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凸透镜成像规律的应用
素养特训
第五章 透镜及其应用
【2023·安徽】把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜
10 cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑;若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30 cm处,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置,可得到烛焰清晰的( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像
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A
【2023·连云港】小明在探究凸透镜成像特点时,将蜡烛、凸透镜、光屏放置在如图所示位置时,光屏上恰好出现等大的清晰的像,此凸透镜的焦距为______cm。
10.0
2
当蜡烛被移至57 cm刻度处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像,要想观察到像可以从凸透镜的________(填“左”或“右”)侧用眼睛观察,生活中的________是利用这个原理制成的。
左
放大镜
【点拨】
烛焰恰好在光屏上成倒立、等大的像,由图可知,此时u=v=20.0 cm=2f,则f=10.0 cm;保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到57 cm刻度处时,u=7 cm<f,成的是一个正立、放大的虚像,且像和物在凸透镜的同一侧,要想看到这个像,应从凸透镜的左侧透过凸透镜去观察,生活中的放大镜是利用这个原理制成的。
【2023·安徽模拟】小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中,根据测量的数据,绘制了像距v随物距u变化的图象,如图所示,分析图象可知,当物距u=12 cm时,物体通过凸透镜成倒立、________的实像,生活中的________(填“照相机”“投影
仪”或“放大镜”)就是利用了这样
的成像原理。
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缩小
照相机
【点拨】
由图可知,u=v=10 cm=2f,则f=5 cm;当物距u=12 cm时,u>2f,物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像,其应用是照相机。
【点规律】
分析凸透镜成像规律的图象时,可利用u=v=2f来确定焦距。
【2023·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
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【点拨】
【答案】C
手机的镜头相当于凸透镜,与照相机的工作原理相同,成倒立、缩小的实像;要拍面部特写,此时的像变大,像距变大,物距变小,故应把手机靠近面部。
【2023·包头】如图所示,小明利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况。
(1)进入影院,小明发现银幕表面较为粗糙,观众在不同位置都可以看到银幕上的影像,
这是因为光在银幕上发生了
________反射。
5
漫
(2)小明在银幕上看到了清晰的影像,这个影像相对于胶片上的图案是________(填“正立”或“倒立”)的。同时,影像又是放大的,是因为胶片放在了距离镜头( )(填对应选项的序号)的位置。
A.一倍焦距以内
B.一倍焦距到二倍焦距之间
C.二倍焦距以外
倒立
B
(3)放映过程中影像大小超出了银幕边界,要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰,在放映机镜头靠近银幕的同时,还要将胶片到镜头的距离调________(填“大”或“小”)一些。
大
【点拨】
要使银幕上的像变小,由凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律知,应增大物距,即将胶片到镜头的距离调大。
如图所示,通过放大镜看到的是邮票正立、放大的________(填“实”或“虚”)像。此时,邮票到放大镜的距离小于一倍焦距,要使像再变大一些,则应将放大镜适当________(填“提高”
或“降低”)一些。
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虚
提高
【点拨】
放大镜成像时,物体应放在一倍焦距之内,成正立放大的虚像。若想使得像变大,由凸透镜成虚像时“物远(离焦点更近)像远像变大”的规律知,应将物体靠近凸透镜焦点,即将放大镜适当提高一些。
【点规律】
凸透镜成虚像时,物体离凸透镜越远,像离凸透镜越远,像越大。
【2023·南通模拟】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。
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现保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,方可在光屏上再次成清晰的像,则( )
A.透镜甲的焦距为20 cm
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s<10 cm
【点拨】
由图可知,此时u=v=2f=20.0 cm,则f=10.0 cm,成的是倒立、等大的实像,故A错误;现保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,此时像距减小,物距不变,则物距大于像距,成倒立、缩小的实像,则物距大于二倍焦距,可见透镜甲的焦距比乙的大,故B正确,C错误;由于不知道乙透镜的焦距大小,则无法判定光屏移动的距离,故D错误。
【答案】B
【2023·赤峰】让平行于主光轴的光分别射向凸透镜A与B,情况如图甲所示,则A与B中对光的会聚作用较强的是________。
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B
如图乙所示,烛焰通过凸透镜A恰好能在光屏上成清晰的像,如果保持蜡烛的位置不动,将凸透镜A换成凸透镜B,还想在光屏上看到清晰的像,应该向________移动光屏。
左
【点拨】
凸透镜的焦距越短,对光的会聚能力越强。图乙中,烛焰通过凸透镜A恰好能在光屏上成清晰的像,如果保持蜡烛的位置不动,将凸透镜A换成凸透镜B,因为凸透镜B对光的会聚作用更强,光线会提前会聚,即成像在光屏左侧,应向左移动光屏才能在光屏上看到清晰的像。
【2023·金昌】小明做“探究凸透镜成像规律”实验时,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
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(1)他调节蜡烛和凸透镜的位置,如图甲所示,在光屏上得到了清晰的等大的像,像应该是________(填“倒立”或“正立”)的。
倒立
(2)蜡烛和凸透镜的位置如图乙所示,将光屏向_______
(填“左”或“右”)移动到合适位置,就能在光屏上得到一个清晰的倒立________(填“放大”“等大”或“缩小”) 的实像,生活中的________(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。
左
缩小
照相机
(3)根据以上实验数据,判断下列说法正确的是( )
A.由图甲可知透镜焦距为20 cm
B.在图甲中,若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住,则光屏上仍有完整的像
C.在图乙中,移动光屏成清晰像后,若将蜡烛和光屏位置对调,光屏上不能得到清晰的像
D.若将蜡烛放在光具座上40~50 cm之间,调整光屏位置,就能在光屏上得到正立放大的像
B
【点拨】
由图甲知,此时u=v=2f,透镜焦距f=10.0 cm,故A错误;挡住透镜上半部分,下半部分仍能折射光线成像,光屏上所成的像是完整的,但由于折射光线变少,像的亮度变暗,故B正确;凸透镜成实像时,透镜不动,若将蜡烛和光屏位置对调,因为折射现象中光路可逆,所以光屏上能得到清晰的像,故C错误;
如果将蜡烛移到光具座上的40~50 cm之间,此时u<f,成正立、放大的虚像,则不论怎样调整光屏的位置,在光屏上都得不到烛焰清晰的像,故D错误。