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2025-2026学年八年级上册物理单元考点培优教科版(2024)
第四章 光的世界 5 科学探究:凸透镜成像
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,此时光屏上出现清晰的像(像未在图中画出),下列说法正确的是( )
A.光屏上成的是烛焰倒立、缩小的实像
B.若蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像将向下移动
C.若在凸透镜和蜡烛之间放上近视镜片,光屏向右移动才能找到清晰的像
D.若换用一个焦距较短的凸透镜仍放在原凸透镜位置上,且保持蜡烛的位置不变,光屏向右移动才能找到清晰的像
2.近年大为流行的“自拍神器”给旅行者自拍带来了方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用白拍杆可以( )
A.增大物距 B.增大像距
C.增大人像的大小 D.减小取景范围
3.在疫情防控期间,进入人员密集的公共场所要用手机扫描健康码。下列有关说法正确的是( )
A.被扫描的健康码是光源
B.手机摄像头成像特点与投影仪相同
C.扫码时,健康码应位于摄像头二倍焦距以外
D.扫码时,健康码经摄像头成正立放大的实像
4.在探究凸透镜成像的实验中,先用焦距为10cm的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像,接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为20cm的透镜乙继续进行实验。下列情形可能发生的是( )
A.光屏向右移,能接受到清晰缩小的实像
B.光屏向左移,能接受到清晰放大的实像
C.光屏向左移,能接受到清晰缩小的实像
D.无论怎样移动光屏,都接受不到清晰的像
5.在“研究凸透镜成像规律”的试验中,将蜡烛从较远处向接近凸透镜焦点的方向移动过程中,下列说法正确的是( )
A.像距先变大后变小
B.物与像的距离越来越小
C.物与像的距离先变小后变大
D.物与像的距离先变大后变小
6.小曹同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验时,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来)。下列说法正确的是( )
A.取走光屏,蜡烛和凸透镜在图中位置不变,从凸透镜右侧适当位置可看到烛焰倒立放大的实像
B.将蜡烛移到 15cm刻度线处,凸透镜不动,光屏向左移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像
C.将蜡烛移到 35cm刻度线处,凸透镜不动,光屏移动到适当位置能呈现清晰的烛焰像
D.蜡烛和凸透镜位置不动,换一个焦距稍大的凸透镜,仍想在光屏上得到清晰的像,需将光屏向右移动
7.光刻是半导体芯片生产流程中最关键的工艺步骤,如图所示是某型光刻机的简化工作原理,利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,从而制造出集成电路。若掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像,下列说法正确的是( )
A.硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内
B.掩膜位于缩图透镜的一倍焦距以内
C.掩膜上的电路图在硅片上成的像是虚像
D.要使硅片上成的像变小,需将掩膜向上移动
8.如图,智能手机一般配置多个摄像头,以便拍摄远近不同的物体时,均能在手机内部固定的图像传感器(相当于光屏)上成清晰的像,关于手机摄像原理,下列说法正确的是( )
A.物体在图像传感器上成的是倒立缩小的虚像
B.拍照时,挡住镜头的一部分,会使图像传感器上的像不完整
C.拍摄距手机较近的物体时,手机将调用焦距较大、会聚能力较弱的长焦镜头
D.拍摄距手机较近的物体时,手机将调用焦距较小、会聚能力较强的微距镜头
9.当物体距凸透镜16cm时,在凸透镜的另一侧的光屏上成一个清晰缩小的像。固定物体和光屏的位置不动,若将凸透镜向远离光屏方向移动4cm,则在光屏上又成一个清晰的像,那么凸透镜的焦距f的范围是( )
A. B.
C. D.
10.如图是探究凸诱镜成像规律的装置,此时光屏上成清晰的像。下列说法中正确的是( )
A.光屏上的像是一个倒立、放大的实像
B.此凸透镜的焦距小于10cm
C.若将蜡烛移动到30cm处,光屏移动到80cm处,会再次得到一个清晰的像
D.若在蜡烛和凸诱镜之间放一个远视眼镜,将光屏向右移动才能得到一个清晰的像
二、填空题
11.如图所示是一款具有摄像、蓝牙功能的手机,可通过摄像头拍照片或通过蓝牙近距离传输和接收图片、音乐、视频等信息.图中甲、乙是用这款手机先后拍下同一小车的两张照片(设摄像头焦距不变),拍摄第二张比拍摄第一张摄像头离小车 (远/近)些.手机蓝牙是利用 来传递信息.
12.在探究“凸透镜成像规律”的理化实验操作考查中,小维同学把蜡烛移到透镜一倍焦距以内时,发现无论如何移动光屏都无法在光屏上出现清晰的像,只能在光屏上看到如图所示的一个光斑,于是她断定此时蜡烛成正立放大的 像(选填“虚”或“实”).为了看到这个像,她站在烛焰的一侧,看到透镜上有如图所示的两个像,这两个像是由于光的 所形成的(选填“反射”、“折射”或“直线传播”).为了看到正立放大的像,她应该 .
13.
(1)如图表示远视眼成像情况的是图 (选填“甲”或“乙”),近视眼应配戴 透镜制成的眼镜进行矫正。
(2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:小明拿来一个眼镜片放在图示中的凸透镜前,光屏上原本清哳的像变模糊了,适当向左移动蜡烛,像就又清晰了,由此可判断眼镜片是 (选填“近视”或“远视”)眼镜片。
(3)使用显微镜可以观察肉眼看不见的微小物体,显微镜目镜的作用与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理相似。
14.如图所示,是小红探究凸透镜成像规律的三种情形,其中在光屏上成倒立缩小实像的是图 ,在光屏上成倒立放大实像的是图 .(选填“A”、“B”或“C”)
15.如图所示,凸透镜和蜡烛未画出,保持凸透镜位置不变,移动蜡烛和光屏,先后在凸透镜的同侧的光屏上得到甲、乙两次像,且甲的像比乙的像大,则凸透镜在 (选填“甲的左侧”“甲、乙之间”或“乙的右侧”)。
16.如图甲小明和小华在窗边看报纸上的字,当移动透镜时,意外发现报纸、凸透镜和窗外景物如图放置时在报纸上形成一个清晰的像,其位置关系可简化为图乙,这个像是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用该成像原理工作的。如果在凸透镜和报纸之间加一个眼镜后,报纸向左移动可以再次看到清晰的像,那么这个眼镜是 透镜,用来矫正 视眼。
17.小雨利用一个空的半球形的果冻盒装了一定量的水来做凸透镜 成像实验,如右图所示,把点燃的蜡烛放在果冻盒的前面,在 另一侧的白纸上出现了一个清晰地像,说明蜡烛在这个凸透镜的 (选填:“2 倍焦距外”、“ 1 倍和 2 倍焦距之间”或“1 倍焦距内”)位置;如图,若小雨沿
AB 方向捏一下果冻盒,白纸上没有清晰的像了,白纸应向 (选填 “靠 近蜡烛方向”或“远离蜡烛方向”)移动才能重新承接到清晰的像;若不移动白纸则应在果冻 盒前放一个 (选填:“凸透镜”或“凹透镜”),白纸才能重新承接到清晰的像。
18.假期到了,小明带着单反相机(镜头可以前后伸缩),在河滨公园同一地点,通过调节相机镜头如图A、B、C所示,拍了三张照片 (选填“大于”“小于”或“等于”)相机的二倍焦距;照片 (选填“甲”“乙”或“丙”)是用A拍摄的。
19.老师录制视频时,摄像机的镜头相当于 透镜,所成的像是 (选填“实”或“虚”)像,远离镜头时像会 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.用电子蜡烛完成几个光学实验。
(1)实验一“研究小孔成像”:电子蜡烛火焰在光屏上成倒立的 像;
(2)实验二“探究平面镜成像的特点”:当电子蜡烛面镜时,镜中所成的像的大小将 ;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)实验三“探究凸透镜成像的规律”:凸透镜的焦距为10cm,将电子蜡烛放在离凸透镜35cm处,移动光屏,光屏上会得到清晰的像,若将近视镜片放在烛焰和透镜之间,光屏上的像变模糊,此时将蜡烛 (选填“靠近透镜”或“远离透镜”),可在光屏上再次得到清晰的像。
三、作图题
21.如图所示,L为一凸透镜,为透镜的主光轴。试作出一条光线先通过图中的A点,经L折射后再通过图中B点。并确定凸透镜两侧焦点的F的位置(保留作图痕迹)。
22.
(1)如图①所示,请完成光线通过透镜的光路图。
(2)请在如图②所示的方框中填入开关和灯泡的符号。
(3)如图③所示为通电螺线管,闭合开关,请在 A 点标出磁感线方向,并标出小磁针右侧的磁极。
四、实验探究题
23.如图所示是用蜡烛、凸透镜和光屏探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向 调整 (选填“上”或“下”);
(2)实验过程中,当烛焰距离凸透镜20cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一个倒立、等大的像,则该凸透镜的焦距为 cm;
(3)用手指遮住凸透镜的下半部分,光屏上 (选填“能”或“不能”)承接到完整的烛焰的像,像的亮度将 (选填“变亮”、“变暗”或“不变”);
(4)将烛焰向左移动5cm时,应将光屏向 移(选填“左”或“右”),才能在光屏上得到一个清晰的像;接着将一个近视眼镜放在凸透镜和光屏之间,为了在光屏上再次得到一个清晰的像,应将蜡烛向 移(选填“左”或“右”)。
24.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,凸透镜的焦距为10cm。
(1)为使凸透镜所成的像位于光屏的中央,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。如图甲所示,若不移动蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上得到清晰的像,应将光屏向 调(选填“左”、“右”“上”或“下”);
(2)小红在做该实验时,进行了两次实验,如乙图所示,在实验1中,她能在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”;在实验2中,她通过凸透镜能观察到正立、放大的“烛焰”。则该同学在实验1中使用的凸透镜的焦距 (选填“大于”“小于”或“等于”)实验2中使用的凸透镜的焦距;若此时不改变实验1中蜡烛和透镜的位置,而仅将凸透镜换成焦距相同直径较小的,再次实验,光屏上所成的像与原来相比 (选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
五、计算题
25.小关同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录数据并根据数据绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的关系图像,如图甲所示
(1)凸透镜的焦距是多少?
(2)当u=15cm时,v为多大?此时所成像的特点是什么?
(3)小关同学又想测量蜡烛的像移动速度,于是将该凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点并保持凸透镜的位置不变,如图乙所示。他把蜡烛起始位置放在9cm刻度线处;接着蜡烛以0.03m/s的速度向右移至30cm刻度线处,求光屏移至哪条刻度线处时
26.如图所示,物体AB在凸透镜另一侧能成一个等大、倒立的实像,物距u=OB,像距v=OD,凸透镜的焦距为f.其中物距、像距和焦距之间的关系
(1)请你结合数学知识证明凸透镜成等大实像的条件是u=2f;
(2)物理学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率,即m= ,请你结合公式和投影仪成像时u和v的大小关系,说明投影仪成像时放大率m是大于1还是小于1。
六、综合题
27.阅读下面短文,回答问题.
人类和某些动物的眼睛很像一架照相机.眼球内的晶状体相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,我们看物体时,是通过睫状肌的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像,如图所示.
眼睛与照相机的不同处是:人的眼睛是通过调节焦距来获得清晰的像,普通照相机是通过改变像距使像变得清晰.
由眼睛的调节作用所能看清的最远点,叫远点,正常眼的远点在极远处.眼睛所能看清的最近的点,叫近点,正常眼的近点约距眼10 cm.看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离,正常眼的明视距离25 cm.从眼的光心向物体两端所引的两条直线的夹角叫视角,视角越大,对物体的观察就越清楚.
问题:
(1)通常同一物体,人由远及近看会觉得它变得清楚且大些,这是因为人看物体的 变大.
(2)某人视力正常,当他用镜子长时间仔细观察自己的脸部时,应当把镜子拿到离眼睛 cm处最为合适.
(3)当物体在很远地地方时,物体成像在视网膜上,当物体靠近人眼时,若晶状体的焦距不变,则它的像将会落在视网膜 (选填“前”、“上”或“后”)而导致看不清物体,但实际上,人眼在由远到近地观察物体时,晶状体的焦距会 (选填“变大”、“不变”或“变小”),所以人们还是能清晰地观察到物体.
(4)目前很多近视患者戴隐形眼镜来矫正视力.隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超
薄镜片,可随着眼球运动,其中心厚度只有0.05mm,则此镜片的边缘厚度 0.05mm(选填“小于”、“等于”或“大于”).
七、简答题
28.有一次,小明在他家的写字台玻璃板上面滴了一滴水,透过水滴看过去,他发现压在玻璃板下报纸上的文字变大了,为什么
29.秋高气爽,天气晴朗,小杰去森林公园玩,看见这样的告示:禁止随地丢弃装水的透明水瓶,以免引起火灾.请根据光学知识解释其中的道理.
参考答案及试题解析
1.【答案】C
2.【答案】A
【解答】因为凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,所以利用“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,可以增大物距,从而减小了人像的大小,可以增大取景的范围,取得更好的拍摄效果,所以B、C、D不正确。
故答案为:A
【分析】“自拍神器”利用了凸透镜镜像的原理:物距越大,像距越小,像越小;从而有更好的拍摄效果。
3.【答案】C
4.【答案】A
【解答】用焦距为10cm的透镜甲进行实验时,在透镜右侧的光屏上得到清晰缩小的实像,说明发光体在透镜甲左侧大于20cm远的地方(即二倍焦距以外),光屏在透镜甲右侧10~20cm远的地方(即一、二倍焦距之间).若不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为20cm的透镜乙继续进行实验时,发光体在透镜乙的焦点以外,一定
能在透镜乙右侧焦点以外,即距离透镜乙右侧大于20cm的某处,得到一个实像,所以将光屏向右移,一定能接收到一个清晰的倒立的实像,这个实像可能是缩小的,也可能是等大的、放大的,故选A。
5.【答案】C
【解答】解:(1)将蜡烛从较远处接近凸透镜焦点的移动时,物距变小,所以像距变大,实像也变大.故A错误;
(2)物体从较远处向接近凸透镜焦点的方向移动过程中,当物体大于2倍焦距时,物像的距离变小的,
物体从2倍焦距到1倍焦距的过程中,物像的距离是变大的,故BD错误,C正确.
故选C.
【分析】将物体从较远处向接近凸透镜焦点的方向移动过程中,物距要经历一下几个阶段:u>2f、u=2f、2f>u>f、焦点.
凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大.
6.【答案】D
【解答】A:图中物距大于像距,成倒立缩小实像,取走光屏,蜡烛和凸透镜在图中位置不变,从凸透镜右侧光屏处能看到烛焰倒立缩小的实像,A错误;
B:将蜡烛移到 15cm刻度线处,凸透镜不动,光屏向右移动到适当位置才能呈现清晰的烛焰像,B错误;
C:由图可得,所以f<20cm,f<30cm<2f,则f>15cm,将蜡烛移到 35cm刻度线处,物距为15cm,物距小于焦距,凸透镜成虚像,C错误。
D:蜡烛和凸透镜位置不动,换一个焦距稍大的凸透镜,则物距变小,仍想在光屏上得到清晰的像,则需要增大像距,所以需将光屏向右移动,D正确。
故选D。
【分析】凸透镜成像规律:
物距u与焦距f的
关系 像的性质 像的位置 应用
举例
实像或虚像 放大或缩小 正立或倒立 与物体同侧或异侧 像距v与焦距f的关系
u>2f 实像 缩小 倒立 异侧 fu=2f 实像 等大 倒立 异侧 v=2f
2f>u>f 实像 放大 倒立 异侧 v>2f 投影仪
u=f 不能成像(实像和虚像)
uu 放大镜
成实像时满足物近像远像变大,物远像近像变小。
7.【答案】D
【解答】ABC、由图和题意可知,该缩图透镜为凸透镜,且要制造出含有众多元件的集成电路,所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像,结合凸透镜成缩小实像的条件可知,掩膜位于缩图透镜二倍焦距之外,硅片到缩图透镜的距离(像距)在一倍焦距和二倍焦距之间,故ABC错误;
D、要想硅片上所刻电路变小,即像要变小,则应增大物距,需将掩膜向上移动,故D正确。
故选:D。
【分析】由图和题意可知,该缩图透镜为凸透镜,且要制造出含有众多元件的集成电路,所以可知该凸透镜成倒立、缩小的实像,其应用是照相机。利用凸透镜成实像特点:“物近像远像变大,物远像近像变小”综合分析。
8.【答案】D
【解答】A、手机摄像头成像原理与照相机相同,成倒立、缩小的实像,故A错误;
B、拍照时,挡住镜头的一部分,图像传感器上仍然完整但完整的像,故B错误;
CD、拍摄距手机较近的物体时,物距变小,像距应变大,应调用焦距较小、会聚能力较强的微距镜头,故C错误,D正确。
故选:D。
【分析】拍照时镜头和物体的距离大于二倍焦距,成倒立缩小的实像;凸透镜的镜面遮挡住了一部分,通过凸透镜的光线减少,像变暗;凸透镜成实像时,物远像近像变小。
9.【答案】A
10.【答案】C
【解答】A、由图知,物距大于像距,此时成倒立缩小的实像,A不符合题意;
B、u=50.0cm-20.0cm=30cm,v=70.0cm-50.0cm=20cm,可知30cm>2f,f<20cm<2f,解得10cm<f<15cm,B不符合题意;C、将蜡烛移动到30cm处,此时物距变为20cm,结合光路可逆得知,像距为30cm,则光屏移动到80cm处,会再次得到一个清晰的像,C符合题意;D、远视眼是凸透镜,把远视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间,凸透镜对光线具有会聚作用,像将靠近凸透镜,应当向靠近透镜的方向移动光屏,即将光屏向左移动才能得到一个清晰的像,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】图中物距大于像距此时成倒立、缩小的实像,像的位置在焦距和二倍焦距之间,据此确定透镜的焦距;凸透镜成像中,光路也是可逆的;远视眼是凸透镜,把远视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间时,由于凸透镜对光线具有会聚作用,像将靠近凸透镜。
11.【答案】近;电磁波
【解答】解:摄凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大.分析图甲和乙,汽车的像越来越大,即物距越来越小,所以汽车靠近摄像头.
“蓝牙”是一种短距离的无线通信技术,故是利用电磁波来传递信息的.
故答案为:近;电磁波.
【分析】(1)凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大.(2)“蓝牙”是一种短距离的无线通信技术,故是利用电磁波来传递信息的.
12.【答案】虚;反射;取下光屏,在光屏的一侧透过凸透镜观察
【解答】解:小维同学把蜡烛移到透镜一倍焦距以内时,成的是正立、放大的虚像,虚像不能呈在光屏上;
她站在烛焰的一侧,看到透镜上有如图所示的两个像,说明蜡烛发出的光经凸透镜两个面反射的光线进入人眼,这两个像是由于光的反射形成的;
由于像在烛焰的一侧,所以应取下光屏,在光屏的一侧透过凸透镜观察像.
故答案为:虚;反射;取下光屏,在光屏的一侧透过凸透镜观察.
【分析】物距小于焦距时成的是虚像;根据光的反射分析呈现两个像的原因;凸透镜成虚像时像与物体在同侧.
13.【答案】(1)乙;凹
(2)近视
(3)放大镜
【解答】(1)远视眼成像在视网膜后面,则表示远视眼的是乙。近视眼成像在视网膜前面,要使像向后移动到视网膜上,必须使光线发散,应该用凹透镜矫正。
(2)根据题意可知,向左移动蜡烛后物距增大,根据“物远像近像变小”的规律可知,若没有此镜片,则应该像距减小,需要向左移动光屏,像才可再次清晰会聚在光屏上。放置镜片后,不需要移动光屏即可成像,说明镜片使光线发散了一些,即为凹透镜,也就是近视镜片。
(3)显微镜的目镜成倒立放大的实像,与投影仪的原理相同。
【分析】(1)根据近视眼和远视眼的特点和矫正方法分析解答;
(2)根据蜡烛的移动方向确定光线会聚还是发散了,据此确定眼镜片的种类;
(3)根据目镜的成像特点分析解答。
14.【答案】B;A
【解答】解:由凸透镜成像的规律,当u>2f时,光屏上成倒立、缩小的实像,f<v<2f.所以图B符合.
当f<u<2f时,光屏上成倒立、放大的实像,v>2f.所以图A符合.
故答案为:B;A.
【分析】要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律.
凸透镜成像规律:物距小于焦距成正立、放大的虚像.像距大于物距.
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像.像距大于物距.
物距等于二倍焦距成倒立等大实像.像距等于物距.
物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像.像距小于物距.
15.【答案】乙的右侧
16.【答案】缩小;照相机;凹;近
17.【答案】二倍焦距外;远离蜡烛方向;凸透镜
【解答】由图可知,在另一侧的白纸上出现的是一个倒立缩小的实像,根据凸透镜成像规律可知,当物距大于二倍焦距时,成倒立缩小的实像,故蜡烛在这个凸透镜的二倍焦距外。根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,若小雨沿AB方向捏一下果冻盒,则果冻盒的凸度变小,会聚光线的能力减弱,相当于焦距增大了,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知白纸应向远离蜡烛方向移动才能重新承接到清晰的像;若不移动白纸则应在果冻盒前放一个凸透镜,白纸才能重新承接到清晰的像。
【分析】当物距u>2f时,像距f18.【答案】大于;丙
【解答】(1)根据题意可知,照相机成倒立、缩小的实像,则拍照时景物到照相机的距离大于照相机二倍焦距。
(2)根据图片可知,A的镜头到显示器的距离最大,即像距最大,根据“物近像远大”的规律可知,此时成的像最大,故选甲。
【分析】(1)根据凸透镜的成像特点和应用判断;
(2)根据图片确定像距的大小,根据“物近像远大,物远像近小”的规律分析。
19.【答案】凸;实;变小
【解答】老师录制视频时,摄像机的镜头相当于凸透镜,此时物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像;
凸透镜成实像时,根据“物远像近像变小”的成像规律可知,远离镜头时像会变小。
【分析】1.凸透镜成像规律:u>2f,成倒立、缩小的实像,ff2f,应用:投影仪;
u2.凸透镜成实像时,物远像近像变小,物近像远像变大。
20.【答案】实;不变;远离透镜
21.【答案】解:如图所示:
【解答】因过焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜的主光轴,所以,先过B点画一条平行于主光轴的折射光线,可得折射点入射点,连接CA并延长,可得入射光线,入射光线与主光轴的交点为凸透镜的左侧焦点F;焦点到光心的距离叫焦距,作左侧焦点F关于凸透镜的对称点,可得右侧焦点F,如图所示
【分析】过焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜的主光轴,据此确定经过A、B的入射光线、折射光线,以及凸透镜的左侧焦点;焦点到光心的距离叫焦距,凸透镜两侧各有一个焦点。
22.【答案】(1)
(2)
(3)
【解答】1)过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;如图所示:
2)开关接在火线上 ,如图所示:
3)右手螺旋定则知道A点得磁场方向向左,通电螺线管后侧为N极。小磁针后侧为N极。
【分析】1)根据在作凸透镜的光路图时,先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点(三条特殊光线)来作图分析得出。
2)根据开关接在火线上分析得出。
3)根据右手螺旋定则分析得出。
23.【答案】(1)下
(2)10
(3)能;变暗
(4)左;左
【解答】(1)如图凸透镜的中心高于烛焰中心、光屏中心,由于通过透镜主光轴的光线方向不变,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向下调整。
(2)实验过程中,当烛焰距离凸透镜20cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一个倒立、等大的像,由凸透镜成像规律可知,当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距,成倒立、等大的实像,则该凸透镜的焦距为10cm。
(3)一个物体有无数个点组成,任何一个点射向凸透镜有无数条光线,无数条光线经凸透镜折射后有无数条折射光线,遮住凸透镜的一半,折射光线减半,会聚成像的大小不变;用手指遮住凸透镜的下半部分,上半部分仍是凸透镜,即光屏上仍能承接到完整的烛焰的像,但像的亮度将变暗。
(4)将烛焰向左移动5cm时,满足物距大于2倍焦距时,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,则应将光屏向左移才能在光屏上得到一个清晰的像。将一个近视眼镜放在凸透镜和光屏之间,近视镜由凹透镜制成,对光有发散作用,透镜与光屏位置不变,但由于光线延迟会聚,成清晰像的位置将在原光屏的右侧,则应将蜡烛向左移以增大物距,此时像距减小,可以在光屏上再次得到一个清晰的像。
【分析】(1)通过光心的光线不改变方向确定像的位置,移动蜡烛、凸透镜和光屏使之在中央即可。
(2)在探究凸透镜成像时,平行光经过透镜后会会聚到一个点上,此点即为焦点,焦点到光心的距离为焦距;
(3)光线经过凸透镜折射后会成像,用纸板挡住一部分光线后,其他的光线仍然会聚可以成像,只是像变暗了。
(4)当凸透镜成实像时,物距发生改变时,像距和像的大小的变化遵循“物远像近小、物近像远大”的变化规律。
24.【答案】主光轴;左;小于;变暗
25.【答案】(1)解: 由图甲可知,u=v=20cm,成倒立,即2f=20cm;
答:凸透镜的焦距是10cm;
(2)解: 由图甲可知,当u=15cm时;此时2f>u=15cm>f、放大的实像;
答:当u=15cm时,v为30cm、放大的实像;
(3)解: 蜡烛起始位置放在6cm刻度线处,蜡烛以0.03m/s的速度向右移至30cm刻度线处,
则蜡烛移动的时间为:;
由题意可知,在7s内以不变的速度将蜡烛移动到30cm刻度线处,像距v=2f,
像移动的路程s′=70cm﹣63cm=7cm=0.07m,
像移动时的平均速度。
答:蜡烛以2.03m/s的速度向右移至30cm刻度线处,光屏移至70cm刻度线处时,这段时间内蜡烛的像移动平均速度为0.01m/s。
【分析】(1)根据凸透镜成像时,物距等于像距时,物体在二倍焦距点,可以计算焦距;
(2)根据物距、像距图像,结合物距判断像距大小;
(3)利用,计算移动的时间,根据,计算速度。
26.【答案】(1)解:在三角形AOB和COD中,AB=CD,∠AOB=∠COD;则OB=OD,即u=v;因为 ,化简得:
(2)解:投影线能成放大的实像,
【分析】(1)根据三角形全等的关系,结合物距、像距、焦距关系式,证明物距和像距相等;
(2)投影仪成像时,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,所以像距和物距的比值大于1。
27.【答案】(1)视角
(2)12.5
(3)后;变小
(4)大于
【解答】解:(1)我们看到物体的大小取决于它对眼睛所成的视角的大小,物体离眼睛越近视角越大,我们就感觉到物体大,物体离眼睛越远视角越小,就感觉到物体小;
(2)正常人的眼睛看物体最清晰、最不容易疲劳的距离即为明视距离为25厘米,因平面镜成像时物距与像距是相等的,如能清晰看到镜中的像,就必须人到像的距离为25厘米,那么人到镜的距离为人到像距离的一半,即为12.5厘米;
(3)看远处的物体时,入射光线几乎平行,物体成像在视网膜上;但看近处的物体时,如图所示,入射光线比较发散,若晶状体的焦距不变,则像会落在视网膜的后面,若想看清近处的物体,就应该增大晶状体的会聚功能,即使晶状体的焦距变小,如图所示:
;
(4)近视眼患者戴的是凹透镜,凹透镜的四周的厚度要比中间的厚度厚,故这种超薄镜片的边缘厚度大于0.05mm.
故答案为:(1)视角;(2)12.5 ;(3)后,变小;(4)大于。
【分析】(1)根据“视角越大,对物体的观察就越清楚”来分析;(2)根据“正常眼的明视距离25 cm”和平面镜成像的规律分析;(3)根据物体向凸透镜靠近,像远离凸透镜分析;人的眼睛的晶状体随着物体距离人的距离可以调节焦距;(4)近视眼戴凹透镜,凹透镜的中间薄,边缘厚。
28.【答案】解:水滴相当于凸透镜,透过水滴看报纸上的字,水滴起放大镜的作用,对报纸上的字成正立放大的虚像,所以小明看到的文字变大了。
【分析】半圆的水滴相当于凸透镜,当物体在凸透镜的焦距内时,凸透镜相当于放大镜,能成正立放大的虚像。
29.【答案】有水的透明水瓶相当于一个凸透镜,凸透镜能会聚太阳光,当干草或树叶等易燃物处于焦点处时容易着火,引起火灾.
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