央,需要调节烛焰、光屏和凸透镜的高度,使它们的中心在同一高度上。
(2)(3)根据凸透镜成像的三种情况进行判断: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;凸透镜成实像时,物近像远像像变大;光折射时,光路具有可逆性。
(4)根据过光心传播不变判断出像的移动方向;照相机成倒立、缩小的实像;投影仪成倒立、放大的实像;放大镜成正立、放大的虚像。物体通过凸透镜所成的实像是倒立的。
(5)遮挡透镜不会影响成像,只是透过透镜的光线减少了。
4.(2021八上·兴庆期末)在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜焦距约是   cm;
(2)在做实验时,发现烛焰在光屏上的像清晰但不完整(如图所示),若要使烛焰在光屏中心成像,只调节光屏,应将光屏向   (选填“上”或“下”)调节;
(3)若将烛焰移至距凸透镜15cm处,移动光屏,使烛焰在屏上得到倒立、   (选填“放大”或“缩小”)清晰的实像,应用这一原理制成了   (举一例即可);
(4)某同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间,移动透镜和光屏,直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像,将近视眼镜镜片取下,发现光屏上的像变模糊了,为了使屏上的像重新变得清晰,在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下,应将光屏向   移动;(填“左”或“右”)
(5)如图中有四幅示意图,下面A、B、C、D四个选项中,能正确表示这位同学近视眼成像和矫正情况的是____;
A.②① B.③① C.②④ D.③④
(6)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,如果透镜上有一只小虫在爬动,则光屏上的像的大小将   (选填“变大”、“变小”或“不变”),像的明暗将   (选填“变亮”、“变暗”或“不变”)。
【答案】(1)10
(2)上
(3)放大;幻灯机
(4)左
(5)B
(6)不变;变暗
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)根据测量凸透镜焦距的定义知道,此时光屏到凸透镜的距离为焦距,故此凸透镜的焦距是10cm。
(2)为使像能成在光屏的中央,应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处,图中所示烛焰在光屏上的像偏高,故应将光屏向上调。
(3)若将烛焰移至距凸透镜15cm处,则2f>u>f,故成倒立、放大实像,幻灯机就是根据这一原理制成的。
(4)近视镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,所以当将凹透镜片取下,折射光线会提前会聚成像,即像会向靠近凸透镜的方向移动,故应向左移动光屏。
(5)近视眼是由于像成在了视网膜的前方,近视要佩戴凹透镜来矫正,因为凹透镜对光线有发散作用,使光线延后会聚,而成像在视网膜上,是①③图,故答案为:B。
(6)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,小虫落在透镜上后,会挡住一小部分从物体发出的光,但仍有一部分光通过凸透镜而会聚成像,故像与原来相同,大小不变;只是由于透镜的一小部分被遮住,折射出的光线与原来相比减少了,所以亮度会变暗些。
【分析】(1)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)探究凸透镜成像时,凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度;凸透镜成像偏高时,光屏可以向上调节;
(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,实际应用有幻灯机;
(4)近视眼镜是凹透镜,使凸透镜成像远离了凸透镜;
(5)近视眼成像在视网膜前,利用凹透镜矫正;
(6)凸透镜成像时,凸透镜上有物体,对成像完整性没有影响,但会变暗。
5.(2021八上·开州期末)现有如下器材:光具座、焦距为12.5cm的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴。小明根据上述实验器材,进行了“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,把烛焰、凸透镜、光屏的中心大致调到   。为了验证凸透镜的焦距是否等于12.5cm,小明把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处,把光屏移到光具座的   cm刻度线处,观察光屏上是否承接到等大、清晰的像。经验证,凸透镜的焦距准确;
(2)实验进行一段时间后,发现光屏上烛焰的像上移了一段距离,在没有移动器材的情况下,造成上述现象的原因是   。保持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动,需将光屏   (选填“向上”或“向下”)移动,使烛焰的像呈现在光屏中央;
(3)分别把蜡烛放在如图所示的A、B、C、D四个点对应的刻度线处,在   点能够在光屏上承接到清晰、最大的烛焰的像,在   点所成像的性质与眼睛的相同;
(4)实验结束后,小明又继续完成了两个实验:
①将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间且较靠近凸透镜,结果光屏上原来清晰的像变得模糊,将光屏远离凸透镜移动到某一位置时,光屏上又看到烛焰清晰的像,由此可知该眼镜片可用来矫正   眼(选填“近视”或“远视”);
②取走眼镜片,移动光屏再次成清晰的像后,小明用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分,则在光屏上观察到的像是   (填选项前的字母)。
A.烛焰的上半部分,亮度变暗
B.烛焰的下半部分,亮度变暗
C.完整的烛焰,亮度不变
D.完整的烛焰,亮度变暗
【答案】(1)同一高度;75.0
(2)蜡烛在燃烧的过程中不断变短;向上
(3)C;A
(4)近视;D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)实验中,应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,这样烛焰的像才能成在光屏的中央。
凸透镜焦距12.5cm,物距为25.0cm时,像距也为25.0cm。因此光屏应该位于光具座的75.0cm刻度处。
(2)凸透镜成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像向上移动。
凸透镜成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像向上移动,保持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动,需将光屏向上移,使烛焰的像呈现在光屏中央。
(3)根据凸透镜成像的规律,当f<2f时,凸透镜成倒立放大的实像且物体向凸透镜靠近时像变大,所以把蜡烛放在C点能够在光屏上接到清晰、最大的烛焰的像。
根据凸透镜成像的规律,当u>2f时,凸透镜成缩小倒立的实像,这是照相机的工作原理,眼睛的工作原理和照相机相同,据图可知在A点所成像的性质与眼睛的相同。
(4)将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间结果光屏上原来清晰的像变得模糊,将光屏远离凸透镜时,光屏上又看到烛焰清晰的像,由此可知该眼镜片对光具有发散的作用,而近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光有发散的作用。所以该眼镜片可用来矫正近视眼。
小明用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分,蜡烛烛焰的光线仍可以通过下半部分的透镜在光屏上承接全部的像,但是通过的光线变少,使得像的亮度降低。
故答案为:D。
【分析】(1)为使烛焰的像能成在光屏的中心,需要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在同一高度。
(2)凸透镜的成像规律是:当f<u<2f时,v>2f,成倒立放大的实像;当u>2f时,f<v<2f,成倒立、缩小的实像;当u<f时,成正立、放大的虚像。
(3)为了使像能成在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上;随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心的光线不改变方向,像会向上移动,要使像成在光屏的中央位置,可以使蜡烛向上移动,或凸透镜向下移动,或光屏向上移动。
(4)凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用。
6.(2021八上·丹徒月考)同学们做“探究凸透镜成像规律”的实验,请回答以下问题:
(1)小凯在光具座上调整凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心不在同一高度,但是在同一直线上,这样   (选填“也可能”或“不可能”)使像成在光屏中央,但是小敏认为必须让凸透镜、光屏和烛焰中心在同一高度才有利于多次实验,小敏的理由是    ;
(2)为了确定凸透镜的焦距,小敏同学让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为   cm,小凯测量并绘制出物距u和像距v关系图象如图乙所示,也得到了该透镜的焦距。小凯利用了凸透镜成像中,当物距u等于像距v等于   时,成倒立   的实像这一规律;
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图丙所示的位置放置时,光屏上得到   (选填“放大”、“等大”或“缩小”)像,生活中的   (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这个成像规律。若要使光屏上的像变得再大些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向   (选填“左”或“右”)适当移动一段距离,再调整光屏的位置;
(4)实验过程中,蜡烛在燃烧时不断缩短,导致光屏上的像向   (选填“上”或“下”)移动;
(5)实验过程中,若用手挡住凸透镜的上半边,则光屏上的像   (填“只有下半边”、“只有上半边”或“大小不变只是变暗了”);
(6)小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,该过程中像的大小将   (填 “变大”、“变小”或“等大”),物距u随时间t的变化图像如下图所示,则像距v与t的大致变化关系为图中的    。
A.B.C.D.
【答案】(1)也可能;物距改变后像不一定还在光屏中心
(2)10.0cm;2f(或者20cm);等大
(3)放大;投影仪;右
(4)上
(5)大小不变只是变暗了
(6)变小;C
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由于凸透镜可以成倒立、缩小的实像,也可以成倒立、放大的实像,所以,若凸透镜、光屏和烛焰的中心不在同一高度,但是在同一直线上,故也可能使像成在光屏中央。
“探究凸透镜成像规律”实验时,为使像呈在光屏中央,必须使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上,否则物距改变后像不一定还在光屏中心。
(2)让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,这点是凸透镜的焦点,所以凸透镜的焦距f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
因为物距u=2f,v=2f时成倒立等大实像,由乙曲线图知道,u=2f=20cm,v=2f=20cm,成倒立等大实像。
(3)由甲图知道u=20cm-5cm=15cm
此时的物距位于1倍焦距和2倍焦距之间,所以移动光屏,将会承接到倒立放大的实像。生活中的投影仪就是应用了这个成像规律。
凸透镜成实像时,物近像远像变大,所以,若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向右适当移动一段距离。
(4)蜡烛不断燃烧,则烛焰不断降低,由于过光心的光线不改变方向,所以,像的位置向上移动。
(5)遮住凸透镜的上半部分,物体上任一点射向凸透镜的下半部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗。
(6)当物距大于焦距时凸透镜成的是实像;将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距变大,像距则变小,且越来越靠近焦点,所以,像距v与t的大致变化关系为图中的C。
故答案为:C。
【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)在实验中,为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,同时各中心要在同一直线上;由焦点发出的光,经凸透镜平行主光轴射出。
(3)凸透镜成的实像是倒立的,像与物体的变化方向恰好相反。
(4)根据物距大于2倍焦距时,成倒立缩小的实像,像距处于1倍和2倍焦距之间的特点进行分析。
(5)根据凸透镜成实像的条件及物距和像距的关系分析。
7.(2020八上·密山期末)研究凸透镜成像的实验中:
(1)如图所示,让太阳光正对着凸透镜照射,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,测得凸透镜的焦距是   cm。
(2)光具座上应放有凸透镜、光屏和蜡烛,   应放在其他两种器材之间;为了使烛焰的像成在光屏的中央,要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心   。
(3)当光屏上得到一个清晰缩小的实像时,蜡烛的位置应在透镜的   ;若想得到一个清晰放大的实像,蜡烛应向   移动,像的大小是逐渐变   ;
(4)利用凸透镜在光屏上已得到蜡烛清晰的像,若此时用黑纸遮住透镜的下半部分,则光屏上的像___________ 。
A.上半部分没有了 B.下半部分没有了
C.像缩小了 D.像变暗了
【答案】(1)10.0
(2)凸透镜;在同一高度上
(3)二倍焦距之外;靠近凸透镜方向;大
(4)D
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由图可知,光屏上出现一个最小最亮的光斑,即为凸透镜的焦点处,焦点到凸透镜的距离为
则此凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)探究凸透镜成像规律时,在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,所以凸透镜要在两者之间。
蜡烛、凸透镜、光屏,三者的中心在同一高度时,像才能呈现在光屏的中央。
(3)根据凸透镜成像规律可知,当物体成倒立缩小的实像时,物体在凸透镜的二倍焦距之外。
根据凸透镜成像规律可知,物体成的像是倒立放大的实像,则物距在一倍焦距到二倍焦距之间,所以应该将蜡烛靠近凸透镜方向移动,在移动过程中,物距减小,像由缩小到放大,所以像逐渐变大。
(4)挡住凸透镜的一部分,会减少光透过凸透镜,成像仍然完整,但是像会变暗,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】(1)利用太阳光聚焦法测焦距。
(2)探究凸透镜成像规律时,在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,使三者的中心在同一高度时,像才能呈现在光屏的中央。
(3)利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(4)挡住凸透镜的一部分,会减少光透过凸透镜,成像仍然完整,但是像会变暗。
8.(2020八上·寿阳期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,将透镜固定在光具座50cm刻度线处,实验装置如图所示。
(1)实验时要首先应调节凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的中心大致     ;
(2)实验中将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是     的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”);
(3)将蜡烛从光具座上10cm向35cm刻度线移动时,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应     (选填“远离”或“靠近”)透镜,此时所成像的大小
    (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)实验时,蜡烛越烧越短,将会看到屏上的像向     (选填“上”或“下”)移动;
(5)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,光屏上像的形状     (选填“变”或“不变”),像的亮度     (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
【答案】(1)同一高度
(2)缩小
(3)远离;变大
(4)上
(5)不变;变暗
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)为了使像呈现在光屏的中央,实验时需要调节凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的重心大致在同一高度。
(2)凸透镜的焦距是10cm,实验中将蜡烛移至光具座10cm刻度线处,此时物距为40cm,大于两倍焦距,移动光屏得到的是倒立、缩小的实像。
(3)将蜡烛从光具座上10cm向35m刻度线移动时,蜡烛靠近凸透镜,物距减小,要在光屏上再次得到清晰的实像,光屏上应该远离凸透镜,且像要变大。
(4)实验时,蜡烛越烧越短,透镜成实像时,根据通过凸透镜光心的光线方向不变可知,此时光屏上的像会向上移动。
(5)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,光线仍旧可以透过未被遮挡的部分在光屏上成像,光屏上的像形状不变,只是透过光屏的光线减少了,光屏上的像会变暗。
【分析】(1)为了使像成在光屏的中央,应当使烛焰、凸透镜光心和光屏中心在同一高度。
(2)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。
(3)透镜成实像时有物近像远像变大的特点。
(4)利用过光心的光线传播方向不变分析。
(5)遮挡透镜不会影响成像,只是透过透镜的光线减少了。
9.(2020八上·丰泽期末)在探究凸透镜成像的实验中:
(1)让凸透镜正对着太阳,在透镜另一侧可得到一个又小又亮的光斑,光路图如图甲所示,由图甲可知,凸透镜对光线有   作用,该凸透镜的焦距约为   cm。
(2)利用上述凸透镜和图乙装置进行以下操作:
①观察到烛焰在光屏上的像位置偏高,应将蜡烛向   (选填“上”或“下”)调节;
②当蜡烛位于图乙位置时,移动光屏,可以在光屏上得到一个清晰的倒立、   (选填“放大”或“缩小”)的实像,成像情况与此类似的是   (选填“照相机”或“投影仪”);
③若将图乙中的凸透镜上半部分涂黑,则观察到的现象是   。
④某同学取来家中大伯的双光双焦点眼镜(即镜片上半部分为老花镜,下半部分为近视镜)进行实验。当他将眼镜的下半部分放在烛焰和凸透镜之间,发现原先光屏上清晰的像变模糊了。为了再次得到烛焰清晰的像,他应将光屏向   透镜的方向移动(选填“远离”或“靠近”)。
【答案】(1)会聚;10
(2)上;放大;投影仪;烛焰像变暗;远离
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)正对的阳光通过凸透镜后相交于一点,说明凸透镜对光线有会聚作用,该点即为透镜的焦点,焦点到光心的距离为焦距,由图甲可知该凸透镜的焦距为10cm。
(2)①为使所成像能在光屏的中央,必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上。由于烛焰在光屏上像的位置偏高,要想使像成在光屏中央,应将光屏向上调节。
②由图乙可知,此时物距为15.0cm,在凸透镜的一倍焦距到二倍焦距之间,则可在光屏上成倒立、放大的实像,投影仪就是利用这个原理工作的。
③若将凸透镜上半部分涂黑,上半部分挡住了光,但光经过下半部分折射后,照样能会聚成像,透镜的焦距不变,像的大小不发生变化,但由于折射光线减少,会聚成的像会变暗。
④该眼睛的下半部分是近视镜,近视镜是凹透镜,对光有发散作用。将眼镜放在烛焰和凸透镜之间,由于光被发散了,会延迟成像,故为了再次得到烛焰清晰的像,应将光屏远离透镜。
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;利用太阳光聚焦法测焦距。
(2)①根据过光心的光线传播方向不变。
②利用凸透镜成像的特点判断。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
③物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像。当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像。
④近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使会聚的光线延迟会聚。
10.(2020八上·宁阳期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,将透镜固定在光具座50cm刻度线处,实验装置如图所示:
(1)实验时要首先应调节凸透镜、光屏和蜡烛的高度,使它们的中心大致同一高度,点燃蜡烛应在调整高度之   (选填“前”或“后”);
(2)实验中将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的实像,该像是   的(选填“放大”、“等大”或“缩小”);
(3)将蜡烛从光具座上10cm向35cm刻度线移动时,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应   (选填“远离”或“靠近”)透镜;
(4)实验时,蜡烛越烧越短,将会看到屏上的像向   (选填“上”或“下”)移动;
(5)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,光屏上像的形状   (选填“变”或“不变”)。
【答案】(1)前
(2)缩小
(3)远离
(4)上
(5)不变
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)实验时,要观察的是烛焰的像,为了使像成在光屏的中央,实验时要首先应调节凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的中心大致同一高度,所以点燃蜡烛应在调整高度之前。
(2)凸透镜的焦距是10cm,实验中将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,物距u=40cm>2f
物距大于二倍焦距成倒立缩小实像。
(3)透镜成实像时有物近像远像变大的特点,将蜡烛从光具座上10cm向35cm刻度线移动时,烛焰靠近透镜,像会远离透镜,所以,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应远离透镜。
(4)实验时,蜡烛越烧越短,透镜成实像时,像是倒立的,此时像会在光屏上向上移动。
(5)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,光线仍旧可以透过未被遮挡的部分在光屏成像,光屏上像的形状不变,只是透过透镜的光线减少了,像的亮度变暗。
【分析】(1)为了使像成在光屏的中央,应当使烛焰、凸透镜光心和光屏中心在同一高度。
(2)利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(3)透镜成实像时,像是倒立的,物近像远像变大。
(4)遮挡透镜不会影响成像,只是透过透镜的光线减少了,像的亮度变暗。
11.(2020八上·高唐期末)小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图,让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为   cm;
(2)把物体放在离凸透镜8.0cm处时,在光屏上   (能或不能)成像;
(3)当物体离凸透镜15.0cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立   的实像,生活中的   就是利用这个原理制成的,如果用一张不透光的纸遮住凸透镜的上半部分,光屏上   (能或不能)成像;
(4)在上一步实验获得清晰的像后,小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前,由于近视眼镜是   透镜,对光线有   作用,透镜和光屏固定不动时,要使光屏上再次成清晰的像,可将蜡烛向   (左/右)移;
(5)随着实验的进行,蜡烛在逐渐变短,出现了如图甲所示现象,为了把像调整到光屏中央,应选______。
A.将蜡烛向下移动 B.将凸透镜向下移动 C.将光屏向下移动
【答案】(1)10.0
(2)不能
(3)放大;投影仪(幻灯机);能
(4)凹透镜;发散;左
(5)B
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,即焦点,此时光屏在60cm处,凸透镜在50cm处,则焦点到凸透镜的距离,即焦距f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)将物体放在离凸透镜8.0cm处时,小于一倍焦距,成的是正立、放大的虚像,在光屏上不能成像。
(3)当物体离凸透镜15.0cm时,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,移动光屏,成的是倒立、放大的实像。生活中的投影仪或者幻灯机是利用这一原理制成的。
用一张不透光的纸遮住凸透镜的上半部分,挡住了部分光线的传播,导致成的像变暗,但光屏上依然能成完整的像。
(4)近视眼的晶状体对光的折射能力比较强,所以需要具有发散作用的凹透镜将光线先发散,使之能会聚在视网膜上。所以此时将近视眼镜放在凸透镜前,透镜和光屏固定不动时,会使原来会聚的光线延迟会聚,需要将光屏向右原理凸透镜或者将蜡烛向左调节,才能在光屏上得到清晰的像。
(5)随着实验的进行。蜡烛逐渐变短时,根据光传播经过透镜光心传播方向不变的原则,可知光屏上得到的像会上移,此时为了使像能够呈现在光屏中央,应该将凸透镜下移。AC不符合题意,B符合题意,所以应该选B。
【分析】(1)平行光主光轴的光线会聚于凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离是焦距;
(2)当物距小于焦距时,成像是虚像,不能成在光屏上;
(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,实际应用是投影仪;挡住部分透镜时,成像完整;
(4)近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用;使成像远离凸透镜;
(5)调节凸透镜成像的高度时,像和凸透镜的移动方向相同。
12.(2020八上·莱芜期末)如图甲所示,一束平行光经过一个凸透镜,调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,并用蜡烛作光源,实验装置如图乙所示。
(1)该凸透镜的焦距为   cm;实验中将凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,这样做的目的是:   ;
(2)若在图乙所示位置的基础上,保持凸透镜位置不动,将蜡烛移动到35cm刻度线处,移动光屏再次看到清晰的像,此时的像是   (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,日常生活中,   (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理;
(3)若拿一张黑纸,把凸透镜遮去一半,则光屏上的像______(选填字母);
A.像变不完整,只有原来的一半
B.像还是完整的像,且跟原来没什么区别
C.像还是完整的像,但比原来要暗一些
(4)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片对光线具有   作用。
【答案】(1)10.0;像能成在光屏的中央位置
(2)放大;投影仪
(3)C
(4)会聚
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)凸透镜的焦距f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm
实验前,要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致同一高度,像成在光屏的中央位置。
(2)若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处,此时的物距为50cm﹣35cm=15cm
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,可以看到清晰倒立、放大的实像,其应用是投影仪。
(3)若拿一张黑纸,把凸透镜遮去一半,烛焰的各点都会经凸透镜折射成像,像的大小不变,但是各点入射光线减少一半,折射光线减少一半,像变暗,故答案为:C。
(4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜。
【分析】(1)①利用太阳光聚焦法测焦距。
②探究凸透镜成像时,烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,像能成在光屏的中央位置。
(2)利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(3)遮住凸透镜的一部分,光屏上能看到完整的像,像变暗了。
(4)凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用。
13.(2020八上·大石桥期末)兴趣小组的同学们进行“探究凸透镜成像规律的实验”。
(1)将蜡烛、焦距为5cm的凸透镜、光屏依次安放在光具座上,点燃蜡烛后,调整烛焰、透镜、光屏三者中心在   。如图所示,蜡烛、透镜的位置固定不动调整好光屏的位置,可以在光屏上得到一个倒立   的实像;
(2)实验过程中,蜡烛越烧越短,光屏上烛焰的像将会发生偏移,这时应向   移动凸透镜,烛焰的像才会重新成在光屏的中央;如果凸透镜的上半部被遮住,光屏上   (选填“能”或“不能”)看见烛焰完整的像;
(3)用焦距为10cm凸透镜替代原来的凸透镜,同时保持蜡烛和透镜在原来的位置不变,向   移动光屏,才会在光屏上重新得到烛焰清晰的像。蜡烛和凸透镜的位置不变,在它们之间放一个   镜,向左移动光屏,又会在光屏上重新得到烛焰清晰的像。这个实验说明了   (选填“近视眼”或“远视眼”)的成因及矫正方法。
【答案】(1)同一高度;缩小
(2)下;能
(3)右;凸透;远视眼
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)实验中为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度;如图所示,物距是30cm,物距大于二倍焦距成倒立、缩小实像。
(2)蜡烛由于燃烧逐渐变短,光屏上的像逐渐向上移动,根据过透镜光心的光线传播方向不变可知,应向下移动凸透镜,烛焰的像才会重新成在光屏的中央。
如果凸透镜的上半部被遮住,仍会有光线经透镜下半部分折射成完整的像,只是透过的光线减少,成像变暗。
(3)用焦距为10cm凸透镜替代原来的凸透镜,透镜焦距变大相当于物距变小,像距将变大,将光屏远离透镜可得清晰实像,所以向右移动光屏,才会在光屏上重新得到烛焰清晰的像。
蜡烛和凸透镜的位置不变,向左移动光屏,在光屏上成清晰的像,即使光线提前会聚,凸透镜对光线有会聚作用,所以在蜡烛和凸透镜之间再加一个凸透镜可以实现这一现象,远视镜是凸透镜,所以这个实验说明了远视眼的成因及矫正方法。
【分析】(1)探究凸透镜成像时,调整烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度;当物体在凸透镜的二倍焦距外,成倒立缩小的实像;
(2)当物体向下动,像上移,向下调节凸透镜,像向下移动;
(3)当凸透镜的焦距变大时,像和物体的总距离变大;物体和凸透镜间加凸透镜,可以成像靠近凸透镜;凸透镜可以矫正远视眼。
14.(2021八上·枝江期末)手持一个凸透镜,在室内的白墙和窗户之间移动,离墙近些,在墙上能看到什么?下面是小红同学在研究这一问题时,利用光具座、蜡烛、凸透镜( )、光屏等器材进行的探究实验。
(1)当烛焰在图示位置时,移动光屏,在光屏上得到一个清晰的像。请你描述所观察到的像的性质   (要求:说出看到像的正倒、大小、虚实);
(2)在进行上述实验时,光屏上已经得到烛焰清晰的像,小红不小心用手指的指尖触摸到了凸透镜,则光屏上会出   ;(选填“指尖的像”、“指尖的影子”或“完整烛焰的像”)
(3)通过“探究凸透镜成像规律”发现:当物体通过凸透镜成实像时,物体距离凸透镜越远,所成的像越接近焦点。据此,请你设计一个在阴天估测凸透镜焦距的方法(器材:凸透镜、刻度尺、发光的白炽灯泡、白纸等)。   
【答案】(1)倒立、缩小的实像
(2)完整烛焰的像
(3)将白炽灯泡固定使其处于发光状态,在离灯泡较远的地方放置凸透镜,在另一侧来回调整白纸到凸透镜的距离,直到在白纸上成一个清晰的灯泡的像;用刻度尺测出凸透镜到白纸的距离,即为此凸透镜的焦距。
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)由图知,刻度尺的分度值为1cm,物距为 ,像距为
故物距大于像距,根据凸透镜成像的规律知,此时成倒立、缩小的实像。
(2)用手指的指尖触摸到了凸透镜,手指遮挡部分入射光线,折射线变少,其它光线的折射情况不变,所以只能使像变暗一些,不能改变你的大小,故像是完整烛焰的像。
(3)将白炽灯泡固定使其处于发光状态,在离灯泡较远的地方放置凸透镜,在另一侧来回调整白纸到凸透镜的距离,直到在白纸上成一个清晰的灯泡的像;用刻度尺测出凸透镜到白纸的距离,即为此凸透镜的焦距。
【分析】(1)利用凸透镜成像的规律分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(2)凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;如果凸透镜的口径大,透过的光多,像就亮;口径小,透过的光少,像就暗。
(3)凸透镜的焦距是指凸透镜能使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离。物体距离凸透镜越远,物距最大,像更接近焦点,能估测凸透镜的焦距。
15.(2020八上·孝南期末)小芳同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏、光具座探究凸透镜成像规律:
(1)由图甲可知,该凸透镜的焦距是   cm。
(2)如图乙所示,若在光屏上(光屏未画出)能得到清晰、缩小的烛焰的像,则蜡烛可能置于凸透镜左边a、b、c、d 四点中的   点上(P是该凸透镜的二倍焦距处),此成像特点在生活中可应用在   上,若将光屏和蜡烛的位置互换,则光屏上得到   (选填“放大”或“缩小”)的像,若蜡烛置于d点,在光屏上   像(选填“有”或“无”)。
(3)通过实验,小芳发现蜡烛离凸透镜越远,光屏上得到的清晰像越   (选填“大”或“小”),把蜡烛向凸透镜靠近时,要在光屏上成清晰的像,光屏应   (选填“靠近”或“远离”)凸透镜,此时在光屏上成的清晰像是   (选填“倒立”或“正立”)的。
(4)实验时有只甲虫停在了凸透镜上,则此时光屏上烛焰的像   (选填“完整”或“不完整”)。
(5)实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向   (选填“上”或“下”)方移动。
(6)小芳同学的爷爷带的远视眼镜是   透镜(选填“凹”或“凸”),她把爷爷的远视眼镜放在凸透镜前面会使原本成在光屏上的实像位置往   (选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)11.0
(2)a;照相机;放大;无
(3)小;远离;倒立
(4)完整
(5)上
(6)凸;左
【知识点】凸透镜成像规律及其探究实验
【解析】【解答】(1)平行光经过凸透镜后,在光屏上成最小最亮的光斑,光斑到凸透镜光心的距离就是焦距,由图可知,焦距为11.0cm。
(2)根据凸透镜成像特点可知,当物体在二倍焦距之外时,光屏上成倒立缩小实像,由图乙可知蜡烛应该在凸透镜左边a点上,此成像特点和照相机的成像原理相同。
凸透镜成像原理是光的折射,根据光路可逆可知,将光屏和蜡烛的位置互换,则光屏上仍能得到像,但是此时物距小于像距,所以成倒立放大的实像。
若蜡烛置于d点,即物距在一倍焦距之内,成正立放大的虚像,在光屏上无像,但可以从光屏一侧过凸透镜观察。
(3)当光屏上成像时,蜡烛离凸透镜越远,光屏上得到的清晰像越小,离凸透镜越近,像越大。
蜡烛向凸透镜靠近,即物距减小,要在光屏上成清晰的像,需要增大像距,即光屏远离凸透镜。
根据凸透镜成像特点可知,只要在光屏上成像,肯定是倒立的实像。
(4)实验时有只甲虫停在了凸透镜上,会减少通过凸透镜的光线,此时光屏上烛焰的像仍完整,但是会变暗。
(5)蜡烛越来越短,但是过光心的光线传播方向不变,蜡烛的像在光屏的位置会上移。
(6)远视眼镜是凸透镜,对光线有会聚作用,若把远视眼镜放在凸透镜前面,会使光线提前会聚,则需要将光屏靠近透镜,即向左移动。
【分析】(1)利用太阳光聚焦法测焦距。
(2)利用凸透镜成像的特点分析。
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机、投影仪
(3)凸透镜成实像时有物近像远像变大的特点。
(4)当将凸透镜的部分挡住后,光屏上仍能成物体完整的像,只是凸透镜会聚光线数量比原来减少,像比原来变暗。
(5)根据过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变分析。
(6)远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
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