5.3 凸透镜成像的规律 同步练习
一、单选题
1.(2022秋·湖南益阳·八年级统考期末)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。实验时选用的凸透镜焦距为10cm,当光源“F”(如图所示)离凸透镜40cm时,在光屏上得到的像为如图所示的( )
A. B. C. D.
2.(2022秋·湖南益阳·八年级统考期末)用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时,已知凸透镜的焦距为10cm,凸透镜固定在刻度50cm处,下列说法错误的是( )
A.烛焰在刻度20cm处时,能在光屏上看到缩小的实像
B.烛焰在刻度45cm处时,不能在光屏上看到实像
C.烛焰从刻度20cm处缓慢向35cm处移动过程中,能在光屏上看到逐渐放大的实像
D.烛焰从刻度20cm处缓慢向35cm处移动过程中,能在光屏上看到逐渐缩小的实像
3.(2022秋·湖南湘潭·八年级统考期末)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,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
B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像
C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.保持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜,烛焰仍可在光屏上成清晰的像
4.(2022秋·湖南郴州·八年级统考期末)已知物体、光屏相对于凸透镜的距离位置如图所示,此时屏上有物体清晰的像,则该像的特点是( )
A.缩小、倒立 B.等大、倒立 C.放大、倒立 D.放大、正立
5.(2022秋·湖南永州·八年级统考期末)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,蜡烛在光屏上恰好成一清晰等大的实像,则下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距为20cm
B.随着实验的进行蜡烛逐渐变短,在光屏上所成的像会向下移动
C.将蜡烛移动到光具座10cm刻度处,保持凸透镜的位置不变,要在光屏上得到清晰的像,光屏应向右移动
D.将蜡烛 移动利光具座10cm刻度处,保持凸透镜的位置不变,移动光屏所成清晰的像与照相机成像的原理相同
6.(2022秋·湖南益阳·八年级统考期末)把高8cm的发光棒立于焦距为10cm凸透镜前,在凸透镜后的光屏上成了4cm高的像,物体离凸透镜的距离可能是( )
A.30cm B.7cm C.14cm D.18cm
7.(2022秋·湖南常德·八年级统考期末)如图所示,蜡烛距凸透镜20cm,能在距凸透镜30cm的光屏上得到一个倒立放大的实像,则透镜的焦距可能是( )
A.8cm B.12cm C.15cm D.25cm
二、多选题
8.(2022秋·湖南衡阳·八年级统考期末)张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中,当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。下列判断正确的是( )
A.所用凸透镜的焦距,一定大于20cm
B.所用凸透镜的焦距, 一定在8cm到10cm之间
C.此时成倒立,缩小的实像
D.投影仪是利用此原理工作的
9.(2022秋·湖南衡阳·八年级统考期末)小明在探究凸透镜成像规律时,做了如下实验∶①用平行光正对凸透镜照射,移动光屏得到一个最小、最亮的光斑,如图甲所示;②保持该透镜位置不变,将点燃的蜡烛放在图乙所示的位置,移动光屏得到烛焰清晰的像(图中未画出)。则( )
A.实验②中,烛焰在光屏上成缩小的像
B.实验②中,像到透镜的距离一定大于15cm
C.若增大蜡烛与透镜的距离,所成的像会变大
D.若使该透镜成虚像,蜡烛与透镜的距离应小于10cm
10.(2022秋·湖南株洲·八年级统考期末)当蜡烛 透镜甲和光屏放置在图示位置时,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,需将光屏向左移动一定的距离,方可在光屏上再次成清晰的像。则( )
A.透镜甲的焦距为10cm B.透镜甲的焦距比乙的大
C.第二次所成的像是放大的 D.光屏移动的距离一定小于10cm
三、填空题
11.(2022秋·湖南长沙·八年级统考期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜固定在光具座上50cm刻线处。
(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后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图甲可知,凸透镜的焦距为 cm;
(2)将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧,如图乙所示。为了找到烛焰清晰的像,小明应将光屏向 移动;
(3)小明按(2)问中的正确方法移动光屏,他发现将光屏移到某一位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像,则该像是 像(选填“实”或“虚”);生活中的 应用了这一成像特点(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
12.(2022秋·湖南邵阳·八年级统考期末)“新冠肺炎”疫情期间,进入校园的人员都要测量体温。如图所示是某人脸识别测温系统终端,当人站在某一位置范围内时,人通过摄像头成一个倒立、 的实像,进校人员走近摄像头时,电脑屏幕上显示的像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13.(2022秋·湖南邵阳·八年级统考期末)一个凸透镜的焦距为5cm,用它观察地图。要想看到正立放大的像,凸透镜离地图的距离应 (选填“大于”、“小于”或“等于”)5cm。
14.(2022秋·湖南益阳·八年级统考期末)清晨树叶上露珠下面的叶脉看起来更清晰,这是由于露珠相当于 的结果,形成了正立的 (选填“放大”或“缩小”)的 。(选填“实像”或“虚像”)。
15.(2022秋·湖南娄底·八年级统考期末)“自拍神器”给旅行拍照爱好者带来了很大的方便,与直接拿手机自拍相比, 利用自拍杆可以 物距, 像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果。(均选填“增大” 或“减小”)
16.(2022秋·湖南湘西·八年级统考期末)如图所示,将一个凸透镜正对太阳,其下方20cm处的白纸上呈现出一个较小的光斑,这个现象提示我们:凸透镜对光有 作用;若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中,光斑一直变小,由此可以判断该透镜的焦距一定 20cm(选填“大于”、“等于”或“小于”).
四、作图题
17.(2022秋·湖南岳阳·八年级统考期末)图中AB代表一个物体,准确作出物体AB经透镜所成的像。
五、实验题
18.(2022秋·湖南邵阳·八年级统考期末)探究“凸透镜成像规律”实验。
(1)由图甲可知,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)按乙图安装器材时,需要调节烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在 处;
(3)移动蜡烛和光屏,当处于图乙位置时,光屏上恰好能得到清晰的像。我们生活中的 就是根据这一原理制成的。
19.(2022秋·湖南益阳·八年级统考期末)小明在做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)测量凸透镜焦距时,小明将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)然后将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致在 ;
(3)再将点燃的蜡烛移到10cm处,如图乙所示,移动光屏,直到在光屏上得到一个清晰的像;生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理来工作的;
(4)在如图乙所示的实验基础上,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移动到30cm处,适当移动光屏直到再次在光屏上呈现清晰的像,所成的像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.(2022秋·湖南郴州·八年级统考期末)某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。
(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,如图甲所示,则所用凸透镜的焦距是 cm。
(3)如果将图中的蜡烛向右移动到35cm处(凸透镜的位置保持不变),应把光屏向 (填“左”或“右”)适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰的像。根据这一原理制作了 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(4)当光屏上出现蜡烛清晰的像时,如果用遮光板挡住透镜的上半部分,光屏上蜡烛像的将 。
A.剩下下半部分
B.剩下上半部分
C.依然完整,像的亮度变暗
D.依然完整,像的亮度不变
(5)如图乙所示,将蜡烛放在凸透镜的一倍焦距以内,在透镜另一侧可以看到烛焰放大的像,若将一不透明的光屏放在虚线处,此时人眼 (填“能”或“不能”)看到烛焰的像。
21.(2022秋·湖南株洲·八年级统考期末)小张同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示,其中焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。
(1)实验前,应使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在 ,使像成在光屏的中心;
(2)小张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)小张将蜡烛移至光具座上30cm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“倒立”或“正立”);
(4)以上(2)、(3)步骤中,小张将蜡烛从光具座上10cm向30cm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,此时所成像的大小将 (选填"变大”、“变小”或“不变”)。
22.(2022秋·湖南常德·八年级统考期末)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,实验装置如图。
(1)当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时,为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 ;
(2)当蜡烛处于图示位置时,其成像原理与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同;
(3)当把蜡烛移到35cm刻度处时,移动光屏可得到一个倒立、 (选填“等大”“缩小”或“放大”)的实像;保持透镜位置不变,若要使光屏上的像变大,应将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动;
(4)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往 (选填“上”或“下”)偏离光屏中心。
23.(2022秋·湖南永州·八年级统考期末)小东探究凸透镜成像规律,做了如下实验:
(1)由图甲可知透镜焦距为10.0cm,实验时,应该调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在 ;
(2)在图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。
24.(2022秋·湖南衡阳·八年级统考期末)小华同学在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到 ;
(2)小华为了准确的知道凸透镜的焦距,找到了平行光源,进行了如图甲所示的实验。根据实验现象可知,该凸透镜的焦距是 cm;
(3)将凸透镜固定在图乙中的光具座上,位于50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。小华将蜡烛移至35cm刻度线处,移动光屏,直到光屏上出现了烛焰清晰的像,则该像是倒立 的实像。
25.(2022秋·湖南岳阳·八年级统考期末)小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。
(1)实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ;
(2)当各器材位置如图所示时,在光屏上成烛焰清晰的像,此时烛焰的成像特点与 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同;
(3)实验时,若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部,光屏上 (选填“能”或“不能”)成完整的像;
(4)小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,若保持蜡烛的位置不变,仅将光屏向 端移动适当距离,光屏上即可重新成烛焰清晰的像。
26.(2022秋·湖南娄底·八年级统考期末)实验室常用蜡烛完成以下光学实验。
(1)如图甲为小孔成像示意图,如果只将蜡烛靠近小孔,像会变得大一点,要想像是清晰的,光屏 (选填“需要”或“不需要”)同时远离小孔;
(2)利用如图乙装置探究“平面镜成像的特点”,在水平桌面上铺一张白纸,再将玻璃板竖立在白纸上,把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,再拿一支外形完全相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合。将蜡烛靠近玻璃板,像的大小将 (选填“变大“、“变小”或“不变“);
(3)蜡烛还可以用于做“探究凸透镜成像规律”实验,图丙中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出),可以测出凸透镜的焦距;
①若在图丁中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏,发现光屏上“烛焰尖部”模糊,则将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰;
②随着蜡烛燃烧而缩短,光屏上成的像将向上移动。由于影响到了实验的进行,这时最合理的调整是 ;
A.只需将凸透镜向下移动些
B.只需将光屏向上移动些
C.将凸透镜和光屏向下移一些
D.蜡烛适当向上调一些
③当光屏上出现蜡烛清晰的像时,如果用遮光板挡住凸透镜的上面一小部分,我们观察光屏时,将会在光屏上看到 。
A.蜡烛像的下部分
B.蜡烛像的上部分
C.蜡烛完整的像,像的亮度变暗
D.蜡烛完整的像,像的亮度不变
27.(2022秋·湖南长沙·八年级统考期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)实验装置正确安装并调节后,小美同学某次实验情景如图所示,此时她在光屏上看到了烛焰清晰的像,生活中的 就是利用这一原理制成的;
(2)实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像 (填成像完整情况);
(3)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致像没有呈现在光屏中央,为了使烛焰的像能成在光屏中央,在不更换实验器材的情况下,请写出一种可行的方法: 。
六、综合题
28.(2022秋·湖南株洲·八年级期末)如图所示,AB为发光体,O为凸透镜的光心,MN为A点发出一条光线经凸透镜折射后的光线,MN平行于主光轴。
(1)请在图中标出凸透镜左侧的焦点F ;
(2)请在图中画出AB经凸透镜折射后的像A′B′ ;相对于AB,A′B′是 (选填“倒立”或“正立”)、 (选填“放大”或“缩小”)的 (选填“实像”或“虚像”), (选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是利用该原理成像的。
参考答案:
1.A
【详解】实验时选用的凸透镜焦距为10cm,当光源“F”(如图所示)离凸透镜40cm时,此时物距大于2f,凸透镜成的是缩小、倒立的实像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.D
【详解】A.凸透镜的焦距为10cm,烛焰在刻度20cm处时,此时的物距为
u=30.0cm>2f
所以能在光屏上看到缩小的实像,故A正确,不符合题意;
B.烛焰在刻度45cm处时,此时的物距为
u=5.0cm所以凸透镜成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故B正确,不符合题意;
CD.烛焰从刻度20cm处缓慢向35cm处移动过程中,物距始终大于焦距,由于物距变小,像距变大,像变大,所以能在光屏上看到逐渐放大的实像,故D错误,符合题意,C正确,不符合题意。
故选D。
3.C
【详解】A.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于点F,点F即为此透镜的焦点,从焦点到透镜中心的距离即为焦距,由图甲知,该透镜的焦距为
故A错误;
B.在图乙中,物距
像距
物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,图乙中烛焰成的是倒立缩小的实像,故B错误;
C.由凸透镜成像规律可知,当
时,成倒立缩小的实像,应用于照相机,故C正确;
D.保持凸透镜、光屏位置不变,将蜡烛远离凸透镜,物距增大,根据凸透镜成像规律知,像距减小,烛焰的像成在光屏前,故D错误。
故选C。
4.C
【详解】物体到凸透镜的距离为物距,光屏到凸透镜的距离为像距,由图可知,物距小于像距,且能在光屏成物体清晰的像,由凸透镜成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.D
【详解】A.蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,蜡烛在光屏上恰好成一清晰等大的实像,则
u=v=20.0cm=2f
所以焦距为f=10.0cm,故A错误;
B.探究凸透镜成像规律时,随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心的光线不改变传播方向可知,光屏上的像会向上移动,故B错误;
CD.将蜡烛移动到光具座10cm处,保持凸透镜的位置不变,物距变大了,像距会变小,光屏应向左移动,才能在光屏上呈现清晰的像;此时的物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故C错误,D正确;
故选D。
6.A
【详解】因为高8cm的发光棒经凸透镜在光屏上成4cm的像,所以此时凸透镜成倒立、缩小的实像,则u>2f,即物体和凸透镜之间的距离大于20cm,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7.B
【详解】由题意可知u=20cm,v=30cm;因光屏上得到一个倒立放大的实像,则由凸透镜成像规律可得
30cm>2f
f<20cm<2f
联立以上两式可解得
10cm故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.BC
【详解】ABC.由图可知,物距u=20cm,像距v=16cm,此时物距大于像距,由凸透镜成像规律可知:此时的像是倒立缩小的实像,则
u=20cm>2f
2f>16cm>f
解得凸透镜焦距
10cm>f>8cm
故BC正确,A错误;
D.投影仪的原理是物距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立放大的实像,投影仪没有利用此原理,故D错误。
故选BC。
9.BD
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将汇聚于点F,点F即为此透镜的焦点,从焦点到透镜中心的距离即为焦距,则透镜的焦距为
f=60.0cm - 50.0cm = 10.0cm
A.图乙中,物距为
u=50cm-35cm=15cm
当f<u<2f时,成倒立放大的实像,即图乙中烛焰成的是倒立放大的实像,故A错误;
B.由凸透镜成像规律可知,当f<u<2f时,像距大于二倍焦距,即
v>2f=2×10cm=20cm>15cm
故B正确;
C.因为凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故C错误;
D.凸透镜物距小于焦距成正立放大的虚像,即
u故D正确。
故选BD。
10.AB
【详解】A.由图中可知,此时物距等于像距等于20.0cm,由凸透镜成像的规律可知,此时物距等于像距等于二倍焦距,故可知透镜甲的焦距为10.0cm,故A符合题意;
B.由题意可知,将透镜甲换成透镜乙后,物距不变时,像距变小,故可知透镜乙对光的偏折能力比透镜甲强,故可知透镜甲的焦距比乙的大,故B符合题意;
C.因透镜乙的焦距小于透镜甲的焦距,且将透镜甲更换为透镜乙后物距不变,故可知此时物距大于二倍焦距,则由凸透镜成像的规律可知,此时所成的像是倒立、缩小的实像,故C不符合题意;
D.因第二次所成的像是倒立、缩小的实像,故可知此时像距大于一倍焦距小于二倍焦距,因透镜乙的焦距小于10cm,若透镜乙的焦距为5cm,则可知此时的像距大于5cm小于10cm,则由图中可知此时光屏移动的距离大于10cm,故D不符合题意。
故选AB。
11. 10.0 左 实 照相机
【详解】(1)[1]一束平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后,在光屏上会聚成了一个最小、最亮的光斑,最小、最亮的光斑就是焦点,由图可知,焦距为
40.0cm-30.0cm=10.0cm
(2)[2]当蜡烛位于0刻度线处,凸透镜位于50cm刻度线时,此时的物距为50cm,凸透镜的焦距为10cm,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以应将光屏向左移动,才能在光屏上呈现清晰的像。
(3)[3][4]根据凸透镜成像原理可知,当u>2f时,成倒立、缩小的实像,像距在一倍焦距和二倍焦距之间。小明按(2)问中的正确方法向左移动光屏,能在光屏上呈现倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的。
12. 缩小 变大
【详解】[1]摄像镜头实际上是一个凸透镜,人在凸透镜的二倍焦距以外,成到立、缩小的实像。
[2]进校人员走近摄像头时,此时物距减小,像距将变大,电脑屏幕上显示的像将变大。
13.小于
【详解】物体在凸透镜的一倍焦距内,成正立放大的虚像。一个凸透镜的焦距为5cm,用它观察地图,要想看到正立放大的像,凸透镜离地图的距离应小于5cm。
14. 凸透镜 放大 虚像
【详解】[1]由于露珠中间比四周厚,故相当于凸透镜。
[2][3]因露珠距离叶脉很近,此时物距小于一倍焦距,由凸透镜成像规律可知,此时凸透镜成正立、放大的虚像,故透过露珠看下面的叶脉更清晰。
15. 增大 减小
【详解】[1]与直接拿手机自拍相比, 利用自拍杆可以增大物距。
[2]根据凸透镜成像原理,成实像时物远像近,像变小。
16. 会聚 小于
【详解】太阳光可以看作是平行光,将一个凸透镜正对太阳,经过凸透镜折射后能形成一个较小的光斑,则说明凸透镜对光有会聚作用;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后能会聚到主光轴上形成一个最小、最亮的点,这个点就是凸透镜的焦点,这一点到透镜光心的距离叫做透镜的焦距;根据题意知道,将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中,光斑一直变小,由于白纸最初距凸透镜20cm,所以,说明该透镜的焦距一定小于20cm.
【点睛】本题考查的是探究凸透镜的会聚作用,解题的关键是理解“光屏上得到最小像时”像距即是焦距.
17.
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将通过焦点,过凸透镜光心的光线其传播方向不变;分别做出由A点发出的平行于主光轴的光线和通过光心的光线的折射光线,这两条折射光线会聚于一点,即为A的像点,从而可以做出物体AB的像,如图所示:
18. 10.0 同一高度 投影仪
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,由图甲知,刻度尺的分度值为1cm,所以凸透镜的焦距是
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
(2)[2]按乙图安装器材时,需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度处,以使蜡烛的像成在光屏中央。
(3)[3]移动蜡烛和光屏,当处于图乙位置时,物距为
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
则2f>u>f,光屏上恰好能得到清晰的像,则像的特点为倒立、放大的实像,我们生活中的投影仪就是根据这一原理制成的。
19. 10.0 同一高度 照相机 变大
【详解】(1)[1]由图甲中,平行光线经凸透镜后会聚到一点,当光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,所以,焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)[2]蜡烛烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,位于凸透镜的主光轴上,像才能呈在光屏的中心。
(3)[3]凸透镜焦距为10.0cm,将点燃的蜡烛移到标尺10cm处,物距
u=50.0cm-10.0cm=40.0cm
此时u>2f,成倒立、缩小的实像,生活中照相机就是利用这一成像原理来工作的。
(4)[4]若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动到30cm处,物距
u=50.0cm-30.0cm=20.0cm
此时u=2f,成倒立、等大的实像,所以,成的像将变大。
20. 同一高度 10.0 右 投影仪 C 能
【详解】(1)[1]当物体通过凸透镜成实像时,成的像要用光屏来承接,所以要调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上,以保证物体的像能够成在光屏的中央。
(2)[2]通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,则此时物距等于像距,都等于2f,即20.0cm=2f,则f=10.0cm。
(3)[3][4]把蜡烛移动到35cm刻度处,凸透镜的位置不变,此时物距为15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距在二倍焦距之外,所以应把光屏向右适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、放大的实像;其成像原理与投影仪相同。
(4)[5]遮光板挡住透镜的上半部分,光仍可以透过透镜下半部分成像,只是透过光线减少,像变暗,所以在光屏上能看到蜡烛完整的像,像的亮度变暗。
故选C。
(5)[6]将烛焰置于凸透镜一倍焦距以内,物距小于焦距成正立放大虚像,人眼能看到虚像,但在光屏上不能成像。
21. 同一高度 缩小 倒立 远离 变大
【详解】(1)[1]实验前,为了使像成在光屏的中心,应使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。
(2)[2]小张将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处,此时
凸透镜成的像是倒立、缩小的实像。
(3)[3]小张将蜡烛移至光具座上30cm刻度线处
凸透镜成的像是倒立、放大的实像。
(4)[4]以上(2)、(3)步骤中,小张将蜡烛从光具座上10cm向30cm移动时,物距变小,像距变大,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应远离透镜,此时所成像的大小将变大。
22. 同一高度 照相机 放大 右 上
【详解】(1)[1]探究凸透镜成像规律的实验中,为了能使像清晰的成在光屏的中心,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上。
(2)[2]由图可知,物距为30cm,凸透镜的焦距是10cm,此时物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,其成像原理与照相机相同。
(3)[3]当把蜡烛移到35cm刻度处时,物距等于15cm,此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,凸透镜成倒立、放大的实像。
[4]根据凸透镜成像规律可知,物近像远像变大,物远像近像变小,保持透镜位置不变,若要使光屏上的像变大,需要增大像距、减小物距,故应将蜡烛向右移动。
(4)[5]随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心的光线传播方向不改变可知,像会向上移动,像成在了光屏的上方。
23. 同一高度 放大 投影仪
【详解】(1)[1]为使像成在光屏的中央,应该调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。
(2)[2][3]在图乙中,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像,此时u24. 同一高度 10.0 放大
【详解】(1)[1]实验中为了使像成在光屏的中央,实验前应将烛焰、凸透镜、光屏的中心大致调整到同一高度处。
(2)[2]由甲图可知,焦点到凸透镜的距离约为
60.0cm-50.0cm=10.0cm
所以焦距为10.0cm。
(3)[3]将蜡烛移至35cm刻度线处,此时的物距为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
25. 同一高度 照相机 能 左
【详解】(1)[1]点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,这样才能使像成在光屏的中央位置。
(2)[2]由图可知,物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距
v=65.0cm-50.0cm=15.0cm
已知f=10.0cm,此时u >2f,成倒立、缩小的实像,能够说明照相机的成像原理。
(3)[3]若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部,物体上任一点都有光线射向凸透镜下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成完整的烛焰的像,折射光线减少,会聚成的像变暗。
(4)[4]老花镜是凸透镜,对光线有会聚作用,使光提前会聚,将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,若保持光屏的位置不变,此时清晰的像成在光屏左侧,要在光屏上重新承接到烛焰清晰的像,光屏应向左移动。
26. 不需要 不变 左 D
C
【详解】(1)[1]小孔成像的原理是光的直线传播,小孔成像时物距和像距可以是任意值,光屏上都会呈现清晰的像,所以当蜡烛靠近小孔时,光屏位置不变即可得到清晰、放大的像。
(2)[2]由平面镜成像的特点可知,像的大小只与物的大小有关,将蜡烛靠近玻璃板后,蜡烛的大小不变,故像的大小也不变。
(3)①[3]由图丙可知,该凸透镜的焦距为10cm,用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气使烛焰尖部向左偏,相当于烛焰向左移动,物距增大,则像距变小,所以将光屏向左靠近凸透镜,光屏上会再次得到清晰的像。
②[4]随着蜡烛的燃烧而变短,光屏上成的像将向上移动,可以把蜡烛向上移动,可以把凸透镜向下移动,可以把光屏向上移动,都可以使像成在光屏的中央,但是如果移动凸透镜或光屏,蜡烛每移动一个位置,都要调节凸透镜和光屏的高度,非常麻烦,故最合理的方法是将蜡烛向上移动,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
③[5]如果用遮光板挡住凸透镜的上面一小部分,凸透镜的剩余部分对光仍然有折射作用,故在光屏上仍然会得到蜡烛完整的像,但挡住凸透镜的一部分后,入射光线减少,会使得像变暗,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
27. 照相机(或摄像机) 完整 将蜡烛向上调节(或将凸透镜向下调节或将光屏向上调节)
【详解】(1)[1]实验装置正确安装并调节后,小美同学某次实验情景如图所示,此时她在光屏上看到了烛焰清晰的像,像距大于物距,满足物距大于2倍焦距,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机、摄像机就是利用这一原理制成的。
(2)[2]实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,由于透镜的焦距不变,只是透过的光线少了一部分,故光屏上的像仍然是完整的但亮度会变暗。
(3)[3]由于通过光心的光线传播方向不变,实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致像没有呈现在光屏中央,会偏上侧,为了使烛焰的像能成在光屏中央,在不更换实验器材的情况下,可将蜡烛向上调节或将凸透镜向下调节或将光屏向上调节。
28. 倒立 放大 实像 投影仪
【详解】(1)[1]通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,连接AM即为对应入射光,与主光轴交于一点,即为凸透镜左侧的焦点;如图所示
(2)[2]经过凸透镜光心的光线,经凸透镜后传播方向不变,作出此光线,与光线MN相交于A′点,即为A点的像点,据此作出AB经凸透镜折射后的像A′B′,如图所示:
[3][4][5][6]由图可知,相对于AB,A′B′ 是倒立、放大的实像,投影仪就是利用该原理成像的。