专题03 透镜及其应用
【结合生活实际】
(2024·江苏常州)《重庆市消防条例》规定:2023年7月1日起,禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢,一旦有人违规操作,会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别,电梯将停止运行并发出声、光警报,如图所示,某次警报时,摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm,则凸透镜的焦距可能为( )
A.5mm B.10mm C.15mm D.20mm
考点1 透镜
1.(2024·甘肃定西)如图所示的光现象中,属于光的反射的是( )
A.透镜看书 B.手影游戏
C.水中倒影 D.棱镜色散
2.(2024·江苏宿迁)2024年5月22日,国际生物多样性日活动在洪泽湖湿地景区举行。景区内,鸟类时而栖息,时而飞翔,飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是( )
A.冰透镜取火 B.日晷计时
C.小孔成像 D.潜望镜
3.(2024·北京)如图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A.故宫角楼在水中的“侧影”
B.树在地面上的“树影”
C.花在透镜下的“放大像”
D.月亮在水中的“像”
4.(2024·四川内江)如图,F是凸透镜的焦点,a、b、c是三条入射光线,请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
5.(2024·黑龙江大庆)如图所示,光源S发出的两条光线射向凹透镜,其中光线①平行于主光轴,光线②经过光心,画出它们经过凹透镜的折射光线。(须保留必要的作图痕迹)
6.(2024·辽宁)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出:
(1)入射光线a经凸透镜的折射光线;
(2)折射光线b对应的入射光线。
7.(2024·黑龙江哈尔滨)物理与生活息息相关,学习了光学知识后,宏星同学进行了下面的观察与思考。
(1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的 现象;他看到的“鱼”是 像(选填“实”或“虚”);
(2)湖中有一把水位标尺,他看到鱼恰好在标尺的45cm处,水面在标尺的75cm处,鱼到水面的实际深度应 30cm(选填“小于”或“等于”或“大于”);如果想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的 (选填“上方”或“下方”);
(3)类比是一种解决问题的方法,图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图,请参照图甲的方法,在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点(只需找到像点(Q′)。
考点2 生活中的透镜
8.(2024·山东聊城)在学习了凸透镜成像规律后,小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下:焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30cm的纸盒,胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示,将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是( )
A.应选择焦距为10cm的凸透镜
B.应选择焦距为20cm的凸透镜
C.将手机正立放置,在墙上看到的像是正立的
D.墙上手机画面的像是虚像
9.(2024·黑龙江哈尔滨)光让我们通过视觉认识世界,下列说法不正确的是( )
A.甲图:由于漫反射,同学们能从不同方向看到地上的书
B.乙图:小聪在镜中看到小猫,这只“小猫”是能量聚集形成的像
C.丙图:近视眼需要戴凹透镜矫正
D.丁图:利用光在同种均匀介质中沿直线传播的规律可制成针孔照相机
10.(2024·四川广元)“问天”学习小组在实验室研究投影仪的成像特点。
(1)他们将投影片放在载物台上,调节镜头的位置,屏幕上出现清晰、倒立、放大的实像,是因为投影片放在了距离镜头 的位置;(只填下列正确选项前的序号)
A.二倍焦距以外
B.一倍焦距到二倍焦距之间
C.一倍焦距以内
(2)他们将投影片到镜头的距离调大,同时将镜头到屏幕的距离调小,当屏幕上再次出现清晰的像时,与(1)中的像相比,像 。(选填“变大”“不变”或“变小”)
考点3 凸透镜成像的规律
11.(2024·黑龙江牡丹江)把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10cm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15cm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
12.(2024·内蒙古包头)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)凸透镜起到 的作用;
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内;
(3)通过凸透镜看到的是仪表 (填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
13.(2024·黑龙江大庆)某实验小组探究凸透镜成像的实验,装置如图:
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,这个凸透镜的焦距可能是 (填选项字母);
A. B. C. D.
(2)小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,他可以将光屏向 (填“左”或“右”)移动;
(3)完成上述探究后,小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板,透过玻璃板能看到烛焰正立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的像,把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,光屏上 (填“有”或“没有”)烛焰的像。
14.(2024·江苏宿迁)在“探究凸透镜成像规律”的活动中,利用了如图所示装置。
(1)调节器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ;
(2)改变蜡烛和光屏的位置,多次实验,并将数据记录在表格中,分析数据可知凸透镜焦距为 ,第3次实验中,光屏上成倒立、 的实像;
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 光屏上看到的像
1 60 15 倒立、缩小、实像
2 24 24 倒立、等大、实像
3 20 20 倒立、___________、实像
4 8 未找到像
(3)智能汽车通过车载摄像头,识别行人、路标和其他车辆,实现自动导航和驾驶,车载摄像头根据的是第 次实验的原理;
(4)物距不变,要想在光屏上看到像,应更换焦距较 的凸透镜。
15.(2024·宁夏)某同学利用光具座、焦距为10.0cm的凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像规律;
(1)实验时,调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心,使它们大致在同一高度,目的是 ;
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成清晰的像,则该像是倒立、 的实像;生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的;
(3)保持凸透镜和光屏在图中的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了,此时清晰的像应在光屏的 (选填“左侧”或“右侧”),此现象可以模拟 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像特点。
16.(2024·山东济宁)结合图中的信息,按要求回答问题。
(1)图中,一只手平压在气球上,另一只手的食指顶住气球,通过比较气球左右两侧的形变情况,研究压力作用效果与 的关系;
(2)确定像的位置是探究凸透镜成像规律的一个关键点。图中,将蜡烛放在距离凸透镜1倍焦距外某位置,如果在光屏上呈现的像模糊,需要 (填对光屏的操作)光屏,直到光屏上呈现清晰的像;
(3)在探究气体分子是运动的还是静止的时,将2个瓶采用图所示的a、b两种放置法,当把中间的玻璃板抽掉后,都会观察到红棕色二氧化氮()气体进入到另一个瓶中。 (选填“a”或“b”)放置法更合理;
(4)图中,闭合开关,让导体在蹄形磁体的磁场中向左运动时,观察到灵敏电流计指针向左偏转,若让导体向右运动,灵敏电流计指针将 偏转。
考点4 眼睛和眼镜
17.(2024·山东菏泽)小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房,发现楼房成倒立缩小的像。以下说法正确的是( )
A.老花镜对光有会聚作用 B.电影放映机的成像原理与该成像原理相同
C.老花镜不能当放大镜使用 D.爷爷远视眼是因为晶状体变厚了
18.(2024·山东聊城)关于光学知识在生活中的应用,下列说法正确的是( )
A.甲图,光导纤维用于医用内窥镜,利用了光的多次折射传输图像信息
B.乙图,街头路口安装凸面镜,利用了光的反射扩大视野
C.丙图,凸透镜对光有会聚作用,可以用来矫正近视眼
D.丁图,物体温度升高时辐射的紫外线会增强,可以利用紫外线拍摄热谱图
19.(2024·甘肃兰州)小彤的爷爷能看清远处的物体,却看不清近处的物体,是因为来自近处某点的光会聚在他视网膜的 (选填“前”或“后”)方,小彤推断爷爷可能患上了 (选填“近”或“远”)视眼,需要配戴 (选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。
20.(2024·山东潍坊)如图甲所示,镜片a可通过抽出或注入液体来改变其厚度,抽出稍许液体后得到镜片b,注入稍许液体后得到镜片c。
(1)镜片b可用于矫正 (填“近视眼”或“远视眼”)。
(2)某同学用如图乙所示的实验装置观察镜片c的成像情况。
①将蜡烛、镜片c和光屏依次放在光具座上,调整它们的中心在同一高度;
②蜡烛、镜片c和光屏的位置如图乙所示时,光屏上呈现一个清晰的实像,此时的像距 cm;
③保持蜡烛和光屏的位置不变,把镜片c移动到光具座上25cm刻度处,此时光屏上呈现一个清晰的 、 的实像。
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【结合生活实际】
(2024·江苏常州)《重庆市消防条例》规定:2023年7月1日起,禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢,一旦有人违规操作,会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别,电梯将停止运行并发出声、光警报,如图所示,某次警报时,摄像头凸透镜成像的像距为10.1mm,则凸透镜的焦距可能为( )
A.5mm B.10mm C.15mm D.20mm
【答案】B
【解析】摄像头凸透镜成倒立缩小的实像,物距大于2倍焦距,像距大于1倍焦距小于2倍焦距,所以
2f>10.1mm>f
10.1mm>f>5.05mm
故选B。
考点1 透镜
1.(2024·甘肃定西)如图所示的光现象中,属于光的反射的是( )
A.透镜看书 B.手影游戏
C.水中倒影 D.棱镜色散
【答案】C
【解析】A.用放大镜看书时,书本上的字变大了,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的.故A不符合题意;
B.手影中影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,故B不符合题意;
C.平静水面上山的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故C符合题意;
D.太阳光经过三棱镜后,被分解为绚丽的七色光,说明太阳光是由七种色光组成的,这是光的色散现象;是由光的折射形成的.故D不符合题意。
故选C。
2.(2024·江苏宿迁)2024年5月22日,国际生物多样性日活动在洪泽湖湿地景区举行。景区内,鸟类时而栖息,时而飞翔,飞鸟的倒影在水中穿梭。下列现象和倒影原理相同的是( )
A.冰透镜取火 B.日晷计时
C.小孔成像 D.潜望镜
【答案】D
【解析】飞鸟在水中的倒影是飞鸟的虚像,成像原理是光的反射。
A.冰透镜取火,是利用了凸透镜的会聚作用,原理是光的折射,故A不符合题意;
B.日晷计时利用了光的直线传播,故B不符合题意;
C.小孔成像的原理是光沿直线传播,故C不符合题意;
D.潜望镜利用平面镜的反射作用改变了光路,故D符合题意。
故选D。
3.(2024·北京)如图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A.故宫角楼在水中的“侧影”
B.树在地面上的“树影”
C.花在透镜下的“放大像”
D.月亮在水中的“像”
【答案】C
【解析】A.水面相当于平面镜,故宫角楼在水中的“侧影”相当于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像,故A不符合题意;
B.光沿直线传播时遇到不透明的物体会在其后形成暗区,即影子。树在地面上的“树影”是光沿直线传播现象,故B不符合题意;
C.花朵用放大镜观察,观察到花朵放大的“虚像”属于凸透镜成像,是由光的折射形成的,故C符合题意;
D.水面相当于平面镜,月亮在水中的“像”属于平面镜成像,是光的反射形成的虚像,故D不符合题意。
故选C。
4.(2024·四川内江)如图,F是凸透镜的焦点,a、b、c是三条入射光线,请画出这三条光线经凸透镜后的出射光线。
【答案】
【解析】平行于凸透镜主光轴的光经凸透镜折射后会聚于凸透镜的焦点;过凸透镜光心的光线传播方向不变;过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜主光轴。如图所示:
5.(2024·黑龙江大庆)如图所示,光源S发出的两条光线射向凹透镜,其中光线①平行于主光轴,光线②经过光心,画出它们经过凹透镜的折射光线。(须保留必要的作图痕迹)
【答案】
【解析】(1)过光心的光线经凹透镜后传播方向不改变。
(2)入射光线平行于主光轴,则经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,如图所示:
6.(2024·辽宁)如图,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点,请画出:
(1)入射光线a经凸透镜的折射光线;
(2)折射光线b对应的入射光线。
【答案】
【解析】过焦点的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后,折射光线过凸透镜的焦点,如下图所示:
7.(2024·黑龙江哈尔滨)物理与生活息息相关,学习了光学知识后,宏星同学进行了下面的观察与思考。
(1)宏星在湖边看到水中有一条鱼,这是光的 现象;他看到的“鱼”是 像(选填“实”或“虚”);
(2)湖中有一把水位标尺,他看到鱼恰好在标尺的45cm处,水面在标尺的75cm处,鱼到水面的实际深度应 30cm(选填“小于”或“等于”或“大于”);如果想叉鱼,他应瞄准看到的鱼的 (选填“上方”或“下方”);
(3)类比是一种解决问题的方法,图甲是利用S点发出的两条特殊光线理性探究凸透镜成像特点的光路图,请参照图甲的方法,在图乙上通过画图理性探究凹透镜成像特点(只需找到像点(Q′)。
【答案】(1)折射 虚 (2)等于 下方 (3)
【解析】(1)[1][2]水中鱼反射的光线斜射到水面发生折射,折射角大于入射角,人逆着折射光线的方向看去,看到变浅的鱼的虚像。
(2)[3][4]他看到鱼恰好在标尺的45cm处,看到的鱼和标尺的45cm处都是它们在水中的虚像,同时也说明实际鱼在标尺的45cm处。水面在标尺的75cm处,鱼到水面的距离是
75cm-45cm=30cm
实际鱼在虚像的下方,如果想叉鱼,应瞄准看到的鱼的下方,才能叉到鱼。
(3)[5]从Q点画出一条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,过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,过光心的光线和折射光线的反向延长线相交于像点Q′,如图所示:
考点2 生活中的透镜
8.(2024·山东聊城)在学习了凸透镜成像规律后,小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下:焦距分别为10cm、20cm、30cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30cm的纸盒,胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示,将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“投影仪”到墙面的距离,可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是( )
A.应选择焦距为10cm的凸透镜
B.应选择焦距为20cm的凸透镜
C.将手机正立放置,在墙上看到的像是正立的
D.墙上手机画面的像是虚像
【答案】B
【解析】A.若选择焦距为10cm的凸透镜,此时物距为30cm,物距大于两倍焦距,此时会成倒立的缩小的实像,与题意不符,故A不符合题意;
B.若选择焦距为20cm的凸透镜,此时物距为30cm,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成的是倒立的放大的实像,是投影仪原理,故可以满足题意,故B符合题意;
C.将手机正立放置,在墙上看到的像是倒立的像,故C不符合题意;
D.能够在光屏上承接,说明是实像,故D不符合题意。
故选B。
9.(2024·黑龙江哈尔滨)光让我们通过视觉认识世界,下列说法不正确的是( )
A.甲图:由于漫反射,同学们能从不同方向看到地上的书
B.乙图:小聪在镜中看到小猫,这只“小猫”是能量聚集形成的像
C.丙图:近视眼需要戴凹透镜矫正
D.丁图:利用光在同种均匀介质中沿直线传播的规律可制成针孔照相机
【答案】B
【解析】A.能够从不同方向看到一些本身不发光的物体,说明光在这些物体上发生了漫反射,由于漫反射,同学们能从不同方向看到地上的书,故A正确,不符合题意;
B.平面镜成像是虚像,不是由真实光线会聚而成,即小聪在镜中看到小猫,这只“小猫”不是能量聚集形成的像,故B不正确,符合题意;
C.近视眼的形成原因是晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜的前方,可用发散作用的凹透镜矫正,使光线会聚能力减弱,能使像成在视网膜上,能看清远处的物体,故C正确,不符合题意;
D.针孔照相机是小孔成像的应用,小孔成像是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的倒立的实像,故D正确,不符合题意。
故选B。
10.(2024·四川广元)“问天”学习小组在实验室研究投影仪的成像特点。
(1)他们将投影片放在载物台上,调节镜头的位置,屏幕上出现清晰、倒立、放大的实像,是因为投影片放在了距离镜头 的位置;(只填下列正确选项前的序号)
A.二倍焦距以外
B.一倍焦距到二倍焦距之间
C.一倍焦距以内
(2)他们将投影片到镜头的距离调大,同时将镜头到屏幕的距离调小,当屏幕上再次出现清晰的像时,与(1)中的像相比,像 。(选填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】 B 变小
【解析】(1)[1]根据题意知道,屏幕上出现清晰、倒立、放大的实像,所以,投影片放在了距离镜头一倍焦距和二倍焦距之间的位置,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)[2]根据凸透镜成像的规律知道,成实像时,物像异侧,物距变大,像距变小,像变小;物距变小,像距变大,像变大,简记为“物远像近像变小,物近像远像变大”。“投影片到镜头的距离调大”即物距变大,“同时将镜头到屏幕的距离调小”,即像距变小,所以,与(1)中的像相比,像变小。
考点3 凸透镜成像的规律
11.(2024·黑龙江牡丹江)把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10cm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15cm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
【答案】B
【解析】把凸透镜正对着太阳光时,太阳的平行光线平行于主光轴,经凸透镜折射后会聚在主光轴上最小最亮的光斑,光斑的位置是凸透镜的焦点的位置,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是10cm,将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm处,物距是15cm,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立、放大的实像。
故选B。
12.(2024·内蒙古包头)工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,如图所示。
(1)凸透镜起到 的作用;
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内;
(3)通过凸透镜看到的是仪表 (填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
【答案】 (1)放大镜 (2)一倍 (3)正立 同
【解析】(1)[1]中间厚两边薄的透镜叫凸透镜,工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,凸透镜起到放大镜的作用。
(2)[2]当物体在凸透镜一倍焦距范围内时,成正立、放大的虚像,故凸透镜与仪表的距离应在一倍焦距范围之内。
(3)[3][4]当物体在凸透镜一倍焦距范围内时,通过凸透镜看到的是仪表正立的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。
13.(2024·黑龙江大庆)某实验小组探究凸透镜成像的实验,装置如图:
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,这个凸透镜的焦距可能是 (填选项字母);
A. B. C. D.
(2)小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,他可以将光屏向 (填“左”或“右”)移动;
(3)完成上述探究后,小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板,透过玻璃板能看到烛焰正立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的像,把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,光屏上 (填“有”或“没有”)烛焰的像。
【答案】(1)B (2)右 (3)等大 没有
【解析】(1)[1]由图知道,此时物距为
40cm-10cm=30cm
由凸透镜成像规律知道,此时
u>2f
即
30cm>2f ①
像距
v=55cm-40cm=15cm
此时
2f>v>f
即
2f>15cm>f ②
综合①②解得
7.5cm<f<15cm
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2]把蜡烛向右移动一小段距离,物距减小,像距增大,故应调整光屏向右移动。
(3)[3][4]平面镜成正立、等大的虚像,虚像不能在光屏上呈现,所以光屏上没有这个像。
14.(2024·江苏宿迁)在“探究凸透镜成像规律”的活动中,利用了如图所示装置。
(1)调节器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 ;
(2)改变蜡烛和光屏的位置,多次实验,并将数据记录在表格中,分析数据可知凸透镜焦距为 ,第3次实验中,光屏上成倒立、 的实像;
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 光屏上看到的像
1 60 15 倒立、缩小、实像
2 24 24 倒立、等大、实像
3 20 20 倒立、___________、实像
4 8 未找到像
(3)智能汽车通过车载摄像头,识别行人、路标和其他车辆,实现自动导航和驾驶,车载摄像头根据的是第 次实验的原理;
(4)物距不变,要想在光屏上看到像,应更换焦距较 的凸透镜。
【答案】(1)主光轴上 (2)10 等大 (3)1 (4)小
【解析】(1)实验前,要调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,使烛焰的像成在光屏的中央,便于观察。
(2)[1][2]根据凸透镜成像规律可知,第3实验
此时光屏上成倒立、等大的实像;凸透镜的焦距为
(3)车载摄像头是利用物体在凸透镜二倍焦距以外时,成倒立、缩小实像的性质制成的,即根据的是第1次实验的原理。
(4)物距时,小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,不能用光屏承接到,所以要想在光屏上看到像,更换的凸透镜焦距要小于8cm,即应更换焦距较小的凸透镜。
15.(2024·宁夏)某同学利用光具座、焦距为10.0cm的凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像规律;
(1)实验时,调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心,使它们大致在同一高度,目的是 ;
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成清晰的像,则该像是倒立、 的实像;生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的;
(3)保持凸透镜和光屏在图中的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了,此时清晰的像应在光屏的 (选填“左侧”或“右侧”),此现象可以模拟 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像特点。
【答案】(1)使像成在光屏中央 (2)缩小 照相机 (3)左侧 近视眼
【解析】(1)[1]该实验中,为使像成在光屏中央,方便观察,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一高度。
(2)[2][3]由图可知,将蜡烛移至光具座20.0cm刻度线处,此时物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
大于2倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的。
(3)[4]保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,此时像成在光屏的左侧。
[5]由于近视眼的晶状体屈光能力变强,像成在视网膜的前方,所以此现象可以模拟近视眼的成像情况。
16.(2024·山东济宁)结合图中的信息,按要求回答问题。
(1)图中,一只手平压在气球上,另一只手的食指顶住气球,通过比较气球左右两侧的形变情况,研究压力作用效果与 的关系;
(2)确定像的位置是探究凸透镜成像规律的一个关键点。图中,将蜡烛放在距离凸透镜1倍焦距外某位置,如果在光屏上呈现的像模糊,需要 (填对光屏的操作)光屏,直到光屏上呈现清晰的像;
(3)在探究气体分子是运动的还是静止的时,将2个瓶采用图所示的a、b两种放置法,当把中间的玻璃板抽掉后,都会观察到红棕色二氧化氮()气体进入到另一个瓶中。 (选填“a”或“b”)放置法更合理;
(4)图中,闭合开关,让导体在蹄形磁体的磁场中向左运动时,观察到灵敏电流计指针向左偏转,若让导体向右运动,灵敏电流计指针将 偏转。
【答案】(1)受力面积 (2)前后移动 (3)a (4)向右
【解析】(1)两只手同时挤压气球,气球静止时,根据二力平衡及力的相互性可知,气球受到两只手的压力相等;气球与两手之间的受力面积不同,凹陷程度不同,这是在研究压力作用效果与受力面积的关系。
(2)图中蜡烛可能在距离凸透镜二倍焦距以外,固定蜡烛的位置后,应前后移动光屏,直到光屏上呈现清晰的像,这就是蜡烛的像的位置。
(3)由于二氧化氮的密度大于空气密度,为避免重力对实验的影响,应把装有密度较小的空气的瓶子放上面,装有二氧化氮的瓶子放下面,所以a的放置法更合理。
(4)在电磁感应现象中,感应电流的方向与磁场方向及导体运动方向有关。在磁场方向不变时,改变导体运动方向,就会改变电流方向,所以让导体在蹄形磁体的磁场中向左运动时,灵敏电流计指针向左偏转,若让导体向右运动,灵敏电流计指针将向右偏转。
考点4 眼睛和眼镜
17.(2024·山东菏泽)小明透过爷爷的老花镜看远处的楼房,发现楼房成倒立缩小的像。以下说法正确的是( )
A.老花镜对光有会聚作用 B.电影放映机的成像原理与该成像原理相同
C.老花镜不能当放大镜使用 D.爷爷远视眼是因为晶状体变厚了
【答案】A
【解析】A.老花镜是凸透镜,对光有会聚作用,故A正确;
B.物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,应用是照相机而非电影放映机,故B错误;
C.物距小于一倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,应用是放大镜,故C错误;
D.远视眼是因为晶状体变薄,折光能力变弱,成像在视网膜后,故D错误。
故选A。
18.(2024·山东聊城)关于光学知识在生活中的应用,下列说法正确的是( )
A.甲图,光导纤维用于医用内窥镜,利用了光的多次折射传输图像信息
B.乙图,街头路口安装凸面镜,利用了光的反射扩大视野
C.丙图,凸透镜对光有会聚作用,可以用来矫正近视眼
D.丁图,物体温度升高时辐射的紫外线会增强,可以利用紫外线拍摄热谱图
【答案】B
【解析】A.甲图,光导纤维用于医用内窥镜,利用了光的反射传输图像信息,故A错误;
B.乙图,街头路口安装凸面镜,利用了光的反射工作的,可以扩大视野,故B正确;
C.丙图,凸透镜对光有会聚作用,可以用来矫正远视眼,使光线提前会聚,在视网膜前成像,故C错误;
D.丁图,物体温度升高时辐射的红外线会增强,可以利用红外线拍摄热谱图,故D错误。
故选B。
19.(2024·甘肃兰州)小彤的爷爷能看清远处的物体,却看不清近处的物体,是因为来自近处某点的光会聚在他视网膜的 (选填“前”或“后”)方,小彤推断爷爷可能患上了 (选填“近”或“远”)视眼,需要配戴 (选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。
【答案】 ①后 ②远 ③凸
【解析】[1][2][3]只能看清远处的物体,而看不清近处的物体,来自近处某点的光会聚在他的视网膜后方,是远视眼,俗称老花眼,这是因为晶状体对光线会聚作用减弱,应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜。
20.(2024·山东潍坊)如图甲所示,镜片a可通过抽出或注入液体来改变其厚度,抽出稍许液体后得到镜片b,注入稍许液体后得到镜片c。
(1)镜片b可用于矫正 (填“近视眼”或“远视眼”)。
(2)某同学用如图乙所示的实验装置观察镜片c的成像情况。
①将蜡烛、镜片c和光屏依次放在光具座上,调整它们的中心在同一高度;
②蜡烛、镜片c和光屏的位置如图乙所示时,光屏上呈现一个清晰的实像,此时的像距 cm;
③保持蜡烛和光屏的位置不变,把镜片c移动到光具座上25cm刻度处,此时光屏上呈现一个清晰的 、 的实像。
【答案】(1)近视眼 (2)15.0 倒立 放大
【解析】(1)由图甲可知,镜片b为凹透镜,对光有发散作用,可用于矫正近视眼。
(2)[1]由图乙可知,此时的像距为
[2][3]保持蜡烛和光屏的位置不变,把镜片c移动到光具座上25cm刻度处,此时物距和像距的长度互换,根据光路可逆原理可知,又可在光屏上得到清晰的实像;此时物距小于像距,成的是倒立、放大的实像。
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