第5章 透镜及其应用 综合复习题
一、单选题
1.(2023上·辽宁大连·八年级统考期末)如图所示,利用“红外发热人群检测”装置,每分钟可以对百余人快速地检测,同时监控主机中的摄像头可以对体温异常者进行人像采集,已知监控主机的摄像头焦距约为5cm,关于人像采集,其中正确的是( )
A.摄像头镜头是凹透镜
B.人群距摄像头距离应大于10cm
C.装置可以通过发出红外线强度判断人的体温
D.装置相当于投影仪
2.(2022·北京·统考中考真题)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
3.(2023上·辽宁抚顺·八年级统考期末)“影”是生活中常见的光现象。下列“影”的现象与物理知识对应关系正确的是( )
A.手影游戏——平面镜成像 B.摄影艺术——光的反射
C.水中倒影——光的折射 D.影院观影——凸透镜成像
4.(2023上·辽宁丹东·八年级统考期末)如图是某酒店门前的测温机器人,它可以测量面前人体的温度,并能记录人的影像。只有它发出“体温正常”的声音后,人才可以进入酒店。下列说法正确的是( )
A.机器人是利用人体发出的紫外线进行测温的
B.机器人记录人的影像和投影仪原理相同
C.听到“体温正常”才可以进入,说明声音可以传递信息
D.人进入酒店远离时,机器人屏幕上人的影像会变大
二、多选题
5.(2022上·北京大兴·八年级统考期末)下列关于图所示的各实验的说法,其中正确的是( )
A.图甲中,扬声器旁的烛焰随着音乐“跳舞”,是因为声波能传递能量
B.图乙中,凸面镜可以扩大视野,是因为光在凸面镜上发生反射时不遵循反射定律
C.图丙中,将自制温度计放入盛有水的水槽中,发现细管中的液面下降,说明水槽中水的温度较高
D.图丁中,把一只凸透镜正对着太阳光,发现纸上会出现一个很小、很亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用
6.(2023上·辽宁沈阳·八年级沈阳市第四十三中学校考期末)如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,S是放在凸透镜前的点光源,S'为S经凸透镜所成的像。当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时(始终保持),像S'的移动情况是( )
A.沿F2与S'连线方向远离透镜移动 B.沿O与S'连线方向远离透镜移动
C.像的速度逐渐变小 D.像的速度逐渐变大
7.(2023上·辽宁鞍山·八年级统考期末)王亚平利用水袋和金属圈做成了一个水膜,加水后形成水球,并看到了她的“倒影”,如图所示,下列说法正确的是( )
A.水球上的“倒影”是实像
B.水球上的“倒影”是虚像
C.此“倒影”成在王亚平和水球之间
D.利用此“倒影”成像原理可以制成的光学仪器之一是照相机
8.(2022·天津·统考中考真题)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
9.(2023上·辽宁大连·八年级统考期末)如图关于眼睛、眼镜、望远镜的说法中正确的是( )
A.甲图中用凸透镜矫正远视眼
B.乙图是正常眼看近处物体的成像原理
C.丙图是近视眼看近处物体的成像原理
D.丁图中望远镜的目镜成正立放大的虚像
三、填空题
10.(2023上·辽宁大连·八年级统考期末)在探究“凸透镜成像的条件”中,根据生活中照相机、投影仪、放大镜成像特点猜想:凸透镜成实像的条件可能跟物距与焦距有关,于是设计实验如下:实验器材有光具座(光具座上的刻度尺范围是0~80cm)、两个焦距均为10cm面口径大小不同的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴。
(1)选择口径 (选填“大”或“小”)的凸透镜做实验比较好;
(2)实验装置如图甲所示,点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 上;
(3)实验时,将发光体固定在光具座的零刻度线上,通过移动 来达到预设的物距;
(4)实验时,依据 ,判断烛焰的像是实像;
(5)实验时光屏上烛焰的像是倒立的,某次实验倒立的像是图乙中的 (选填“A”、“B”或“C”);
(6)将蜡烛放在光具座上某位置,移动光屏找像时,无论如何移动光屏,光屏上始终一个大小不变的环状的暗区,如图丙所示。根据凸透镜对光的作用可知此时的物距u f(选填“>”、“<”或“=”)。
11.(2023上·辽宁抚顺·八年级统考期末)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。“关灯”两字放大的像是 (选填“实像”和“虚像”)像,提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离 10cm(选填“大于”和“小于”),如果伸直手臂通过凸透镜看远方的景物会看到 的像(选填“正立”或“倒立”)。
12.(2023上·辽宁鞍山·八年级统考期末)小竹用照相机拍完几个同学的合影后,想再拍其中小颖同学的半身照,若小颖不动,照相机离小颖 一些(填“远”或“近”),镜头 (填“向前伸”或“向后缩”)一些。
13.(2023上·辽宁丹东·八年级统考期末)一位同学用如图器材做实验,先用焦距为20cm的甲透镜进行实验,在屏上得到清晰的像,接下来换用焦距为10cm的乙透镜继续实验,若不改变发光体和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,光屏应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。若实验中手指指尖触摸到了凸透镜,光屏上的像 (选填“完整”或“不完整”)。
14.(2023上·辽宁大连·八年级统考期末)课堂上,老师想借助投影仪展示某同学作业,调节时为使屏幕上的像更大一些,应使作业到镜头距离 一些,屏幕到镜头距离 一些。(均选填“大”或“小”)
15.(2022·贵州铜仁·统考中考真题)据统计,我国约70%的中学生因用眼习惯不良,导致不同程度的近视眼,近视眼成像的光路图如下 图。矫正近视眼的光路图如下 图。
16.(2023上·辽宁沈阳·八年级统考期末)如图所示是“5G远程驾驶”,三个大屏幕分别显示多个视角及车速等信息。屏幕上显示的彩色画面是由红、 、蓝三种色光混合而成的。被控制的汽车上装有摄像头,摄像头成像的原理与 (填“显微镜”或“望远镜”)的物镜成像的原理相同。
17.(2023上·辽宁丹东·八年级统考期末)如图所示,小明把焦距长的凸透镜放在前面,焦距短的凸透镜放在后面,正在模拟 (选填“显微镜”或“望远镜”)的使用,其中物镜的作用相当于 (选填“照相机”或“投影仪”)。
四、作图题
18.(2023上·辽宁沈阳·八年级沈阳市第四十三中学校考期末)S是发光点,S'经凸透镜所成的实像。
(1)画出入射光线SA的折射光线的位置;
(2)作图确定此透镜右侧的焦点。
19.(2023上·辽宁鞍山·八年级统考期末)如图所示,一条与主光轴垂直的光线经平面镜反射后射向右侧的凹透镜,平面镜的镜面与主光轴的夹角为45°。请画出这条光线的反射光线,以及经过凹透镜的折射光线。
20.(2023上·辽宁丹东·八年级统考期末)凸透镜前有一发光体S,S发出的一条光线如图所示,请做出S通过凸透镜所成的像S',并完成这条光线的折射光线。
21.(2022上·辽宁大连·八年级统考期末)如图所示,请画出两条入射光线经过凸透镜后的折射光线。
22.(2020·辽宁营口·统考中考真题)如图所示,水平放置的凹透镜,F是它的焦点,光线a经回透镜折射后,再经平面镜反射,以图示的角度射到竖直放置的屏幕上。请在图中确定平面镜的位置,完成光路图并标出经平面镜反射时反射角的大小。
五、实验题
23.(2023上·辽宁沈阳·八年级统考期末)小明用蜡烛.凸透镜(焦距10cm),光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)实验前,小明调节 凸透镜,光屏的中心在同一高度;
(2)如图所示,此时光屏上出现了烛焰清晰的像,此像是倒立、 的实像,这一成像规律应用在 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)上;
(3)保持蜡烛光屏位置不动,把凸透镜移到 (填“35”、“30”或“25”)cm刻线处,光屏上会再次出现烛焰清晰的像;
(4)实验过程中,飞来一只小昆虫落在凸透镜上,光屏上 (填“会”或“不会”)出现小昆虫的像;
(5)凸透镜放在50cm刻线处,将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动,同时移动光屏,小明发现从 cm刻度线处开始,光屏上不再出现放大的像。
24.(2023上·辽宁大连·八年级统考期末)某同学要探究“凸透镜成像时像的大小、正倒跟物距有什么关系?”,所用的器材有:凸透镜(f=10cm)、光具座、光屏、蜡烛等。实验装置如图甲所示。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏组装在光具座上,点燃蜡烛,调整器材高度,使三者中心在 ;
(2)调整好器材高度后,把蜡烛放在距凸透镜较远处,然后逐渐靠近凸透镜,观察蜡烛在不同位置时像的大小和正倒,并测出物距和像距。通过正确的操作发现:凸透镜成缩小的实像的条件是: ;
(3)实验中,蜡烛随着燃烧而变短,光屏上的像如图乙所示,为了使像仍能成在光屏中央,这时需要将 (请自选一种器材进行调整);
(4)当将蜡烛移动到距透镜8cm时,无论怎样移动光屏都不能在光屏上承接到像,为了观察到此时的像,应进行的操作是: ,此时像的性质是: ;
(5)事实上,凸透镜无论成何种性质的像我们都可以通过光路图找到它的原理,请在图丙中画出烛焰S发出的平行于主光轴的一束光经过凸透镜后的折射光线 。
25.(2023上·辽宁鞍山·八年级统考期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 ,目的是 。
(2)当蜡烛距离凸透镜20cm时,移动光屏,得到一个清晰、等大、倒立的像,则该凸透镜的焦距为 cm。
(3)当蜡烛距离凸透镜5cm时,在光屏上 (填“能”或“不能”)成像,在 (填“光屏”或“蜡烛”)一侧透过透镜可以看到像。
(4)如图所示,此时在光屏上得到一个清晰的像。若将蜡烛向右移动一小段距离,为了在光屏上得到清晰的像,可将光屏向 (填“左”或“右”)移动;或者光屏不动,可在蜡烛和透镜之间放置一个合适的 (填“近视镜”或“远视镜”)。
(5)想判断烛焰在光屏上成的像左右是否颠倒,接下来的操作是 。
26.(2023上·辽宁沈阳·八年级统考期末)小明在做“探究凸透镜成像的规律”的实验:
(1)他将凸透镜放置在光具座上的50cm刻度处,再将蜡烛、光屏依次放在光具座上,如图所示(即像在光屏上偏上),当移动光屏成像时,发现像没有成在光屏的中央,应将光屏向 (填“上”或“下”)调整;
(2)他把点燃的蜡烛放在光具座上的20cm刻度处时,移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、等大的像,则凸透镜的焦距是 cm;
(3)他想进一步探究远视眼矫正的原理,就将蜡烛移到光具座的5cm刻度处,移动光屏得到一个清晰的倒立、缩小的实像,然后在蜡烛和透镜之间(靠近透镜)放置了一个远视眼眼镜的镜片,发现光屏上的像变得模糊不清,要使光屏上得到清晰的倒立、缩小的实像,若只移动光屏,则应向 (填“左”或“右”)移动光屏。
27.(2023上·辽宁抚顺·八年级统考期末)小聪同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时,着重研究了以下几个心中存在困惑的问题:
(1)将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,如图甲所示,该凸透镜的焦距为 cm;
(2)在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上,这样做的目的是 ;
(3)在如图乙所示实验情形下,此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,此像是 的实像;
(4)在如图乙所示实验情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上35cm刻线处,可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的;
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。应该将充当视网膜的光屏再次向 (选填“左”或“右”)侧适当移动,此时会发现光屏上的像再次清晰。
28.(2023上·辽宁丹东·八年级统考期末)如图,“探究凸透镜成像规律”的实验,当蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座标尺上相应的位置时,烛焰恰好在光屏成清晰的像,已知该凸透镜焦距为10cm。
(1)光屏所成的是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的清晰像;
(2)实验过程中蜡烛燃烧变短,烛焰的像在光屏上的位置会向 (选填“上”或“下”)移动,要使像成在光屏的中央,可以将 (选填“蜡烛”“凸透镜”或“光屏”)向下移动;
(3)实验时,小明把自己戴的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像就变模糊了,当他将光屏向靠近凸透镜的方向移动一定距离后,又重新获得了清晰的像,则加上的“眼镜”是用来矫正 (选填“近视”或“远视”)眼的;
(4)若凸透镜不动,将蜡烛和光屏对调,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现清晰的像。
参考答案:
1.B
【详解】AD.摄像机成像原理与照相机相似,镜头相当于凸透镜,是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的。故AD错误;
B.镜头焦距为5cm,为了能得到清晰的像,人群到镜头的距离应该大于二倍焦距,即大于10cm,故B正确;
C.装置可以通过接收人体发出的红外线强度判断人的体温,故C错误。
故选B。
2.C
【详解】由图可知,像是正立的,所以成正立放大的虚像,由凸透镜成像规律可知,当物距小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,由于该凸透镜焦距为10cm,所以提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm,故ABD错误,C正确。
故选C。
3.D
【详解】A.“手影游戏”指的是影子的形成,其原理是光沿直线传播,而平面镜成像的原理是光的反射,故A错误;
B.“摄影艺术”其成像的原理与照相机相同,都用到了凸透镜成像的规律,而凸透镜成像用到的物理知识是光的折射,而不是光的反射,故B错误;
C.“水中倒影”指的是平面镜成像,平面镜成像的原理是光的反射,而不是光的折射,故C错误;
D.“影院观影”用到仪器是投影仪,其原理是凸透镜成像的规律,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】A.红外线具有热效应,机器人是利用人体发出的红外线进行测温的,故A错误;
B.机器人记录人的影像利用了凸透镜成像的原理,与照相机的原理相同,故B错误;
C.声音既能传递信息又能传递能量,听到“体温正常”才可以进入,说明声音可以传递信息,故C正确;
D.由凸透镜成像的规律可知,人进入酒店远离时,物距增大,像距减小,像变小,则机器人屏幕上人的影像会变小,故D错误。
故选C。
5.AD
【详解】A.扬声器发出的声音使蜡焰不停摆动,说明声音能传递能量,故A正确;
B.凸面镜对光线有发散的作用,可以扩大视野,且光在凸面镜和凹面镜上发生反射时都遵守光的反射定律,故B错误;
C.根据液体热胀冷缩的性质知道,将自制温度计放入盛有水的水槽中,发现细管中的液面下降,说明水槽中水的温度较低,故C错误;
D.凸透镜对着太阳光,发现纸上出现一个很小很亮的光斑,该光斑就是凸透镜焦点的位置,说明凸透镜对光具有会聚作用,故D正确。
故选AD。
6.AD
【详解】由凸透镜的三条特殊光线知:当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动到A点时,始终保持
物体始终在凸透镜的焦距以外,此时所成的像始终是倒立的实像,当物距减小时,像距增大,像变大,像的速度逐渐变大。所以像S′的移动情况是沿F2与S′连线方向远离透镜移动到S″。如图所示
故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
7.AD
【详解】AB.水球具有中间厚,边缘薄的特点,因此水球相当于一个凸透镜,因此看到的倒影是凸透镜成倒立实像的结果,故A正确,B错误;
C.据上面的知识可知,此时成的是倒立、缩小的实像,所以像应该成在水球和王亚平的另一侧,即在观察者和水球之间,故C错误;
D.照相机镜头的原理是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理,利用此“倒影”成像原理与照相机相同,故D正确。
故选AD。
8.BC
【详解】AB.由图中可知,此时物距大于像距,故由凸透镜的成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,故照相机应用了该次实验的成像规律,故A错误,B正确;
CD.要在光屏上得到更大的清晰像,则由“物近像远像变大”可知,应减小物距,增大像距,即需将蜡烛靠近透镜,光屏远离透镜,故C正确,D错误。
故选BC。
9.ABD
【详解】A.远视眼的入射光线会聚在视网膜的后方,是晶状体折光能力太弱造成的,为了使光线会聚在原来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,因此需佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正,故A正确;
B.乙图中,光线经过晶状体的折射后,会聚在视网膜上,是正常眼看近处物体的成像原理,故B正确;
C.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,丙图是近视眼看远处物体的成像原理,故C错误;
D.望远镜的目镜成正立放大的虚像,相当于放大镜,故D正确。
故选ABD。
10. 大 同一高度 凸透镜 光屏上是否有烛焰的像 C =
【详解】(1)[1]两个焦距相等的凸透镜,应选择口径大的进行实验,因为口径大的凸透镜透过的光线更多,成像效果更好。
(2)[2]为了让蜡烛的像成在光屏中央,应调节烛焰和凸透镜及光屏的中心大致在同一高度。
(3)[3]物距是指发光体与凸透镜间的距离,发光体的位置固定时,通过调节凸透镜来调节物距。
(4)[4]光屏能承接到实像,承接不到虚像,可通过光屏上是否成像,判断成像的虚实。
(5)[5]实验时成像在光屏上,像是倒立的,成的是实像,A不符合题意;光通过凸透镜的光心时,传播方向不变,所以实像和物体的左右、上下是相反的,C符合题意。
(6)[6]蜡烛及凸透镜的位置固定后,移动光屏,在光屏上只出现一个大小不变的环状暗区,这是物距等于一倍焦距出现的情况,所以此时的物距等于焦距。
11. 虚像 小于 倒立
【详解】[1][2]将物体放在放大镜一倍焦距以内,所成的像与物体在同一侧,像为正立、放大的虚像。
[3]伸直手臂通过凸透镜看远方时,物距大于2倍焦距,所成的像为倒立、缩小的实像。
12. 近 向前伸
【详解】[1][2]摄影师利用照相机对着全体学生拍完合影后,若想再给小颖拍一张单身照,即人的像会变大,据物距和像距的变化规律知,此时的像距一定变大,且物距必须减小,所以要减小照相机和小颖的距离,即照相机离小颖近一些,同时将镜头向前伸,增大镜头与胶片之间的距离方可拍出清晰的照片。
13. 靠近 完整
【详解】[1]由“先用焦距为20cm的透镜甲进行实验,在屏上得到清晰的实像”,当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,要在光屏上成清晰的像,光屏将靠近透镜移动,像变小。
[2]不小心用手指指尖触摸了凸透镜,因为凸透镜的其他部分仍能使光线折射而成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像,只是此时像比手指指尖触摸前的像要暗一些。
14. 小 大
【详解】[1][2]凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小;若物距变小,像距变大,像变大。为使屏幕上的像更大一些,应增大像距,减小物距,即应使作业到镜头距离小一些,屏幕到镜头距离大一些。
15. (a) (c)
【详解】[1]近视眼是像成在视网膜前面,由图可知,其成像的光路图如图(a)所示,(b)是远视眼的成像光路图。
[2]近视眼成的像在视网膜前面,要戴具有发散作用的凹透镜,使像成在视网膜上,所以应该选择(c)图像,(d)图像是远视眼的矫正光路图。
16. 绿 望远镜
【详解】(1)[1]红、绿、蓝三色光混合后能产生各种色彩,这三种色光叫做色光的三原色,所以根据色光的混合规律,在电视屏幕中只需要红、绿、蓝三种颜色即可配出各种绚丽的色彩来。
(2)[2]望远镜由两组凸透镜组成,物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像,与摄像头成像的原理相同。
17. 望远镜 照相机
【详解】[1][2]开普勒望远镜物镜使物体成一倒立、缩小的实像,然后再用目镜把这个实像放大,这就是望远镜的原理,由图可知,小明正在模拟的就是望远镜的使用,其中物镜的作用相当于照相机。
18.
【详解】由于S'是S通过凸透镜所成的实像,所以入射光线SA经透镜折射后,折射光线交于S',根据像点和入射点画出折射光线;然后过S点作平行主光轴的光线,其折射光线与S'与主光轴相交的点即为焦点F点,如图所示
19.
【详解】由图知,入射光线与主光轴垂直,主光轴与镜面的夹角为45°,过入射点垂直于镜面作出法线,则入射角为
反射角也为45°,根据光的反射定律作出反射光线;已知平面镜的镜面与主光轴的夹角为45°,反射角也为45°,由同位角相等,可知反射光线与凹透镜的主光轴平行,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,据此画出入射光线,如图所示
20.
【详解】作从S点发出平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后过焦点;从S点出发通过焦点的光线,经凸透镜折射后平行于主光轴,两条折射光线的交点是通过凸透镜所成的像S′;那么从S发出的光线,经凸透镜折射后都应过像点S′,据此画出这条光线的折射光线,如图所示:
21.
【详解】通过凸透镜中心的光线传播方向不变,经过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出,则如图所示:
。
22.
【详解】过光线a与凹透镜的交点做平行于主光轴的光线,则该光线为光线a过凹透镜的折射光线,延长光线a的折射光线及射向屏幕的光线交于一点,该点即为经平面镜反射的入射点,过该点做入射光线与反射光线所成夹角的角平分线,即为法线,过入射点做垂直于法线的直线,则为平面镜所在位置。由几何知识可知,在平面镜反射时,入射角和反射角为60°,完成光路图并标出经平面镜反射时反射角的大小,如图所示:
23. 烛焰 缩小 照相机 35 不会 30
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,实验前应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。
(2)[2][3]如图,恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,此时物距大于像距,物体在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像;这一成像规律应用在照相机上。
(3)[4]在如图乙所示实验情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上35cm刻线处,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,根据在光的折射现象中光路可逆可知,可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。
(4)[5]实验过程中,飞来一只小昆虫落在凸透镜上,昆虫在凸透镜上,物距小于一倍焦距,不能成实像,光屏上不会出现小昆虫的像。
(5)[6]凸透镜的焦距为10cm,把凸透镜放在50cm刻线处,将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动,同时移动光屏,像在二倍焦距以外逐渐靠近二倍焦距,当蜡烛移动到二倍焦距时像也在二倍焦距处,此过程中像由放大变成等大,蜡烛移动到二倍焦距以外时,像在一倍焦距和二倍焦距之间,像是缩小的,因此从30cm刻度线处开始,即蜡烛在二倍焦距以外时,光屏上不再出现放大的像。
24. 同一高度 u>2f 光屏向上移动一些 眼睛应该在光屏一侧透过凸透镜来观察 正立、放大的虚像
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。
(2)[2]根据实验可知,当u>2f,成倒立、缩小的实像。
(3)[3]蜡烛燃烧不断缩短,向下移动,光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,需要将光屏向上移动一些,或将蜡烛向上移动一些,或将凸透镜向下移动一些。
(4)[4][5]当将蜡烛移动到距透镜8cm时,物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,虚像与蜡烛在同侧,眼睛应该在光屏一侧透过凸透镜来观察。
(5)[6]入射光线平行于主光轴,其经凸透镜折射后,折射光线过焦点F,如下图所示:
25. 同一高度 使像成在光屏中央 10 不能 光屏 右 远视镜 用高矮不同的两个蜡烛并排放在光具座上,看像是否左右颠倒
【详解】(1)[1][2]为了使像成在光屏中央,应该调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
(2)[3]当蜡烛距离凸透镜20cm时,移动光屏,得到一个清晰、等大、倒立的像,此时
u=2f=20cm
则该凸透镜的焦距为10cm。
(3)[4][5]当蜡烛距离凸透镜5cm时,物距小于焦距时,成正立、放大的虚像,在光屏上不能成像,此时像物同侧,在光屏一侧透过透镜可以看到像。
(4)[6][7]若将蜡烛向右移动一小段距离,此时物距变小,像距变大,为了在光屏上得到清晰的像,可将光屏向右移动。或者光屏不动,可在蜡烛和透镜之间放置一个合适的具有会聚作用的凸透镜,即为远视镜。
(5)[8]为了观察像与物体是否相反,可以用高矮不同的两个蜡烛并排放在光具座上,看像是否左右颠倒。
26. 上 15.0cm 左
【详解】(1)[1]像在光屏上偏上的位置,烛焰和透镜不动,为了使像成在光屏的中央,则光屏应向上调节。
(2)[2]他把点燃的蜡烛放在光具座上的20cm刻度处时,移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、等大的像,此时
则透镜焦距为
(3)[3]远视眼眼镜的镜片是凸透镜,对光线具有会聚作用,放上远视眼镜后像距会变小,要使光屏上得到清晰的倒立、缩小的实像,应向左适当移动光屏。
27. 10.0 使像呈现在光屏中心 倒立缩小 投影仪 近视眼 左
【详解】(1)[1]由题意知,此时在光屏上形成了一个最小最亮的光斑,由图甲可得,该凸透镜的焦距为
30.0cm-20.0cm=10.0cm
(2)[2]使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上的目的是使像呈现在光屏中心。
(3)[3]由图乙可知此时的物距为
50.0cm-20.0cm=30cm
大于该凸透镜的二倍焦距,则能在光屏上得到烛焰倒立、缩小的实像。
(4)[4]将凸透镜移到光具座上35cm刻线处,此时的物距为15cm,大于该凸透镜的一倍焦距而小于二倍焦距,则能在光屏上得到倒立、放大的实像;生活中的投影仪就是利用这一原理工作的。
(5)[5][6]将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,说明远处的物体无法在光屏上成像,相当于是眼睛只能看清近处的物体,看不清远处的物体,此现象可以体现近视眼的成像情况;根据凸透镜成实像规律可知,当物距增大时,像距会随着减小,则应该将充当视网膜的光屏再次向凸透镜一侧移动,即向左侧移动,才会使光屏上的像再次清晰。
28. 缩小 上 凸透镜 远视 能
【详解】(1)[1]由图可知,此时的物距为30cm,,像距,物距大于像距,光屏上成倒立、缩小的实像。
(2)[2][3]蜡烛由于燃烧逐渐变短,由于成倒立的像,光屏上的像逐渐向上移动。为了使像完整的成在光屏的中央,根据过光心的光线传播方向不变,可将光屏向上移动或将蜡烛向上移动,或者将凸透镜向下移动。
(3)[4]“眼镜”放在蜡烛与凸透镜之间的位置,原来光屏上清晰的像变模糊了,他将光屏向靠近凸透镜方向移动一段距离后,此时的像距是减小的,说明该眼镜对光线具有会聚作用,故是凸透镜,说明该同学所带的是远视眼镜。
(4)[5]由于凸透镜成像时,光路可逆,所以将蜡烛和光屏对调,光屏上能呈现烛焰清晰的像。