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第五章 透镜及其应用 单元模拟测试卷
一、单选题
1.在人迹罕至的热带丛林,常常发生神秘的大火,使大片森林付之一炬,许多鸟兽葬身火海。起初人们并不知道森林起火的原因,经过长期的调查与研究,人们发现其中可能的原因之一竟是树叶上的露珠。这是因为露珠( )
A.相当于一个凸透镜,会聚光线 B.相当于一个凸透镜,发散光线
C.相当于一个凹透镜,会聚光线 D.相当于一个凹透镜,发散光线
2.近视眼要看清远处的物体应该佩戴( )
A.凹透镜 B.凸透镜 C.面镜 D.凸面镜
3.探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,光屏上得到一个清晰的像,下列光学仪器中,利用了这一原理的是( )
A.潜望镜 B.照相机 C.投影仪 D.放大镜
4.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,光屏上出现了清晰的像,则这个像是( )
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
5.我们的世界因光而缤纷,如图所示的现象中,能用光的反射解释的是( )
A. 日晷计时
B. 筷子“弯折”
C. 文字“放大”
D. 水中倒影
6.图a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是( )
A.甲→乙→丙→丁 B.乙一丙一甲一丁
C.乙一丁→甲一丙 D.丙→甲→乙→丁
7.马路上的一种球形交通摄像头能拍清楚几百米远的物体.如图所示为这种摄像头成像的示意图,镜头与像屏的位置都不变,两者间距很小.图中O 是透镜的光心,E 是主光轴与屏的交点,M 是线段OE 的中点,被跟踪的汽车前车牌在靠近摄像头时总能在屏上成清晰的像.在车驶近摄像头的过程中( )
A.透镜的焦距不变且右侧焦点一定在O点与 M 点之间
B.透镜的焦距不变且右侧焦点一定在 M 点与 E 点之间
C.透镜的焦距变化且右侧焦点一定在O 点与 M 点之间
D.透镜的焦距变化且右侧焦点一定在M 点与 E 点之间
8.如图所示,平面镜水平放置且镜面朝上,在镜面上方竖直放置一凸透镜,在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S,关于点光源在该光具组中成像情况的判断,正确的是( )。
A.两个实像,两个虚像 B.两个实像,一个虚像
C.一个实像,两个虚像 D.一个实像,三个虛像
9.在用一凸透镜研究其成像的规律时,小滨同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是( )
实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm
1 20 倒立、等大、实像
2 30 15
3 15 倒立、放大、实像 30
A.第1次实验的像距为40cm
B.第2次实验成倒立、放大的实像
C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同
D.若物距是12cm,物体通过透镜所成的像是实像
10.学校科技节活动中,小明利用手机和透镜自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是( )
A.手机到透镜的距离应大于透镜的两倍焦距
B.墙上呈现的是手机画面的正立、放大的实像
C.制作简易投影仪的透镜,可以用来矫正近视眼
D.要使墙上的像变大,应适应减小手机与透镜间的距离
二、填空题
11.放大镜是 镜,通过放大镜看报纸时,适当调整放大镜到字的距离,就能观察到字的 、 的虚像,并且像与字在放大镜的 。
12.如图,宇航员王亚平在太空舱中利用失重状态制成了一个完美的水球,我们透过水球也可以看到她的“脸”,水球相当于 (选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”),王亚平与她的像是在水球的 (选填“同侧”或“异侧”)。
13.如图所示,在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片对光有 可用于矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
14.小玉同学研究凸透镜成像规律,发现蜡烛、凸透镜和光屏如图所示放置时,蜡烛通过凸透镜在光屏上成一个倒立 (填“放大”或“缩小”)的实像, (填“照相机”或“幻灯机”)就是利用凸透镜的这个特点制成的。
15.探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)由图甲可知,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)按图乙安装器材时,需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在 ;
(3)当三者处于图乙位置时,光屏上恰好能得到清晰的像,则像的特点为 、 的实像,生活中的透镜成像和此相同的是 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);
(4)为了便于观察,实验的环境应该 (选填“较暗”或“较亮”)一些;蜡烛烧短后,光屏上的像将向 移动。
16.常用体温汁的刻度部分为三棱体,横截面如图所示,其正面是圆弧形.进行读数时,若分别沿A、B方向观察.其中沿 方向观察易于读数,这是应用了 原理.
17.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 cm以内;把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将 (选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”)。
18.有些人的眼睛只能看清远处的物体,而不能看清近处的物体,这样的眼睛需佩戴 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)矫正。这种透镜对光有 作用。
三、实验探究题
19.某同学想探究“凸透镜成实像时,像距与物距的关系”,所用的实验器材有:焦距为10cm的凸透镜、光具座、蜡烛、光屏等。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使 、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一 上;
(2)实验中装有凸透镜的滑块一直固定在光具座上的50cm刻度线处不变(如图所示),则应将装有蜡烛的滑块放置在光具座的0至 cm刻度线之间的某一位置;
(3)进行操作,记录数据,并将实验数据在方格纸上描点如图所示,请用笔画线将图像补充完整 ;
(4)分析图像可得出的结论是:凸透镜成实像时, ;
(5)从图像中可以看出,当把装有蜡烛的滑块放置在光具座32cm刻度线处时,像距为 cm。
20.小李用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。实验桌上现有A、B两个凸透镜,其中凸透镜A的焦距为40cm,凸透镜B的焦距为10cm。光具座上标尺的刻度范围如图。
实验次序 物体到凸透镜的距离u/cm 光屏上像到凸透镜的距离v/cm 光屏上像的大小
1 60 12 缩小
2 30 15 缩小
3 20 20 等大
4 15 30 放大
5 12 60 放大
(1)小王想探究凸透镜成像的规律,应选用 凸透镜(选填“A”或“B”)。
(2)小王在图中的光具座上,不断改变蜡烛与透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所获得的实验数据如表所示。分析实验数据可知:
①从实验次序2、3、4可以看出,当成实像时,物体到凸透镜的距离越短,光屏上像的大小就越 ;
②同一凸透镜,成实像时,像距v随物距u的增大而 。
21.小明同学利用如图甲所示器材探究“凸透镜成像规律:
由于实验中凸透镜的焦距未知,所以小明同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距,如图乙所示
(1)实验时,将光源、凸透镜和光屏靠近并调节,使三者的中心大致在同一高度上,其目的是
(2)小明将凸透镜固定在光具座零刻度线上,光源移至8cm刻度处,发现向右移动光屏,不能在光屏上找到清晰的像,为了能够在光屏上找到清晰缩小的像他应该
(3)小明在光屏上观察到一个清晰的像后,将自己的近视眼镜放到凸透镜的左侧,结果发现光屏上的像变模糊了,若凸透镜和光屏位置保持不变,则应向 透镜(选填“靠近”或“远离”)的方向移动光源,才能再次找到一个清晰的像。
四、作图题
22.如图所示,请根据通过凸透镜的光线画出入射光线。
23.两条光线通过透镜的光路如图所示。该透镜是 透镜(选填“凸”“凹”),光线a透过玻璃砖,照射在木板上画出: 。
①光线a穿过玻璃砖的大致光路;
②木板M点在玻璃砖AB平面成的像M'。
24.如图,光线经过凹透镜会发生折射,请画出折射光线或入射光线。
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第五章 透镜及其应用 单元模拟测试卷
一、单选题
1.在人迹罕至的热带丛林,常常发生神秘的大火,使大片森林付之一炬,许多鸟兽葬身火海。起初人们并不知道森林起火的原因,经过长期的调查与研究,人们发现其中可能的原因之一竟是树叶上的露珠。这是因为露珠( )
A.相当于一个凸透镜,会聚光线 B.相当于一个凸透镜,发散光线
C.相当于一个凹透镜,会聚光线 D.相当于一个凹透镜,发散光线
【答案】A
2.近视眼要看清远处的物体应该佩戴( )
A.凹透镜 B.凸透镜 C.面镜 D.凸面镜
【答案】A
【解析】【解答】近视眼晶状体对光的会聚能力太强,在看远处物体时成像在视网膜之前,要看清物体,则要佩戴具有发散作用的凹透镜,使光线延迟会聚,使像后移到视网膜上。
故答案为:A。
【分析】近视眼是晶状体过厚使得对光线的偏折能力过强导致的,像成在视网膜的前方,应该佩戴凹透镜进行校正。
3.探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,光屏上得到一个清晰的像,下列光学仪器中,利用了这一原理的是( )
A.潜望镜 B.照相机 C.投影仪 D.放大镜
【答案】C
4.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,光屏上出现了清晰的像,则这个像是( )
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】A
【解析】【解答】从图中可以看到,烛焰到凸透镜的距离是物距,物距大小是 光屏到凸透镜的距离是像距,像距大小是
可知物距大于像距,此时光屏上出现了清晰的像,根据凸透镜的成像规律可知,这时成的是倒立缩小的实像。
故答案为:A。
【分析】当凸透镜成像时,物距大于像距时,成倒立缩小的实像。
5.我们的世界因光而缤纷,如图所示的现象中,能用光的反射解释的是( )
A. 日晷计时
B. 筷子“弯折”
C. 文字“放大”
D. 水中倒影
【答案】D
6.图a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是( )
A.甲→乙→丙→丁 B.乙一丙一甲一丁
C.乙一丁→甲一丙 D.丙→甲→乙→丁
【答案】C
【解析】【解答】凸透镜先贴着刻度尺,此时物距小于凸透镜的一倍焦距时成的是正立、放大的虚像,看到的是乙图;接下来凸透镜逐渐远离刻度尺,物距增大,当增大到等于凸透镜的一倍焦距时,不成像;继续远离刻度尺,当物距大于一倍焦距且小于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,此时看到的是丁图;继续远离至物距等于凸透镜的两倍焦距时,成倒立、等大的实像,此时看到的是甲图;凸透镜继续远离至大于凸透镜的两倍焦距时,成倒立、缩小的实像,此时看到的是丙图。ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体在凸透镜焦点内时,成正立放大的像,在一倍焦距和二倍焦距之间时,像是倒立放大的,在二倍焦距以外时,像是倒立缩小的。
7.马路上的一种球形交通摄像头能拍清楚几百米远的物体.如图所示为这种摄像头成像的示意图,镜头与像屏的位置都不变,两者间距很小.图中O 是透镜的光心,E 是主光轴与屏的交点,M 是线段OE 的中点,被跟踪的汽车前车牌在靠近摄像头时总能在屏上成清晰的像.在车驶近摄像头的过程中( )
A.透镜的焦距不变且右侧焦点一定在O点与 M 点之间
B.透镜的焦距不变且右侧焦点一定在 M 点与 E 点之间
C.透镜的焦距变化且右侧焦点一定在O 点与 M 点之间
D.透镜的焦距变化且右侧焦点一定在M 点与 E 点之间
【答案】D
【解析】【解答】摄像机的镜头与照相机的镜头类似,其原理是:物距u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像,且f<v<2f;由题意可知,被跟踪的汽车前车牌在靠近摄像头时总能在屏上成清晰的像,因为镜头与像屏的位置都不变,即像距v不变,所以透镜的焦距f是变化的,且满足光屏在1f和2f之间的条件,即f<v<2f;由此可得: ,
且 ,
即: ;
因为M是线段OE的中点,所以 ,
即透镜右侧焦点一定在M点和E点之间变化。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
【分析】摄像头成像时,像在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间。
8.如图所示,平面镜水平放置且镜面朝上,在镜面上方竖直放置一凸透镜,在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S,关于点光源在该光具组中成像情况的判断,正确的是( )。
A.两个实像,两个虚像 B.两个实像,一个虚像
C.一个实像,两个虚像 D.一个实像,三个虛像
【答案】A
【解析】【解答】(1)由题知,凸透镜主光轴上两倍焦距处有一点光源S;首先可以确定点光源S在凸透镜右侧两倍焦距处可以成一个等大的实像S1,这个实像又可以通过平面镜成一个虚像S2(平面镜成像);
(2)点光源S通过平面镜可以成一个虚像S3,形成的这个虚像S3(相当于一个发光点)又可以通过凸透镜再成一个等大的实像S4(因S3在两倍焦距处的正下方,且过光心的光线传播方向不变)。
由于通过S4的光线不能被平面镜反射(或不能再射向平面镜),所以S4不能在平面镜中再成一个虚像;
所以会出现两个实像,两个虚像,即S能成四个像。如下图所示:
故选A。
【分析】(1)凸透镜成像规律:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪。
u=f,光线平行射出,既不成实像,也不成虚像。
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。
(2)平面镜成像的特点:虚像,物像等大,物像等距,物像连线与镜面垂直
9.在用一凸透镜研究其成像的规律时,小滨同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是( )
实验次序 物距/cm 像的性质 像距/cm
1 20 倒立、等大、实像
2 30 15
3 15 倒立、放大、实像 30
A.第1次实验的像距为40cm
B.第2次实验成倒立、放大的实像
C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同
D.若物距是12cm,物体通过透镜所成的像是实像
【答案】D
【解析】【解答】A.根据表中信息,当物距为20cm时,成倒立、等大的实像,则物距等于二倍焦距,即,此时像距等于物距,等于20cm,故A错误;
B.当物距为30cm时,物距大于二倍焦距,即u>2f,成倒立、缩小的实像,故B错误;
C.当物距为15cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,即2f>u>f,成倒立放大的实像,应用是投影仪,照相机成像时,物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像,故C错误;
D.若物距是12cm,则物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、放大的实像,故D正确。
故选D。
【分析】根据凸透镜成倒立、等大的实像,判断物体在二倍焦距,计算凸透镜的焦距;当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像其实际应用是照相机;当2f>u>f时,凸透镜成倒立、放大的实像,实际应用是投影仪或幻灯机。
10.学校科技节活动中,小明利用手机和透镜自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是( )
A.手机到透镜的距离应大于透镜的两倍焦距
B.墙上呈现的是手机画面的正立、放大的实像
C.制作简易投影仪的透镜,可以用来矫正近视眼
D.要使墙上的像变大,应适应减小手机与透镜间的距离
【答案】D
【解析】【解答】A.使用手机制作投影仪时,手机到透镜的距离应在一倍焦距和两倍焦距间,A不符合题意;
B.投影仪成像时,是画面的倒立、放大的实像,B不符合题意;
C.制作简易投影仪的透镜是凸透镜,可以矫正远视眼,C不符合题意;
D.要使投影仪成像变大,物体靠近镜头,应适当减小手机与透镜间的距离,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】投影仪成像时,物体在一倍焦距和二倍焦距间,成倒立放大的实像;物体靠近凸透镜时,实像变大;凸透镜可以矫正远视眼。
二、填空题
11.放大镜是 镜,通过放大镜看报纸时,适当调整放大镜到字的距离,就能观察到字的 、 的虚像,并且像与字在放大镜的 。
【答案】凸透;正立;放大;同侧
【解析】【解答】放大镜是凸透镜。当物距小于f时,就能观察到字的正立、放大的虚像,像与字在放大镜的同侧。
【分析】透镜成像规律:物体距透镜小于一倍焦距,呈正立放大的虚像,应用为放大镜。
12.如图,宇航员王亚平在太空舱中利用失重状态制成了一个完美的水球,我们透过水球也可以看到她的“脸”,水球相当于 (选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”),王亚平与她的像是在水球的 (选填“同侧”或“异侧”)。
【答案】凸透镜;异侧
13.如图所示,在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片对光有 可用于矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】会聚;远视眼
【解析】【解答】将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜,这种眼镜是用来矫正远视眼的。
【分析】远视眼是晶状体过薄使得对光线的偏折能力较弱导致的,像成在视网膜的后方,应该佩戴凸透镜进行校正。
14.小玉同学研究凸透镜成像规律,发现蜡烛、凸透镜和光屏如图所示放置时,蜡烛通过凸透镜在光屏上成一个倒立 (填“放大”或“缩小”)的实像, (填“照相机”或“幻灯机”)就是利用凸透镜的这个特点制成的。
【答案】放大;幻灯机
【解析】【解答】物体到凸透镜的距离是物距,像到凸透镜的距离是像距;如图,物距小于像距,成倒立、放大的实像;利用凸透镜的这个特点制成的有投影仪或幻灯机;
【分析】物距小于像距时,成倒立放大的实像。
15.探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)由图甲可知,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)按图乙安装器材时,需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在 ;
(3)当三者处于图乙位置时,光屏上恰好能得到清晰的像,则像的特点为 、 的实像,生活中的透镜成像和此相同的是 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);
(4)为了便于观察,实验的环境应该 (选填“较暗”或“较亮”)一些;蜡烛烧短后,光屏上的像将向 移动。
【答案】10.0;同一高度;倒立;放大;投影仪;较暗;上
16.常用体温汁的刻度部分为三棱体,横截面如图所示,其正面是圆弧形.进行读数时,若分别沿A、B方向观察.其中沿 方向观察易于读数,这是应用了 原理.
【答案】A;凸透镜成放大的虚像
【解析】【解答】沿A的方向易于观察,因为体温计是三棱状,相当于凸透镜,水银柱在凸透镜的一倍焦距以内,成正立、放大的虚像.
【分析】中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,物体在凸透镜的焦点内时,成放大的虚像。
17.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 cm以内;把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将 (选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”)。
【答案】5;变小
【解析】【解答】(1)当u=10cm,v=10cm时所成的像是等大、倒立的实像,在二倍焦距处,故2f=10cm,所以焦距f=5cm;将该凸透镜当作放大镜使用时,物距应小于一倍焦距,即5cm以内;
(2)此过程中,物距变大,像会变小。
【分析】(1)根据凸透镜成像的几种情况和应用进行判断:物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距:u(2)当物距大于焦距时,凸透镜成实像;凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
18.有些人的眼睛只能看清远处的物体,而不能看清近处的物体,这样的眼睛需佩戴 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)矫正。这种透镜对光有 作用。
【答案】凸透镜;会聚
【解析】【解答】有些人的眼睛只能看清远处的物体,而不能看清近处的物体,这是远视眼的症状。远视眼需要用凸透镜矫正,它对光线有会聚作用。
【分析】根据远视眼的成因和矫正方法分析解答。
三、实验探究题
19.某同学想探究“凸透镜成实像时,像距与物距的关系”,所用的实验器材有:焦距为10cm的凸透镜、光具座、蜡烛、光屏等。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使 、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一 上;
(2)实验中装有凸透镜的滑块一直固定在光具座上的50cm刻度线处不变(如图所示),则应将装有蜡烛的滑块放置在光具座的0至 cm刻度线之间的某一位置;
(3)进行操作,记录数据,并将实验数据在方格纸上描点如图所示,请用笔画线将图像补充完整 ;
(4)分析图像可得出的结论是:凸透镜成实像时, ;
(5)从图像中可以看出,当把装有蜡烛的滑块放置在光具座32cm刻度线处时,像距为 cm。
【答案】烛焰;高度;40;;像距随物距的增大而减小;25
20.小李用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。实验桌上现有A、B两个凸透镜,其中凸透镜A的焦距为40cm,凸透镜B的焦距为10cm。光具座上标尺的刻度范围如图。
实验次序 物体到凸透镜的距离u/cm 光屏上像到凸透镜的距离v/cm 光屏上像的大小
1 60 12 缩小
2 30 15 缩小
3 20 20 等大
4 15 30 放大
5 12 60 放大
(1)小王想探究凸透镜成像的规律,应选用 凸透镜(选填“A”或“B”)。
(2)小王在图中的光具座上,不断改变蜡烛与透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所获得的实验数据如表所示。分析实验数据可知:
①从实验次序2、3、4可以看出,当成实像时,物体到凸透镜的距离越短,光屏上像的大小就越 ;
②同一凸透镜,成实像时,像距v随物距u的增大而 。
【答案】(1)B
(2)大;减小
21.小明同学利用如图甲所示器材探究“凸透镜成像规律:
由于实验中凸透镜的焦距未知,所以小明同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距,如图乙所示
(1)实验时,将光源、凸透镜和光屏靠近并调节,使三者的中心大致在同一高度上,其目的是
(2)小明将凸透镜固定在光具座零刻度线上,光源移至8cm刻度处,发现向右移动光屏,不能在光屏上找到清晰的像,为了能够在光屏上找到清晰缩小的像他应该
(3)小明在光屏上观察到一个清晰的像后,将自己的近视眼镜放到凸透镜的左侧,结果发现光屏上的像变模糊了,若凸透镜和光屏位置保持不变,则应向 透镜(选填“靠近”或“远离”)的方向移动光源,才能再次找到一个清晰的像。
【答案】(1)使物体的像能够成在光屏的中央
(2)将光源向左移至20cm以外
(3)远离
【解析】【解答】(1) 实验时,将光源、凸透镜和光屏靠近并调节,使三者的中心大致在同一高度上,其目的是使物体的像能够成在光屏的中央;
(2)由图乙可知,凸透镜的焦距f=10.0cm,光源移至8cm刻度处,成立正立放大的虚像,光屏无法承接,要想光屏承接到清晰缩小的像,物距需大于2倍焦距,即需将光源向左移至20cm刻度以外;
(3)近视眼镜是凹透镜,对光线具有发散作用,因此新的所成的像应在光屏的右侧,若凸透镜和光屏位置保持不变,即相当于像距变小,根据凸透镜成像规律,物距需适当变大,可在光屏上成一个清晰的像,则应向远离透镜的方向移动光源,才能再次找到一个清晰的像。
故答案为:(1)第1空、使物体的像能够成在光屏的中央;
(2)第1空、将光源向左移至20cm刻度以外;
(3)第1空、远离。
【分析】(1)实验时,将光源、凸透镜和光屏靠近并调节,使三者的中心大致在同一高度上,像才能成在光屏的中央;
(2)根据凸透镜的成像规律判断需要成=清晰缩小的像的物距大小;
(3)近视眼镜是凹透镜,对光线具有发散作用,与凸透镜组成成透镜组合后相当于一个焦距变大的凸透镜,光屏不变相当于新的透镜组合下像距变小,根据凸透镜成像的规律可得到物距变大。
四、作图题
22.如图所示,请根据通过凸透镜的光线画出入射光线。
【答案】
23.两条光线通过透镜的光路如图所示。该透镜是 透镜(选填“凸”“凹”),光线a透过玻璃砖,照射在木板上画出: 。
①光线a穿过玻璃砖的大致光路;
②木板M点在玻璃砖AB平面成的像M'。
【答案】凹;
【解析】【解答】由图可知,两条光线通过透镜后变得比原来发散,说明该透镜具有发散作用,故该透镜是凹透镜。
①光线从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角,折射光线偏向法线;当光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线偏离法线。玻璃砖左右两个面是平行的,根据光路的可逆性可知,则从玻璃砖射出的折射光线与射向玻璃砖的入射光线a要平行。据此作出光线a穿过玻璃砖的大致光路。
②因平面镜成像时像与物关于镜面对称,先向上延长平面AB,再作出M点关于AB的对称点M',即为M点在玻璃砖AB平面成的像M'。如图所示:
【分析】凹透镜对光有发散作用;根据光线判断透镜种类;根据入射光线画出折射光线的位置;根据平面镜成像的特点,画出对称的像的位置。
24.如图,光线经过凹透镜会发生折射,请画出折射光线或入射光线。
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】光线平行于凹透镜的主光轴,折射光线的反向延长线过焦点,当光线过光心,传播方向不变,如图 ;
【分析】根据凹透镜的三条特殊光线作图。
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