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第五章 透镜及其应用
1.(2022秋 无为市期中)下列透镜中,对光有会聚作用的有( )
A.一种 B.两种 C.三种 D.四种
2.(2022 毕节市模拟)如图所示,夏天的清晨,草地或树木上露珠下面的叶脉看起来比较大,这是露珠产生 镜功能的结果,此时形成的像是 像(选填“实”或“虚”);其露珠在形成过程中要 热(填“放”或“吸”)。
3. (2022 东湖区校级模拟)在探究凸透镜成像规律的实验中,当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时,光屏上能成一个清晰的像(像未画出),下列说法正确的是( )
A.照相机就是根据这个成像规律工作的
B.凸透镜不动,把光屏与蜡烛交换位置,光屏上将出现清晰放大的像
C.凸透镜不动,当把蜡烛向左移动时,要成清晰的像,光屏需向左移动
D.随着蜡烛燃烧烛焰逐渐向下移动,光屏上的像也向下移动
4. (2022 东方二模)如果不爱护眼睛容易患上近视眼。矫正近视眼应佩戴眼镜,如图所示的四幅图中,分别表示近视眼及其矫正方法的是( )
A.丙、甲 B.乙、甲 C.乙、丁 D.丙、丁
5.(2022 浑南区一模)显微镜的目镜和物镜使用的都是凸透镜。当载物片在物镜的 (选填“二倍焦距以外”、“一倍焦距与二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”)时物体通过物镜成一个 (选填“实”或“虚”)像,它的目镜的成像特点与我们生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)成像性质相同。
参考答案:1.B; 2. 凸透;虚;放;3.C;4. A;5. 一倍焦距与二倍焦距之间;实;放大镜。
易错点1 透镜对光线的会聚作用与发散作用
典例1:下列光学元件对光起发散作用的是( )
A.凸透镜 B.凹透镜 C.平面镜 D.凹面镜
【错解】选D,理由:凹面镜与凹透镜对光的作用相同,对光都起发散作用。
【析错】(1)对光线会聚的光学元件有:凸透镜、凹面镜;(2)对光线有发散作用的光学元件有:凸面镜、凹透镜;(3)平面镜对光线既不发散也不会聚,凹透镜和凸面镜对光线有发散作用。
【正解】选B,理由:根据课本中的相关知识可知,对光线有发散作用的是凹透镜和凸面镜。故选:B。
易错点2 实像与物的上下左右关系
典例2:用照相机拍摄,照片上像与物上下左右一致,一个同学用照相机(不用闪光灯)拍摄自己在平面镜中的像,其结果是( )
A.拍摄不出,因为平面镜成的是虚像
B.拍摄不出,因为平面镜发生的是镜面反射
C.能拍摄出,但照片上像的左、右与人相反
D.能拍摄出,但照片上像的上、下、左、右与人相反
【错解】选D,理由:照相机成像是凸透镜成像,成的是倒立缩小的实像,所以像与人比上下左右都颠倒了。
【析错】这里有两次成像,一次是平面镜成虚像,像与人比上下一致,左右相同,虚像又作为物体通过凸透镜成像,成的像与虚像比是上下颠倒,左右颠倒,但照片上像的左、右与人相反.
【正解】选C,理由:因为照相机所成的像为倒立、缩小的实像,因此能够拍出,并且底片上的像与镜中人的上、下、左、右都相反,但照片上的像左右与人相反.故选C.
易错点3 凸透镜成像的变焦距问题
典例3:如图所示,某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透镜,并利用液体透镜探究“凸透镜成像规律”。下列分析不正确的是( )
A.按照图甲测出水凸透镜的焦距,如果将该水透镜放在图乙所示位置,光屏上恰能成倒立、放大的实像
B.若在图乙中蜡烛和透镜间放一近视眼镜,要再次成清晰的像,需将光屏向左移动
C.若保持图乙中透镜位置不变,将蜡烛向右移动3cm,要在光屏上得到清晰的像,光屏向右移动的距离应大于3cm
D.如图甲所示,在透镜中继续注入少许水,发现焦点位置左移,这一现象说明:凸透镜的凸出程度越大,焦距越小
【错解】选C,理由:水凸透镜的物距减小3cm,像距也增大3cm。
【析错】(1)根据焦点读出焦距;根据物距和像距的关系判断成像的特点;(2)近视镜是凹透镜,凹透镜有发散光线的作用;(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大,物远像近像变;(4)根据焦点的变化判断焦距的变化。
【正解】选B,理由:A、由图甲可知凸透镜的焦距为52.0cm-40.0cm=12.0cm;由图乙可知,物距u=30cm-10cm=20cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,故A正确;B、把近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,所以通过凸透镜的光线比以前会聚得要晚了,像距更大了,因此要得到清晰的像,需将光屏远离凸透镜,即将光屏向右移动,故B错误;C、凸透镜成倒立、放大的实像,像距大于物距,将蜡烛向右移动3cm,物距减小,像距变大,像变大,故光屏应向右移动,且移动距离大于3cm,故C正确;D、在透镜中继续注入少许水,焦点左移,即焦距减小,说明水透镜的凸出程度越大,焦距越小,故D正确。故选:B。
易错点4 成实像时物距和像距的变化规律
典例4:如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜焦距是10cm,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<L烛 B.向左移动光屏,L屏<L烛
C.向左移动光屏,L屏>L烛 D.向右移动光屏,L屏>L烛
【错解】选B,理由:将点燃的蜡烛向凸透镜靠近,物距减小,像距也减小,则向左移动光屏,且L屏<L烛。
【正解】选A,理由: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;光屏上得到清晰的放大像,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<L烛;故A正确。
故选:A。
易错点5 物和光屏互换位置成像情况
典例5:在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某同学先用图甲装置测出凸透镜的焦距,然后把蜡烛、透镜、光屏的位置如图乙所示放置,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是5cm
B.图乙中成像特点与投影仪成像特点相同
C.将蜡烛和光屏的位置互换一下,不能在光屏上得到一个清晰的像
D.图乙中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜,光屏向右移动才能再次得到清晰的像
【错解】选C,理由:将蜡烛和光屏的位置互换一下,由于物距小于像距,不能在光屏上得到一个清晰的像。
【析错】(1)根据焦距的定义求出焦距的大小;(2)u>2f,成倒立、缩小的实像;(3)在光的折射中,光路是可逆的;(4)凸透镜成实像时,物近像远,像变大;近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用。
【正解】选D,理由:A、由图甲可知,凸透镜的焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm,故A错误;B、图乙中u=47.0cm>2f=20.0cm,成倒立、缩小的实像,与照相机的原理是相同的;故B错误;C、将蜡烛和光屏的位置互换一下,根据光路可逆可知,能在光屏上得到一个清晰倒立的、放大的实像。故C错误;D、近视镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,若在凸透镜左侧“戴”上近视镜,成像会推迟,光屏向右移动才能再次得到清晰的像,故D正确。故选:D。
易错点6 透镜部分被遮挡的成像情况
典例6:一物体位于凸透镜前的主光轴上,当把透镜挡住一半后,物体AB在光屏上的像( )
A.只有上半部分,亮度不变
B.只有下半部分,亮度不变
C.与原来相同,亮度不变
D.与原来相同,亮度变暗
【错解】选B,理由:凸透镜成像是由于光线通过透镜折射后会聚而成的像,当把透镜挡住一半后,光线只能由下部分折射,所以所成的像只有下半部分,且下半部分的亮度不变。
【析错】凸透镜成实像是因为物体发出的光线经过凸透镜后会聚到像点,若遮住凸透镜的一部分,则凸透镜其它部分仍然能够会聚光线,所以仍能成完整的像,只是照射到像上的光线数量减少,像比原来变暗。
【正解】选C,理由:用一不透光的物体挡住半个透镜,透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线,成烛焰完整的像,只是像比原来变暗,所以ABC错误,D正确。故选:D。
知识点一:透镜
1.透镜分为凸透镜和凹透镜两种,两者的特征比较
凸透镜 凹透镜
外形特征 中间厚、边缘薄 中间薄、边缘厚
对光的作用 会聚 发散
相关 概念
三条特 殊光线
知识点二:凸透镜的成像规律及其应用
1.凸透镜成像规律及应用
物距(u) 和焦距(f) 的关系 像的性质 像和物的位置关系 像距(v) 和焦距(f)的关系 应用
正立或倒立 放大等大或缩小 实像或虚像 像和物同侧或异侧
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 f<v<2f 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 异侧 v=2f 测焦距
f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 投影仪
u=f 不成像 —— —— —— —— 不成像会聚一点
u<f 正立 放大 虚像 同侧 —— 放大镜
理解规律: ①焦点分界:2f是成放大实像与缩小实像的分界点,f是成实像与虚像的分界点。②凸透镜成实像的动态规律:物体沿主光轴移动时,像和物移动方向一致,即物距减小(增大),像距增大(减小),像变大(小);成虚像的动态规律:物体沿主光轴移动时,像和物移动方向一致,物近像近像变小,物远像远像变大。
2.生活中的透镜
3.凸透镜成像变化规律口诀法:一焦分虚实,二焦分大小,虚像同侧正,实像异侧倒,物体移向凸透镜,实像变远且变大,虚像变近且变小。
4.探究凸透镜成像规律注意问题:
(1)做实验时,根据光具座的长度l与透镜焦距f的关系是l>4f。
(2)实验中,先将凸透镜固定在光具座中间的某一刻度处,做好记录,再将蜡烛和光屏分别置于两侧。
(3)为了使像成在光屏的中央,应使烛焰的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度。
(4)如果烛焰的像靠近光屏上端,原因可能是凸透镜太高、烛焰太低、光屏太低,调整的方法分别是透镜下移、烛焰上移、光屏上移。
(5)在探究凸透镜成像规律时,凸透镜不动,将蜡烛逐渐靠近凸透镜,光屏则相应地远离凸透镜直到光屏上呈现清晰的像。
(6)凸透镜在成实像时,物距变大,像距变小,像变小,在u>2f时,物距的变化量Δu大于像距的变化量Δv,在f(7)若将凸透镜的一部分遮住,成像的性质不变,但像变暗。
(8)成实像,像与物上下颠倒,左右颠倒。
知识点三:眼睛与眼镜
1.眼睛与照相机比较
眼睛 照相机
折光元件 晶状体、角膜 凸透镜
成像元件 视网膜 光屏
看远近不同 物体的调节 调节晶状体的弯曲 程度(调节焦距) 调节像距
2.近视眼和远视眼的比较
近视眼 远视眼
视觉特征 近处清,远处模糊 远处清,近处模糊
形成原因 晶状体太厚 眼球前后方向太长 晶状体太薄 眼球前后方向太短
成像情况
矫正眼镜 凹透镜 凸透镜
知识点四:显微镜和望远镜
1.显微镜的结构与作用
物体―→物镜目镜眼睛
2.望远镜的结构与作用
物体―→物镜目镜眼睛
3.视角:物体对眼睛所成视角的大小与物体本身的大小和物体到眼睛的距离有关。
知识点一:透镜
典例1:(2022 长春模拟)如图所示,关于近视眼和远视眼,下列说法正确的是( )
A.乙为远视眼,应配戴凸透镜矫正
B.乙为近视眼,应配戴凹透镜矫正
C.甲为远视眼,应配戴凹透镜矫正
D.甲为近视眼,应配戴凸透镜矫正
【考查方向】凸远视眼的成因与矫正办法;近视眼的成因与矫正办法.
【名师点睛】(1)近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼配戴凹透镜进行矫正。(2)远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,远视眼配戴凸透镜进行矫正。
【答案】A
【解析】甲图的入射光线会聚在视网膜的前方,是晶状体折光能力太强,所以甲图表示了近视眼的成像情况;为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下,因此应配戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。乙图的入射光线会聚在视网膜的后方,是晶状体折光能力太弱,所以乙图表示了远视眼的成像情况;为了使光线会聚在原来的会聚点前面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前会聚一下,因此应配戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正。综上所述,只有A说法是正确的。故选:A。
典例2:(2022 苏州模拟)将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为L.若凸透镜靠近纸的过程中光斑先变小后变大,该凸透镜的焦距( )
A.一定小于L
B.一定等于L
C.一定大于L
D.可能小于L,也可能大于L
【考查方向】主光轴、光心、焦点和焦距.透镜的主光轴与焦点.
【名师点睛】根据纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,根据凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大可推断焦点在光斑之前,从而判断焦距。
【答案】A
【解析】由于光斑到凸透镜的距离为l时,即像距为l时,纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,所以凸透镜的焦距f≠l;若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小后变大,说明凸透镜的焦点不在光斑之后,故焦点应在光斑之前,因此f一定小于l。故BCD错误,故A正确。故选:A。
知识点二:凸透镜成像规律及应用
典例3:(2022 山西)如图所示,是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内,让凸透镜对着明亮的室外,拉动纸筒,在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像,若想在半透明膜上成实验楼更大清晰的像,下列做法正确的是( )
A.相机向前移,纸筒向前伸
B.相机向后移,纸筒向后缩
C.相机不移动,纸筒向后缩
D.相机和纸筒的位置均不变
【考查方向】凸透镜成像规律的其他应用
【名师点睛】在该模型中,凸透镜是照相机的镜头,半透明膜相当于照相机的底片。根据选择项中提到的操作结合凸透镜成像规律加以分析即可得到答案。
【答案】A
【解析】A、相机向前移,纸筒向前伸,即物距减小,像距变大,根据凸透镜成像规律可知,物近像远像变大,故A正确;B、相机向后移,纸筒向后缩,即物距增大,像距变小,根据凸透镜成像规律可知,物远像近像变小,故B错误;C、D、相机不动,即物距不变,根据凸透镜成像规律可知,物距不变,凸透镜成像大小不变,故C、D错误。故选:A。
典例4:(2022 泰山区三模)如图,移动支付迅猛发展的时代,扫码支付逐渐普及。用手机扫码支付的过程中,下列说法正确的是( )
A.商店里贴在墙上的二维码是光源
B.二维码要位于镜头一倍焦距以内
C.二维码通过镜头成倒立、缩小实像
D.手机远离二维码时,所成的像会变大
【考查方向】凸透镜成像的应用.照相机、幻灯机和放大镜的原理
【名师点睛】(1)能发光的物体称为光源;(2)手机镜头相当于凸透镜,凸透镜成像时,物距u>2f,成倒立缩小的实像,应用是照相机;(3)凸透镜成实像的规律:物远像近像小。
【答案】C
【解析】A、二维码本身不发光,不是光源,故A错误;BC、使用手机的摄像功能时,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,所以二维码位于摄像头的两倍焦距以外,故B错误、C正确;D、手机镜头远离二维码时,物远像近像变小,故所成的像会变小,故D错误。故选:C。
知识点三:眼睛与眼镜
典例5:(2022 虞城县二模)正常人的眼睛具有很强的自我调节功能,可以使远处和近处的物体都成像在视网膜上。以下说法正确的是( )
A.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体焦距变短
B.当我们从看远处物体改为看近处物体时,晶状体凸度变小
C.正常人看很远处物体时分辨不清,是由于物体不能在视网膜上成清晰的像
D.人眼晶状体凸度过大时为近视眼,应配戴凸透镜制作的眼镜进行矫正
【考查方向】眼睛及其视物原理;近视眼的成因与矫正办法.
【名师点睛】(1)眼睛的晶状体是一个焦距可调凸透镜,眼睛通过睫状体来改变晶状体的凸度:当睫状体放松时,晶状体凸度变小,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼睛可以看清远处的物体;当睫状体收缩时,晶状体凸度变大,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体;(2)近视眼可通过凹透镜对光线的发散作用进行纠正。
【答案】A。
【解析】AB、当我们从看远处物体改为看近处物体时,此时的物距变小,像距会变大,像成在视网膜的后面,为了使近处物体成像在视网膜上,需要增大眼睛晶状体对光的偏折能力,即要增大晶状体的凸度,使得焦距变短,故A正确,B错误。C、晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像。正常人的眼睛具有很强的自我调节本领,可以使远处的物体和近处的物体都能成像在视网膜上。正常人看很远处物体时分辨不清,是由于物距太大,物体在视网膜上成像太小,故C错误;D、人眼晶状体凸度过大时为近视眼,近视眼矫正的方法是配戴一副焦距合适的、由凹透镜片做成的眼镜,使光线发散一些,故D错误。故选:A。
知识点四:显微镜与望远镜
典例6:一场新冠肺炎疾病影响了全世界,而其中的罪魁祸首就是新型冠状病毒,某医疗机构利用显微镜观察新型冠状病毒,而我们已经学习了一些关于电子显微镜的知识,电子显微镜的目镜和物镜所成的像,下列有关说法正确的是( )
A.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立放大的实像
B.目镜成倒立放大的实像,物镜成正立放大的虚像
C.目镜成正立放大的虚像,物镜成倒立缩小的实像
D.目镜成正立放大的虚像,物镜成正立放大的实像
【考查方向】显微镜
【名师点睛】解答此题要明确显微镜的构造和成像原理:显微镜有物镜和目镜组成,目镜成的是正立、放大的虚像,显微镜的物镜成的是放大、倒立的实像。
【答案】A
【解析】显微镜的物镜焦距短,目镜焦距长,所以放在载物台上的物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,通过物镜成倒立放大的实像;显微镜通过物镜成倒立放大的实像,这个实像位于目镜的焦点之内,通过目镜成正立、放大的虚像,故A正确;BCD错误。故选:A。
典例7:(2022 荷塘区模拟)对下列四幅图阐述正确的是( )
A.甲图:近视眼成像在视网膜前、用凹透镜矫正
B.乙图:远视眼成像在视网膜后,用凹透镜矫正
C.丙图:显微镜的目镜相当于放大镜,物镜相当于投影仪的镜头
D.丁图:天文望远镜的目镜相当于投影仪,物镜相当于照相机的镜头
【考查方向】望远镜;近视眼的成因与矫正办法;远视眼的成因与矫正办法;显微镜.
【名师点睛】(1)近视眼是晶状体会聚能力增强,像成在视网膜的前方,应配戴凹透镜矫正;(2)远视眼是晶状体会聚能力减弱,使像成在了视网膜的后面,需要配戴凸透镜进行矫正。(3)光学显微镜的物镜和目镜都是凸透镜,成倒立的像,放大倍数较大。物镜焦距短,目镜焦距长,是为了使像放大更大的倍数。(4)望远镜是由两组透镜组成,物镜成缩小的实像,目镜成放大的虚像。
【答案】AC。
【解析】A、由甲图可知,像成在视网膜的前方,故该眼睛是近视眼,近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散透镜,使光线推迟会聚;即用凹透镜矫正,故A正确;B、乙图中像成在了视网膜的后面,该眼睛是远视眼,远视眼应该配戴凸透镜进行矫正;故B错误;C、显微镜的物镜相当于投影仪的镜头,成放大的实像,目镜成放大的虚像,相当于放大镜,故C正确;D、天文望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立缩小的实像,这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,目镜再对这个像进行放大。因此物镜相当于照相机的镜头,目镜相当于放大镜,故D错误。故选:AC。
一.选择题(共10小题,每小题2分,共20分)
1.(2分)(2022 桂林)在如图所示的光学元件中,属于凸透镜的是( )
A. B. C. D.
2.(2分)(2022 青岛)“爱护眼睛,你我同行”。眼球好像一架照相机,其成像原理与凸透镜类似,要成倒立、缩小的实像,物体可位于图中的( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.D点
3.(2分)(2022 淄博)探究凸透镜成像规律实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。应用此成像规律工作的是( )
A.照相机 B.投影仪 C.放大镜 D.潜望镜
4.(2分)(2022 黔西南州)如图所示,小明妈妈用手机拍视频。下列关于手机镜头成像的说法正确的是( )
A.手机摄像镜头相当于一个凹透镜
B.妈妈通过手机镜头成正立的虚像
C.要拍面部特写,可以把手机靠近面部一些
D.手机镜头的成像规律与投影仪的成像规律相同
5.(2分)(2022 梧州)购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时只需面对摄像头,经系统自动拍照扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列说法正确的是( )
A.摄像头相当于凹透镜
B.摄像头成像特点与照相机相同
C.“刷脸”时,面部位于摄像头两倍焦距以内
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的实像
6.(2分)(2022 长沙)我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼,古籍记载“正午向日,以艾承之,即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火,下列说法正确的是( )
A.这是光的反射现象 B.这是光的色散现象
C.“水晶饼”对光有会聚作用 D.“水晶饼”对光有发散作用
7.(2分)(2022 资阳)为严控新冠疫情,保护师生生命安全,我市部分中小学对校园门禁系统进行了升级,配备了人脸识别和测温系统,如图所示。通过校门时,只需将人脸面向屏幕摄像头,该系统就能将测试者的面部信息与备案信息进行比对并获取体温,决定放行与否。关于门禁系统,下列说法中正确的是( )
A.系统屏幕边框呈黑色是由于所选材质对光的反射能力较强
B.该系统的核心光学元件是凸透镜
C.该系统的成像原理主要是利用光的反射
D.该系统的摄像头所成的像是正立放大的虚像
8.(2分)(2022 达州)清晨,太阳从东方冉冉升起,云缝中射出道道霞光,它让我们的大千世界五彩缤纷,让我们的世界拥有了无穷奥妙。下列对光的世界的探究中,结论正确的是( )
A.甲图,通过注入气泡的水球,我们看到太空授课的王亚平成“一正一倒”两个像,其中正立的是虚像,倒立的是实像
B.乙图,央视春晚节目舞蹈诗剧《只此青绿》的临水起舞画面中,舞者在舞台上的“倒影”和小孔成像的原理相同
C.丙图,光源经凸透镜在光屏上成一清晰的像,此时飞来一只小虫落在凸透镜上,则光屏上光源的像不完整
D.丁图,小薇按照图示将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上清晰的像变模糊,只将光屏靠近凸透镜时,又能在光屏上看到清晰的像,则该眼镜是近视眼镜
9.(2分)(2022 北京)小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“关灯”两字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
10.(2分)(2022 十堰)如图是某校园监控摄像头,从安保室电脑上可以看到此摄像头拍摄的学生出入校园的画面,摄像镜头所成的像与下列设备成像特点相同的是( )
A.汽车观后镜 B.照相机 C.投影仪 D.放大镜
二.多选题(共3小题,每小题2分,共6分)
11.(2分)(2022 聊城)下列对各光学现象的相应解释或描述,正确的是( )
A.甲:入射光垂直射向镜面时,入射角等于0°
B.乙:蜡烛远离玻璃板时,玻璃板后面蜡烛的像大小不变
C.丙:点燃蜡烛前,需调整蜡烛、凸透镜和光屏的中心在同一高度
D.丁:是远视眼矫正后的成像光路图
12.(2分)(2022 黑龙江)过度使用电子产品导致我国青少年近视率逐年上升,严重危害身心健康。图中能反映出近视成因及矫正方案的是( )
A.B. C.D.
13.(2分)(2022 天津)探究“凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.投影仪应用了该次实验的成像规律
B.照相机应用了该次实验的成像规律
C.要在光屏上得到更大的清晰像,需将蜡烛靠近透镜,光屏远离透镜
D.要在光屏上得到更大的清晰像,需将蜡烛靠近透镜,光屏靠近透镜
三.填空题(共6小题,每小题4分,共24分)
14.(4分)(2022 泰州)小明用如图所示的透镜来探究凸透镜成像规律,该透镜的焦距为 cm。实验中,小明保持凸透镜在光具座上的位置不变,把点燃的蜡烛放在“20cm”刻度线处,移动光屏,烛焰可在光屏上成倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,生活中利用这类透镜来矫正 眼的视力缺陷。
15.(4分)(2022 晋中)如图所示,西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成 镜,若要“火生”应把“艾”放在镜的 位置。
16.(4分)(2022 贺州)如图所示的四个透镜,属于凸透镜的有 ,属于凹透镜的有 (两空均填编号)。
17.(4分)(2022 襄阳)新冠病毒仍在,防疫意识不减。照相机记录下了各地医护人员辛劳抗疫的工作画面。照相机的镜头是 透镜,当镜头靠近医护人员时,所成像的大小会变 。
18.(4分)(2022 宁夏)2022年6月5日,全新修订的《中华人民共和国噪声污染防治法》正式实施。“新噪声法”中禁止室内装修和邻里噪声扰民,这是 减弱噪声。疫情防控期间,进入公共场所需要手机扫码登记,如图所示。手机摄像头相当于 透镜,当手机远离二维码时,所成的像会 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
19.(4分)(2022 广西)在较暗的室内,手持一个凸透镜,在白墙和点燃的蜡烛间移动(离墙近些),在墙上能看到烛焰 (选填“正立”或“倒立”)缩小的像,根据这个原理可制成 (选填“照相机”或“投影仪”)。
四.作图题(共3小题,每小题2分,共6分)
20.(2分)(2022 黔东南州)如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
21.(2分)(2022 百色)如图所示,请完成图中两条入射光线通过凸透镜后的光路图。
22.(2分)(2022 鄂尔多斯)如图,MN为透镜主光轴,S'是光源S通过透镜所成的像,请在图中画出透镜位置和种类,并确定透镜右侧焦点F的位置。
五.实验探究题(共4小题,每小题5分,共20分)
23.(5分)(2022 长春)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心在 。
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图甲所示时,光屏上成清晰的倒立、 的实像, 就是应用这一成像规律制成的。
(3)完成图乙中光线通过凸透镜后的光路图。
24.(5分)(2022 益阳)在“探究凸透镜成像的规律”实验时:
(1)若发现凸透镜表面沾满了灰尘,下面去除灰尘的方法中最合理的是: (选填序号);
A.直接用手将灰尘擦去
B.先用水冲洗,再用柔软纸巾轻轻擦干
C.用毛巾将灰尘擦去
(2)要能在光屏上成像,必须将蜡烛和光屏安放在凸透镜的 (选填“同侧”或“异侧”),并且烛焰、光心和光屏的中心在同一水平直线上;
(3)做完实验后,将凸透镜平放在物理课本封面上,通过透镜看到书名《物理》的“物”字形状是下图中的 。
25.(5分)(2022 锦州)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,将一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm。
(2)小明在某次实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置,光屏上呈现清晰的像,此像是倒立、 的实像,生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是依据此成像原理制成的;
(3)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图丙所示位置,则人眼在图中 (选填“A”或“B”)处能观察到烛焰的像;
(4)小明在图乙中烛焰和凸透镜之间的适当位置放一副眼镜,发现光屏上原本清晰的像变模糊了。将蜡烛向靠近凸透镜方向移动适当距离后,光屏上再次得到清晰的像,则该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
26.(5分)(2022 南充)小明在科技节上利用凸透镜制作一个照相机,他找到了一个凸透镜和一些器材,首先在实验室探究凸透镜成像的规律,部分操作如下:
(1)实验前先调节烛焰、 、光屏的中心在同一水平直线上;
(2)当蜡烛到凸透镜距离为20cm时,能在光屏上呈现等大的像,则该凸透镜焦距f= cm;
(3)小明将蜡烛移动到距离凸透镜30cm处,调节光屏的位置,光屏上能呈现清晰倒立缩小的 (选填“实”或“虚”)像;
(4)小明用一个凸透镜做成照相机的镜头,能在底片上呈现清晰的近处景物的像,而远处景物的像却相当模糊,小明找来了家中废弃的眼镜镜片放在自制照相机镜头前,发现远处景物的像也变得清晰了,则该镜片属于 (选填“近视”或“远视”)眼镜;取走镜片,他 (选填“增大”或“减小”)相机镜头与底片的距离也能使远处景物的像变得清晰。
六.简答题(共3小题,每小题3分,共9分)
27.(3分)(2021秋 大连期末)学习了透镜知识,同学找来一个圆柱形的玻璃瓶,里面装满水。如图所示,把一只铅笔放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶,可以看到笔放大的像。将笔逐渐远离玻璃瓶,看到笔的像逐渐变大,之后看到“笔”水平方向上翻转了过来,继续远离,发现翻转的“笔”逐渐变小。请根据所学的透镜成像规律解释上述现象。
28.(3分)(2022秋 龙胜县期中)在一些森林地区,常见到警示牌上写着:不要在林中随便丢弃盛有饮料的透明饮料瓶。这是什么道理?请同学们利用所学光学知识解释该现象。
29.(3分)(2022 福建模拟)在居室养几尾漂亮的金鱼,既能美化环境,又能调节心情,但是今年夏天,小林家摆放在窗台上的球形金鱼缸竟然引燃了附近的窗帘,称为火灾的“纵火犯”如图示,请运用所学的光学知识,系统的解释一下原因。
七.综合应用题(共3小题,每小题5分,共15分)
30.(5分)(2022 南海区模拟)现如今的大街小巷,不论哪里,都能看到这样的人:他们齐刷刷低头盯着屏幕,手里拿着手机:玩游戏、看视频、发微信……这就是“手机依赖症”的表现,他们被称为“低头族”。
(1)如图甲所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是 (选填“倒立”或“正立”)的、缩小的实像。镜头靠近人时,像的大小将变 ,此时像会 透镜(选填“靠近”或“远离”)。用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图乙所示。
(2)小春同学发现手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到实验室去探究,实验数据如表,根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为 。
序号 1 2 3 4 5 6 7
物距/m 10.00 5.00 2.00 1.00 0.50 0.10 0.05
像距/cm 0.500 0.501 0.502 0.503 0.505 0.526 0.556
A.0.005m B.0.05m C.0.5m D.5m
(3)手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因:是因为手机镜头焦距 (选填“较大”或“较小”),拍摄时物距都远大于2倍焦距,像距变化的范围比较 (填“大”或“小”),所以不需要“调焦”。
31.(5分)(2022 武汉模拟)小明做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)调整实验器材高度时,蜡烛 (选填“需要”或“不需要”)点燃。
(2)他用同一凸透镜做了两次实验,如题1图、题2图所示,光屏上均有清晰的像(未画出),其中成缩小像的是题 (选填“1”或“2”)图。
(3)本实验中凸透镜的焦距可能是 (填字母)。
A.5cm B.8cm C.10cm D.15cm
(4)在题2图中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,则所加镜片可以矫正题 (选填“3”或“4”)图中的视力缺陷。
(5)如题5图所示,是探究凸透镜成像规律实验时发光体AB所处的位置,请你根据所学的透镜知识,用特殊光线作出AB在光屏上所成像A'B'的大致位置。
32.(5分)(2021秋 金山区期末)小明学习凸透镜的相关知识后,知道了远视眼镜镜片是凸透镜。他发现左右两个镜片的度数不同,那么远视眼镜镜片的度数与其焦距存在怎样的关系呢?小明通过实验研究同一物体经度数不同的镜片所成的实像,实验现象及数据记录在如表中。
镜片度数 序号 物距(厘米) 像距(厘米) 成像大小
250度 1 60 120 放大
2 80 80 等大
3 100 67 缩小
200度 4 80 133 放大
5 100 100 等大
6 150 75 缩小
100度 7 等大
①分析比较实验序号2与4或3与5的数据及相关条件,可得出: 。
②小明利用所学的知识分析实验序号2、5的数据,得出250度镜片的焦距是 厘米、200度镜片的焦距是 厘米,据此他得到镜片度数和焦距的数量关系为 。
③请将表格中的数据填写完整。
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参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题,每小题2分,共20分)
1.【解答】AB、中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜,故AB错误;
C、该透镜中间厚、边缘薄,为凸透镜,故C正确;
D、该元件厚度相同,不是凸透镜,也不是凹透镜,故D错误。
故选:C。
2.【解答】眼球好像一架照相机,其成像原理与凸透镜类似,要成倒立、缩小的实像,此时的物距应大于二倍焦距,所以物体可以位于图中的D点处。
故选:D。
3.【解答】由图示和题意可知,此时的物距大于像距,在光屏上恰好成一清晰的像(实像),由凸透镜成实像的规律可知此时成倒立、缩小的实像,其实际应用是照相机。
故选:A。
4.【解答】手机的摄像头相当于凸透镜,利用其成倒立、缩小的实像,与照相机的工作原理相同;
要拍面部特写,此时的像会变大,像距变大,物距变小,可以把手机靠近面部一些;
综上所述,C正确,ABD错误。
故选:C。
5.【解答】
A、摄像头相当于一个凸透镜,故A错误;
B、物体通过摄像头成倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同,故B正确;
CD、当u>2f时,成倒立、缩小的实像,所以,“刷脸”时,面部应位于摄像头两倍焦距之外,故CD错误。
故选:B。
6.【解答】“水晶饼”中间厚、边缘薄,属于凸透镜,凸透镜使太阳光发生折射,对光线有会聚作用,故ABD错误、C正确。
故选C。
7.【解答】A、系统屏幕边框呈黑色是由于所选材质对光的反射能力较弱,故A错误;
B、该系统的核心光学元件是凸透镜,故B正确;
C、该系统的成像原理主要是利用光的折射,故C错误;
D、该系统的摄像头与照相机的成像原理相同,所成的像是倒立缩小的实像,故D错误。
故选:B。
8.【解答】A、水球被气泡变为了两部分,中间是空气,气泡周围是水,这个时候整个水球就变成了两个透镜,外圈成为了一个凸透镜,所以呈现出一个倒立的实像,内圈相当于变成了凹透镜,这个时候又出现了一个正立的虚像,故A正确;
B、因为光滑的舞台相当于平面镜,所以看到的倒影是平面镜成像,即光的反射形成的,小孔成像的原理是光的直线传播,故B错误;
C、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,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,因此,像与原来相同,即光屏上所成的像仍然是完整的,故C错误;
D、将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像也变得模糊了,只将光屏靠近透镜移动时,又可以在光屏上看到烛焰清晰的像,说明眼镜对光线有会聚作用,是凸透镜,应用于远视眼镜,故D错误。
故选:A。
9.【解答】A、由图可知,物体通过凸透镜成正立放大的虚像,故A错误;
BCD、当物体通过凸透镜成正立放大的虚像时,物距小于焦距,即提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm,故BD错误、C正确。
10.【解答】摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的。
A、汽车的观后镜是凸面镜,主要利用凸面镜能使光线发散的特点,可以起到扩大视野的目的,故A错误;
B、照相机是把发光板放在较远处,移动光屏,直至出现清晰的像,此像是倒立、缩小的实像,故B正确;
C、投影仪所成的像是倒立、放大的实像,故C错误;
D、放大镜是物体经透镜成正立、放大的虚像,故D错误。
故选:B。
二.多选题(共3小题,每小题2分,共6分)
11.【解答】
A、入射光垂直射向镜面时,入射光线与法线之间的夹角为0°,所以入射角等于0°,故A正确;
B、蜡烛远离玻璃板时,由于像与物体等大,所以玻璃板后面蜡烛的像大小不变,故B正确;
C、探究凸透镜成像规律时,需要调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上,所以该调节要在点燃蜡烛后,故C错误;
D、由图可知,该透镜为凹透镜,对光线具有发散作用,凹透镜可以矫正近视眼,所以丁图是近视眼矫正后的成像光路图,故D错误。
故选:AB。
12.【解答】近视眼看远处的物体时,像成在视网膜的前面,所以A是近视眼的成像情况。近视眼需戴凹透镜矫正,所以C是近视眼的矫正做法,故AC属于近视眼成因及矫正。
故选:AC。
13.【解答】蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像,由图可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成像的规律可知,此时成像的性质一定是倒立缩小的实像,属于照相机原理,故A错误,B正确;
根据凸透镜成像规律的记忆口诀,成实像时,物近像远像变大,若要在光屏上得到更大的清晰像,需将蜡烛靠近透镜,光屏远离透镜,故C正确,D错误。
故选:BC。
三.填空题(共6小题,每小题4分,共24分)
14.【解答】平行于主光轴的平行光线经过凸透镜会会聚到焦点上,焦点到凸透镜光心的距离叫做凸透镜的焦距;
由图可知凸透镜在40cm刻度处,焦点在52cm刻度处,刻度尺的分度值是1cm,要估读到分度值的下一位,所以透镜的焦距为12.0cm;
蜡烛在20cm刻度线上,凸透镜在40cm刻度线上,u=40cm﹣20cm=20cm,凸透镜的焦距是12.0cm,f<u<2f,成倒立、放大的实像;
凸透镜可以矫正远视眼。
故答案为:12.0;放大;远视。
15.【解答】要取火需要将光线会聚,所以应该将冰块制成凸透镜,透镜会把光线集中在焦点上时,所以当把艾放在焦点上时,会随着温度的升高达到燃点时即可燃烧。
故答案为:凸透;焦点。
16.【解答】如图,②③透镜中间比边缘厚是凸透镜;
①④透镜中间比边缘薄是凹透镜。
故答案为:②③;①④。
17.【解答】(1)照相机的镜头是凸透镜;
(2)凸透镜成实像时,“物近像远像变大”,当镜头靠近医护人员时,物距变小,像距变大,所成像会变大。
故答案为:(1)凸;(2)大。
18.【解答】(1)禁止室内装修和邻里噪声扰民,这是在声源处减弱噪声;
(2)手机摄像头相当于凸透镜,手机扫描二维码,二维码在手机摄像头的2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像;手机镜头远离二维码时,物距增大,像距变小,像变小。
故答案为:在声源处;凸;变小。
19.【解答】点燃的蜡烛在墙上能接收到像,由于凸透镜离墙近些,说明物距大于像距,所以墙上得到烛焰清晰的倒立、缩小的实像;
人们利用这个原理制成了照相机。
故答案为:倒立;照相机。
四.作图题(共3小题,每小题2分,共6分)
20.【解答】过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变;延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,由此画出对应的入射光线。如下图所示:
。
21.【解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,过光心的光线其传播方向不变,如图:
22.【解答】像物在凸透镜主光轴的两侧,故是凸透镜成实像的情况;连接物像的端点S、S′与主光轴交于O点,O点为凸透镜的光心,过O点作出凸透镜;从S点平行于主光轴作一条入射光线折射后过S′,与主光轴的交点为焦点F,如下图所示:
。
五.实验探究题(共4小题,每小题5分,共20分)
23.【解答】(1)实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在同一高度上,这样使完整的像成在光屏的中央;
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图甲所示时,光屏上出现一个清晰倒立的实像,此时物距大于像距,成缩小的实像,照相机就是应用这一成像规律制成的;
(3)过光心的光线传播方向不变,如下图所示:
。
故答案为:(1)同一高度;(2)缩小;照相机;(3)见解答图。
24.【解答】(1)A、凸透镜上有灰尘,用手擦拭,因为灰尘是颗粒能够划伤凸透镜,故A不合理;
B、先用水冲洗,再用柔软纸巾沿着一个方向轻轻擦干可减少对镜头的划伤,故B合理;
C、直接用毛巾将灰尘擦去,毛巾或灰尘颗粒能够划伤凸透镜,故C不合理。故选:B;
(2)要能在光屏上成像,也就是得到实像,必须将蜡烛和光屏安放在凸透镜的左右异侧;
(3)将凸透镜平放在物理课本封面上,书名《物理》的“物”字在凸透镜的焦点以内,所以此时透过凸透镜我们能看到正立、放大的“物”的虚像,故选:A。
故答案为:(1)B;(2)异侧;(3)A。
25.【解答】(1)平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点;焦点到光心的距离是焦距,由图甲可知,该凸透镜的焦距为f=50.0cm﹣40.0cm=10.0cm;
(2)由图丙可知,蜡烛与凸透镜的距离为u=25.0cm 10.0cm=15.0cm,像距为u=55.0cm 25.0cm=30.0cm,凸透镜的焦距为f=10.0cm,故2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,是投影仪的制作原理;
(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至17.0cm刻度线处,此时u=17.0cm 10.0cm=7.0cm,u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;
(4)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,说明该镜片把光线会聚了,凸透镜对光线有会聚作用,故该眼镜是远视眼镜。
故答案为:(1)10.0;(2)放大;投影仪;(3)B;(4)远视。
26.【解答】(1)为使像能成在光屏的中央,实验前先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上;
(2)光屏上得到倒立、等大的实像,此时u=v=2f=20cm,则f=10cm;
(3)蜡烛距凸透镜30cm处时,即u>2f时,调节光屏的位置,光屏上能呈现清晰倒立缩小的实像;
(4)小明用一个凸透镜做成照相机的镜头,能在底片上呈现清晰的近处景物的像,而远处景物的像却相当模糊,根据凸透镜成实像时,“物远像近,像变小”可知,拍摄远处景物时,物距增大,像距减小,
为了使像成在光屏上,可使光线的会聚点推迟延后,即先让光线发散,因此需要在自制照相机镜头前放一个凹透镜,近视眼镜的镜片为凹透镜,故该镜片属于近视眼镜,
取走镜片,他应减小像距,即减小相机镜头与底片的距离也能使远处景物的像变得清晰。
故答案为:(1)凸透镜;(2)10;(3)实;(4)近视;减小。
六.简答题(共3小题,每小题3分,共9分)
27.【解答】装有水玻璃瓶相当于一个凸透镜,把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动时,实际是物体逐渐远离凸透镜,由凸透镜成像的规律可知,当物体在一倍焦距内靠近焦点时,透过透镜会看到正立、放大的虚像,像正立且会逐渐变长,继续远离,当到达一倍焦距以外时,铅笔尖忽然改变方向,由正立的虚像变为倒立的实像;继续向远处移动,到达某一位置时,成倒立、放大的实像,并且像先变长后变短。
28.【解答】盛有饮料的透明饮料瓶形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,它能使太阳光会聚于焦点,对光线有会聚作用,容易使树叶,树枝或枯草燃烧,造成火灾,所以不要在林中随便丢弃盛有饮料的透明饮料瓶。
29.【解答】球形鱼缸相当于凸透镜,对光有会聚作用,如果热量集中,会引燃窗帘,造成了火灾事故。
七.综合应用题(共3小题,每小题5分,共15分)
30.【解答】(1)照相机的镜头相当于一个凸透镜,凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像;镜头靠近人时,物距变小,像距变大,像会远离透镜,像要变大。
(2)由表中数据可知,当物距u>0.50m时,像距v保持在0.5cm=0.005m左右,根据凸透镜成像特点可知,当物距远大于2倍焦距时,像距就越接近焦距,故选A。
(3)因为这种手机镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小,这样远近不同的物体成像的位置相差不大,所以不需要“调焦”。
故答案为:(1)倒立;大;远离;(2)A;(3)较小;小。
31.【解答】(1)进行凸透镜成像实验时,烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,像才能呈在光屏的中央位置,所以需要点燃蜡烛后再调节实验器材高度。
(2)凸透镜成实像时,1图,物距大于像距,凸透镜成倒立、缩小的实像;2图,物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像。
(3)1图,凸透镜成倒立、缩小的实像,
当u>2f,2f>v>f 时,成倒立缩小的实像;
u=50.0cm﹣20.0cm=30.0cm,30.0cm>2f,
v=65.0cm﹣50.0cm=15.0cm,2f>15.0cm>f,
解得,15.0cm>f>7.5cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
2图,2f>u>f,v>2f 时,成倒立放大的实像,
u=50.0cm﹣32.0cm=18.0cm,2f>18.0cm>f,
v=73cm﹣50cm=23cm,23cm>2f,
解得,11.5cm>f>9.0cm﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得,11.5cm>f>9.0cm,
ABD不在该范围,C选项在此范围,故选C。
(4)3图,像成在视网膜的前方,是近视眼,需要凹透镜矫正。
4图,像成在视网膜的后方,是远视眼,需要凸透镜矫正。
在题2图中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,说明所放的镜片对光线有会聚作用,是矫正远视眼的凸透镜,故选4图;
(5)连接AO并延长,过A点作主光轴的平行线交凸透镜一点,连接该点和凸透镜的焦点F并延长,与AO的延长线交于一点A′,该点是物体AB的A点像的位置,作该点垂直于主光轴,即为AB在光屏上所成的像的大致位置。如下图所示:
。
故答案为:(1)需要;(2)1;(3)C;(4)4;(5)见上图。
32.【解答】①验序号2与4或3与5,物距相等,镜片的度数不同,像距也不同,2比4的度数大,但2比4的像距小,3比5的度数大,但3比5的像距小,可得:物距相同,镜片的度数越大,像距越小;
②当u=2f时,成等大、倒立的实像,此时像距等于物距,由2组数据可知,物距与像距均等于80cm,可知250度镜片的焦距f=×80cm=40cm;
由5组数据可知,200度镜片的焦距:f′=×100cm=50cm;
250度镜片的焦距f=40cm=0.4m,200度镜片的焦距f′=50cm=0.5m,分析可发现镜片度数与焦距的乘积均为100,则可得镜片度数和焦距的数量关系为:
度数=100×或度数=;
③根据以上结论可知,100度镜片的焦距为:焦距===1m=100cm;
要成等大的像,像距=物距=2×焦距=2×100cm=200cm。
故答案为:①物距相同,镜片的度数越大,像距越小;②40;50;度数=;③200;200.。
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