中考物理一轮复习·学与练
专题三 透镜及其应用
考 点 清 单
考点一 透镜
1. 透镜六大要素?
(1)主光轴:通过两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴(如图中线段CC′)。
(2)光心:主轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫做透镜的光心。
(3)焦点:凸透镜使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点(如图中F点)。
(4)焦距:焦点到凸透镜光心的距离,用f表示(如图中线段OF)。
(5)物距:物体到 的距离(用u表示)。
(6)像距:像到 的距离(用v表示)。
2. 凸透镜和凹透镜对比
(1)凸透镜:中间 、边缘 的镜片;对光线有 作用,凸透镜焦距越小,透镜对光的会聚作用越强;如照相机、投影仪、放大镜、远视镜。
(2)凹透镜:中间 、边缘 的镜片;对光线有_____作用,凹透镜的焦距越小,透镜对光的发散作用越强;如近视镜。
考点二 生活中的透镜
1. 照相机:镜头是由一组透镜组成的,相当于一个凸透镜,照像时,物体离照相机镜头比较远,所成的像是 、 的实像。
2. 投影仪:利用凸透镜成像,物体离投影仪镜头比较近,所成的像是 、 的实像。
3. 放大镜:生活中常用的放大镜是一个凸透镜,将放大镜放在物体与眼睛之间,适当调整距离,可以观察到物体成正立、放大的虚像。
4. 实像和虚像
(1)实像:光屏 (选填“能”或“不能”)承接到所成的像,且物与像在透镜 侧。
(2)虚像:光屏 _____(选填“能”或“不能”)承接到所成的像,且物与像在透镜 侧。
考点三 凸透镜成像的规律及其应用?
1. 物距与焦距的关系:u>2f;像距与焦距的关系:f<v<2f;像的性质:倒立、缩小、 ;如 。
2. 物距与焦距的关系:u=2f;像距与焦距的关系:v=2f;像的性质:倒立、 、 ;如确定凸透镜焦距。
3. 物距与焦距的关系:f<u<2f;像距与焦距的关系:v>2f;像的性质: 、放大、 ;如投影仪。
4. 物距与焦距的关系:u=f;________,光经过凸透镜后平行于主光轴。
5. 物距与焦距的关系:u<f;正立、放大、 ;如 。
6. 成实像时,物距增大,像距 ,像 ;成虚像时,物距增大,像距 ,像 。
考点四 眼睛和眼镜
1. 眼睛
(1)正常眼睛的成像原理:晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,视网膜相当于 。
(2)成像特点:呈 、 、 像。
2. 视力缺陷及其矫正
(1)近视眼成因:晶状体太厚,折光能力太强,成像于视网膜前;配戴 透镜做成的眼镜。
(2)远视眼成因:晶状体太薄,折光能力太弱,成像于视网膜后;配戴 ___透镜做成的眼镜
考点五 显微镜和望远镜
1. 显微镜:显微镜的物镜成倒立、 的实像,落在目镜的1倍焦距以内,目镜再一次成正立、放大的 像。
2. 望远镜:望远镜的物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成 、缩小的实像,目镜相当于一个放大镜,成正立、 的虚像。
?重 难 点 讲 解
命题点1 凸透镜的成像规律及应用
经典例题1 如图所示,保持凸透镜位置不变,先后将蜡烛放在图示各点处,并分别调整光屏的位置,则
(1)当将蜡烛放在a点时,光屏上出现一个 、 的像。此现象在生活中的应用是 。当蜡烛向靠近透镜的方向移动时,要使光屏上再次出现清晰的像,光屏应向 (选填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动,此时像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)当将蜡烛放在b点时,移动光屏得到了一个等大清晰的像,且测量得到b点到凸透镜光心的距离是18 cm,则此凸透镜的焦距为____cm,这个像是 (选填“正立”或“倒立”)的。
(3)当将蜡烛放在c点,光屏上出现 、 的像,此现象在生活中的应用是 。若在c点与透镜之间的位置放了一副眼镜,原来光屏上清晰的像变模糊,当光屏远离凸透镜到适当位置又得到一清晰的像,则这副眼镜是 (选填“近”或“远”)视眼镜。
(4)当将蜡烛放在d或e点时,此时光屏 (选填“能”或“不能”)出现蜡烛的像。
【解析】(1)当将蜡烛放在a点时,此时u>2f,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机应用了此原理,根据“物远像近像变小,物近像远像变大”可知,当蜡烛向靠近透镜的方向移动时,此时物距减小,要使光屏上再次出现清晰的像,像距应增大,即光屏应向远离透镜的方向移动,此时像变大;(2)b点到凸透镜光心的距离是18 cm,得到了一个等大清晰的像,根据凸透镜成像规律可知u=v=2f=18 cm,此时成倒立、等大的实像,所以此凸透镜的焦距为9 cm;(3)当将蜡烛放在c点时,此时f答案:(1)倒立 缩小 照相机 远离 变大 (2)9 倒立 (3)倒立 放大 投影仪 近 (4)不能
考向训练1 为纪念伽利略将望远镜用于天文观溯四百周年,联合国将今年定为国际天文年(宣传画如图所示)。伽利略望远镜利用了凸透镜成像的原理,关于凸透镜成像,以下说法正确的是( )
A. 当物体位于凸透镜一倍焦距以内时,成倒立、放大的虚像
B. 当物体位于凸透镜的三倍焦距处,成倒立、缩小的实像
C. 凸透镜所成的实像都是缩小的,虚像都是放大的
D. 凸透镜所成的像都能呈现在光屏上
考向训练2 小方同学做“探究凸透镜成像规律”实验,当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时,光屏上得到了清晰的像,则( )
A. 得到的像是正立缩小的实像
B. 得到的像是倒立放大的实像
C. 把蜡烛向左移动,调整光屏的位置,得到的清晰像变小
D. 把蜡烛向右移动少许,要得到清晰的像,应向左移动光屏
命题点2 透镜成像作图
经典例题2 凸透镜成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示,O点为光心,F为其焦点,图乙是运用经过凸透镜的两条特殊光线,所画物体AB 经凸透镜成的像A′B′的光路图。请参照图乙,在图丙中画出物体CD 经过凸透镜所成的像C′D的光路图。
甲 乙
丙
【解析】从题图乙中可以看出,从C点发出的两条特殊光线:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点;过光心的光线其传播方向不变。在图丙中作出这两条特殊光线,在凸透镜的右侧交于C′点,再向主光轴引垂线,垂足即为D点的像点D′,C′D′即为CD的像。如图所示。
解:如图所示。
考向训练3 图中L为凸透镜,MN为其主光轴,O为光心,若物体AB经凸透镜成的实像为A′B′,试用作图的方法确定凸透镜的一个焦点F,并在图中标出F的位置。
考向训练4 如图,L表示凹透镜,MN为主光轴,O点为光心,F为焦点。图甲和图乙表示经过凹透镜的两条特殊光路,请运用凹透镜的特殊光路,在图丙中画出物体AB通过凹透镜所成虚像A′B′的光路图。
甲 乙
丙
重 点 实 验 探 究
实验 探究凸透镜成像的规律
命题方向:
1. 实验前先调节烛焰中心、凸透镜的中心和光屏的中心大致在同一高度(目的是让像能成在光屏的中央;当发现像的位置超过了光屏的顶端时,有三种方法可以调节:①将光屏向上移动;②将蜡烛向上移动;③将凸透镜和光屏同时向下移动。)
2. 凸透镜对光线的作用(会聚作用)
3. 焦距的测量及判断(用平行光垂直照射到凸透镜,在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小、最亮的光斑,测出光斑到凸透镜的距离即可)
4. 光屏上找不到像的原因(①烛焰、透镜、光屏不在同一高度;②蜡烛在一倍焦距处或以内;③像距超过 光具座量程)
5. 根据物距与像距(或焦距)的关系判断成像的特点及应用
6. 根据像的要求调整物体、凸透镜或光屏的位置
7. 蜡烛变短时的成像及透镜的调整(当蜡烛燃烧变短时,光屏上成的像将向上移动;此时应将透镜向下调节,使烛焰中心和透镜中心在同一高度)
8. 用纸或手遮住凸透镜一部分,光屏上会成完整的像,像会暗些(物体各个部位发出或反射出来的光总有一部分透过凸透镜到另一侧,成像在光屏上)
9. 凸透镜前加透镜时像的变化(加凸透镜:物距变大、像距变小像变小;加凹透镜:物距变小、像距变大像变大)
10. 近视眼的形成原因及矫正方法(晶状体变厚,对光线折射能力增强,需要配戴凹透镜进行矫正)
11. 表格数据分析及根据表格数据描绘物距与像距的关系图像(可根据凸透镜成像规律判断两者之间的关系)
12. 三条特殊光线作图
实验结论:当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像;当物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像;当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,成倒立、放大的实像;当物距小于1倍焦距时,成正立、放大的虚像,成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
经典例题4 在“探究凸透镜成像规律”实验中:
甲 乙
丙
(1)如图甲所示,该透镜焦距f=_____cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后,点燃蜡烛,光屏上得到烛焰的像如图乙所示。若要让像成在光屏的中心位置,则可以将凸透镜向____(选填“上”或“下”)移动;
(3)如图丙所示,把蜡烛放在光具座上____(选填“A”“B”“C”或“D”)点时,在光屏上能得到一个清晰放大的像,________(选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”)就是利用这种成像规律工作的。
【解析】(1)由题图甲可知,透镜的焦距为11.0 cm,在读数时长度要估读到分度值的下一位;(2)像要下移,穿过光心的光下移,光心要下移,所以凸透镜往下移;(3)物距大于1倍焦距小于2倍焦距时,成倒立、放大的实像,因此蜡烛应放在C点,投影仪就是根据这一原理制成的.
答案:(1)11.0 (2)下 (3)C 投影仪
考向训练5 关于凸透镜成像实验,完成以下内容:
(1)首先应将蜡烛、凸透镜和______依次固定在光具座上,并调节它们的中心在同一高度。
(2)图中O为凸透镜的光心,F为焦点,请画出烛焰上的S点发出的三条光线(中间一条光线平行于主光轴)经凸透镜后的出射光线,并确定其像的位置S′。
(3)实验中当物距u等于焦距f时,某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像。对此下列解释合理的是 。
A. 因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距
B. 因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距
C. 这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像
考向训练6 如图甲所示为小明探究凸透镜的成像规律的实验。
甲 乙
丙 丁
(1)当把蜡烛放在乙图位置时,在光屏上能成清晰的 、缩小的实像;生活中的 就是利用这个原理制成的。
(2)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左调节一段距离后,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)调节;
(3)若将点光灯排成字母“F”的发光源(图丙)放在蜡烛的地方,则光屏上能看到的清晰的像是丁图中的_____________(填序号)。
中 考 真 题 演 练
1. 小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时,在光屏上得到烛焰清晰的缩小的像,然后他把燃烧的蜡烛和光屏互换位置,这时光屏上能看到( )
A. 倒立、放大的像 B. 倒立、缩小的像
C. 正立、放大的像 D. 正立、缩小的像
2. 研究凸透镜成像实验中,当烛焰位于凸透镜一倍焦距内时,眼睛通过透镜观察到的虚像可能是下图中的( )
A B C D
3. 如图是小明进行探究“凸透镜成像规律”实验时情景示意图,烛焰位于距透镜1.5倍焦距处,并在光屏上得到清晰的像。工作原理与此成像规律相同的光学器件是( )
A. 照相机 B. 放大镜 C. 投影仪 D. 潜望镜
4. 一凸透镜的焦距为15 cm,在主光轴上将点燃的蜡烛从离凸透镜20 cm处移到40 cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )
A. 像变大,像距变大 B. 像变小,像距变小
C. 像变大,像距变小 D. 像变小,像距变大
5. 资源三号02星在测绘应用方面将提供稳定高精度高质量的立体观测数据,如图是资源三号02星拍摄的地面图片。若测绘相机的焦距为50 mm,拍摄时,底片与镜头之间的距离为( )
A. 100 mm以外 B. 100 mm以内 C. 略大于50 mm D. 等于50 mm
第5题 第6题
6. 近期流行一种“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,利用自拍杆可以( )
A. 增大像距 B. 增大取景范围
C. 增大人像的大小 D. 缩短景物到镜头距离
7. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小明将烛焰放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后20 cm处的光屏上出现一个与该烛焰等大的像,下列说法正确的是( )
A. 该凸透镜的焦距是20 cm
B. 此时的物距大于20 cm
C. 当物距是30 cm时,光屏上呈现倒立缩小的像
D. 当凸透镜的一部分被遮住时,光屏上不能呈现完整的像
8. 以下有关透镜的说法,正确的是( )
A. 矫正近视眼用凹透镜,主要是利用它对光的会聚作用
B. 要使投影仪在屏幕上成的像更大一些,应让投影片离镜头更近一些
C. 照相机成像时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间
D. 放大镜只能成放大的像,不能成缩小的像
9. 小明做凸透镜成像规律的实验。将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧,实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度,如图所示.则下列四个选项中,判断正确的是( )
A. 若蜡烛放置在10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上不能呈现烛焰清晰的像
B. 若蜡烛放置在20 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
C. 若蜡烛放置在35 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
D. 若蜡烛放置在45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像
10. 拿一副远视眼镜放在凸透镜前,如图所示,光屏上出现烛焰清晰的像,移走远视眼镜,烛焰的像变得模糊。为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
A. 将蜡烛靠近凸透镜 B. 将光屏靠近凸透镜
C. 将光屏远离凸透镜 D. 将光屏和蜡烛同时靠近凸透镜
11. 在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是( )
A. 凸透镜的焦距可能为8 cm
B. 图中凸透镜成像的特点应用在了照相机上
C. 保持透镜和光屏位置不动,移动蜡烛,烛焰仍可在光屏上成清晰的像
D. 保持蜡烛和光屏位置不动,移动凸透镜,光屏上能成缩小清晰的烛焰像
12. 小明和小华在窗边用凸透镜贴近报纸看文字,看到了文字的像,在移动凸透镜时,意外的发现在报纸上出现了窗外景物的像。如图所示,两次所成的像相对于原来被观察的物体,对比像的正倒、大小、虚实三个方面,它们( )
A. 有一个方面相同,两个方面不同
B. 有两个方面相同,一个方面不同
C. 三个方面都相同
D. 三个方面都不同
第12题 第13题
13. 某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的图像,如图所示,下列判断正确的是( )
A. 该凸透镜的焦距是20 cm
B. 当u=15 cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
C. 当u=25 cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D. 把物体从距凸透镜10 cm处移动到30 cm处的过程中,像逐渐变小
14. 透过晶莹剔透的露珠,我们可以更清楚地看到小草的叶脉,这是利用了______(选填“放大镜”“幻灯机”或“照相机”)的原理。
15. 如图,在探究凸透镜成像规律实验中,凸透镜、蜡烛、光屏放在同一直线上,当烛焰在B点时,成像在A点;当烛焰在A点时,成像在C点,则凸透镜一定固定在_________之间。
16. 无人机利用携带的焦距一定的微型摄像机进行航拍,来自地面景物的光通过摄像机镜头,会聚在感光晶片上,形成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;当无人机上升时,须 (选填“增大”或“减小”)镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。
17. 如图所示,保持烛焰、凸透镜的位置不变,调节光屏到图示位置,得到清晰倒立 的实像,利用此成像特点可以制成 。
18. 人的眼睛就像是一架精密的照相机。如图所示,是描述人眼看物体的成像图,其中看远处景物的是 图,景物在视网膜上成的是 (选填“实”或“虚”)像。
甲 乙
19. 某火车站开启了刷脸进站模式,刷脸机是通过摄像机捕捉人脸信息来识别顾客的,该摄像机镜头相当于 透镜,所成的像是 (选“正立”或“倒立”)的。
第19题 第20题
20. 如图是小明将一副眼镜放在太阳光下的情景,则该眼镜可以用来矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
21. 在探究凸透镜成像规律时,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上,当蜡烛距凸透镜30.0 cm时,在光屏上成一个等大的实像,则凸透镜的焦距是 cm。
22. 为了防盗,在门上装上一个“猫眼”。“猫眼”是在小孔中嵌入一定形状的玻璃透镜,不仅使屋内的人能看清屋外的人是一个正立缩小的像,还可以扩大观察范围。请根据以上信息判断:“猫眼”中应装有 (选填“凸”或“凹”)透镜。
23. 小明同学在做“凸透镜成像”的实验中,经过调节在光屏上得到一个清晰的像,并测出物距u=20 cm,像距v=15 cm,则光屏上是倒立、 的实像,该凸透镜焦距的范围为 。
24. 我们都做过“探究凸透镜成像规律”的实验,图示为该实验的装置图。实验时首先利用太阳光测出所使用的凸透镜的焦距f。请你认真思考以下的实验方法和过程,然后回答问题:
甲:分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距f和二倍焦距2f处,调整光屏到凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点,经过分析总结得出凸透镜成像的规律。
乙:除甲中的做法外,还应该把蜡烛放在大于2f的某一位置和大于f、小于2f的某一位置,观察并记录对应的成像情况,才能总结得出凸透镜成像的规律。
丙:把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近(或从较近的位置逐渐远离),通过不断调整光屏到凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像,以及所成像的特点,包括观察所成像随烛焰位置变化而变化的趋势,尤其是在f和2f处所成像的情况,从而总结得出凸透镜成像的规律。
丁:与丙不同的是,将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离,其他做法相同。
以上探究过程与方法中,科学合理的是: (填标号)。
25. 如图A′B′是AB关于凸透镜所成的虚像,AC是从A点射向凸透镜的一束光线,请作出其经凸透镜折射后的光线。
26. 画出图中从S点射出的两条入射光线经过透镜后的折射光线。
27. 如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛放在位置A时,观测到在位置C成倒立、缩小的实像.若把蜡烛移到位置B,试作图找出蜡烛通过透镜的成像位置。
28. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)实验装置正确安装并调节后,小明同学某次实验情景如图所示,此时他在光屏上恰好能看到烛焰清晰的像。生活中的______(选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)就是利用这一原理制成的。
(2)实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像 。
A. 只出现烛焰像的上半部分
B. 只出现烛焰像的下半部分
C. 出现烛焰完整的像,但像变小了
D. 像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
(3)实验中,小明发现从左边看透镜时,能看到一个缩小的像,你认为该像是光在透镜上发生______(选填“反射”或“折射”)形成的。
29. 某同学在做凸透镜成像的实验时,所用凸透镜的焦距为 10 cm,老师要求他观察物距等于5cm时烛焰所成的像。实验时,他将点燃的蜡烛移到物距为5 cm 处(如图),移动光屏,发现光屏上只有光斑(图中未画出)。
(1)下列关于光斑的说法正确的是 (选填“A”“B”或“C”)。
A. 光斑是烛焰所成的实像
B. 光斑是烛焰所成的虚像
C. 光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的
(2)为了观察物距等于5 cm时烛焰的成像特点,请你写出接下来的操作步骤:________________。
30. 凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示,O点为光心,F为焦点。图乙中A′B′是物体AB经透镜所成的像。
(1)请画出图乙中两条入射光线的出射光线,完成成像光路图;
甲 乙
(2)在图乙中,物距用u表示,即u=BO;像距用v表示,即v=OB′;焦距用f表示,即f=OF。请运用几何知识证明:。
参考答案
考点清单
考点一 1. (5)光心 (6)光心 2. (1)厚 薄 会聚 (2)薄 厚 发散
考点二 1. 倒立 缩小 2. 倒立 放大 4. (1)能 异 (2)不能 同
考点三 1. 实像 照相机 2. 等大 实像 3. 倒立 实像 4. 不成像 5. 虚像 放大镜 6. 减小 缩小 增大 放大
考点四 1. (1)凸透镜 光屏 (2)倒立 缩小 实 2. (1)凹 (2)凸
考点五 1. 放大 虚 2. 倒立 放大
重难点讲解(考向训练)
1. B 【解析】当物体位于凸透镜一倍焦距以内时,成正立、放大的虚像,故选项A错误;当物体位于凸透镜的三倍焦距处时,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故选项B正确;凸透镜成的实像有放大的,有缩小的,成的虚像均是放大的,故选项C错误;凸透镜既能成实像,也能成虚像,只有实像能用光屏承接,故选项D错误。故选B。
2. C 【解析】蜡烛在凸透镜的二倍焦距以外,凸透镜成倒立、缩小的实像;蜡烛向左移动,物距增大,像距减小,要在光屏上得到清晰的像,光屏要向左移动;蜡烛向右移动,物距减小,像距增大,要在光屏上得到清晰的像,光屏要向右移动。故选C。
3. 解:如图所示。
【解析】选取物体AB上的A点,作一条与主光轴平行的光线,此光线经凸透镜折射后射到A′点,折射光线与主光轴相交的点为焦点F.同样,我们利用光路的可逆性,也可以在A′B′上从A′点开始作一条与主光轴平行的光线,经凸透镜折射后射到A点,折射光线与主光轴相交的点也是焦点.如答图所示.
4. 解:如图所示。
凹透镜作图的一般步骤:(1)平行于主光轴的光线,经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线(虚线表示,在入射光线一侧)过焦点(虚焦点);(2)过光心的光线不改变方向;(3)根据凹透镜的两条特殊光线(1)(2),作出从A点发出的两条光线的折射光线,再反向延长,相交的那个点就是像点A′,即A′B′为物体AB通过凹透镜所成的虚像。如图所示。
5. (1)光屏 (2)如图所示 (3)B
【解析】(1)要使观察到的像能呈在光屏的中心,就需要将蜡烛、凸透镜和光屏依次固定在光具座上,并调节它们的中心在同一高度;(2)由于平行于主光轴的光线折射后经过焦点和通过光心的光线传播方向不变,这两条特殊光线就可以确定像点,由于发光点发出的光都经过像点,如答图所示;(3)由于烛焰不是一个理想的点,有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距,所以可以在光屏一侧透过凸透镜看到烛焰正立、放大的像.
6. (1)倒立 照相机 (2)左 (3)D
【解析】(1)由题图甲可知,凸透镜的焦距为60 cm-50 cm=10 cm,当把蜡烛放在乙图位置时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,其应用是照相机;(2)将蜡烛向左调节一段距离后,物距变大,则像距要减小,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向左调节;(3)若将排成字母“F”的发光源(图丙)放在蜡烛的地方,在光屏上可以看到清晰的像,则一定是倒立的,且物像相反,所以为丁图中的D。
中考真题演练
1. A 【解析】光屏上得到清晰缩小的像,可知物距处于二倍焦距之外,像距大于一倍焦距,小于二倍焦距,燃烧的蜡烛和光屏互换位置后,根据光路的可逆性可知,现在的像距是原来的物距,此时成倒立、放大的实像,故选项A正确。故选A。
2. B 【解析】当烛焰离凸透镜的距离小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像,并且物、像同侧,物体在像和凸透镜之间,故选项B正确。故选B。
3. C 【解析】由题知,烛焰位于距透镜1.5倍焦距处,即物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,由凸透镜成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,幻灯机、投影仪都是根据这个原理制成的,故选项C正确,A、B、D错误。故选C。
4. B 【解析】根据口诀成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小可知选项B正确。故选B。
5. C 【解析】由凸透镜成像的原理,照相机是根据物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像的原理制成的,此时像距处于1倍和2倍焦距之间,并且物距很大,像距很小,底片放在略大于50 mm的位置上。故选C。
6. B 【解析】根据凸透镜成实像时,“物远像近像变小”可知,用自拍神器与直接拿手机拍照相比,物距增大了,则像变小了,同时像距减小,从而增大取景范围。故选B。
7. C 【解析】根据凸透镜成像规律,当凸透镜成倒立等大的实像时,物距u=2f,此时像距v=2f,根据题意像距为20 cm,则该凸透镜焦距为f=10 cm,因此选项A、B错误;当物距u=30 cm时,u>2f,因此此时光屏上呈现倒立缩小的像,因此选项C正确;当凸透镜的一部分被遮住时,仍然成完整的像,只是像比原先要暗一些,因此D选项错误。故选C。
8. B 【解析】矫正近视眼的确应该戴凹透镜制成的眼镜,但主要是利用凹透镜对光具有发散作用,选项A说法错误,不符合题意;凸透镜成实像时“物近像远像变大”,所以要使投影仪在屏幕上成的像更大些,应让投影片离镜头更近一些,故选项B说法正确,符合题意;照相机成像时,物距应大于二倍焦距,故选项C说法错误,不符合题意;放大镜实质就是凸透镜,凸透镜既能成放大的像,也能成缩小的像,故选项D说法错误,不符合题意。故选B。
9. C 【解析】若蜡烛放置在10 cm处,物距u=50 cm-10 cm=40 cm,物距u>2f,在光屏上可成倒立、缩小的实像,故选项A错误;若蜡烛放置在20 cm处,物距u=50 cm-20 cm=30 cm,物距u>2f,在光屏上可成倒立、缩小的实像,故选项B错误;若蜡烛放置在35 cm处,物距u=50 cm-35 cm=15 cm,f10. C 【解析】远视眼镜就是凸透镜,对光线起会聚作用,放在凸透镜前面,会使成像的像距变小,当拿走远视眼镜,成像的像距又会变大,这样就需要将光屏远离凸透镜,以增大像距。故选C。
11. B 【解析】从图中可以看出物距为30 cm,像距为20 cm。物距大于像距,所以成倒立缩小的实像,与照相机的成像特点一致,故选项B正确;此时物体位于二倍焦距以外,成像位置在一倍焦距到二倍焦距之间,即30 cm>2f,f<20 cm<2f,就有10 cm12. D 【解析】当物体到凸透镜的距离小于凸透镜的1倍焦距时,成正立、放大的虚像;当窗外的物体到凸透镜的距离大于凸透镜的2倍焦距时,在报纸上成倒立、缩小的实像。所以,两次所成的像相比于原来被观察的物体,对比像的正倒、大小、虚实三方面,三方面都不同。故选D。
13. D 【解析】根据u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,u=v=2f=20 cm时,所以f=10 cm,故选项A错误;当u=15 cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,故选项B错误;当u=25 cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,故选项C错误;物体从距凸透镜10 cm处移动到30 cm处的过程中,凸透镜的物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故选项D正确。故选D。
14. 放大镜 【解析】露珠中间厚边缘薄,形成一个水凸透镜,叶脉在水凸透镜的一倍焦距以内,成正立放大的虚像,和放大镜的原理是相同的。
15. BC 【解析】当烛焰在B点时,成像在A点;当烛焰在A点时,成像在C点,由于凸透镜成实像时光路可逆,故在B点和A点成像情况不同;故一次成的是实像,一次成的是虚像;由于AB间的距离小于AC间的距离,故当烛焰在B点时,成的是虚像,像与物体在凸透镜的同一侧,故凸透镜应该在B的左边;当烛焰在A点时,成像在C点,成的是实像,凸透镜应在AC之间,故凸透镜的位置应该在BC之间。
16. 缩小 减小【解析】摄像机是根据物体在凸透镜二倍焦距以外成倒立、缩小的实像制成的,因此在感光晶片上成倒立、缩小的实像;当无人机上升时,物距变大,根据“物远像近像变小”可知像距变小,应该减小镜头到感光晶片间的距离。
17. 放大 投影仪(幻灯机) 【解析】由图可知,此时有u2f,则在光屏上成倒立、放大的实像;该原理与投影仪和幻灯机的工作原理相同。
18. 甲 实 【解析】眼睛的晶状体厚度可自动调节,人眼看远处景物时晶状体变薄,折光能力变弱,看近处景物时晶状体变厚,折光能力变强,由此可得出甲、乙两图中看远处景物的是甲图;眼睛相当于一架照相机,视网膜相当于光屏,根据照相机原理可知,景物在视网膜上成倒立、缩小的实像。
19. 凸 倒立 【解析】摄像头的镜头相当于凸透镜,它的成像原理与照相机相同,当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像。
20. 近视眼
21. 主光轴 15.0 【解析】要使像成在光屏的中央位置,烛焰中心、光屏中心必须在凸透镜的主光轴上;当u=2f时,成等大的实像,因此,该凸透镜的焦距是15.0 cm。
22. 凹 【解析】凹透镜的焦距极短,它将室外的人或物成一个缩小的正立虚像,此像正好落在目镜(凸透镜)焦点之内,此时的目镜起着放大镜的作用,最后得到一个较为放大的正立虚像。人从外向内看时,此时的门镜相当于一个凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,所以看不到屋内成像情况。
23. 缩小 7.5 cm2f, f24. 丙、丁 【解析】为了有条理地解决问题,需要明确实验的目的,合理地设计实验方案,动手操作实验时,应该有一定的规律,由远变近或由近变远,所以丙、丁正确。
25. 如图所示。
26. 如图所示。
【解析】凹透镜中,入射光线与主光轴平行,则折射光线的反向延长线与主光轴交于虚焦点处;过光心光线的方向不变。如图所示。
27. 如图所示。
【解析】根据平行于主光轴的光线过焦点可知,过蜡烛烛焰向凸透镜作一条平行于主光轴的光线,此时经过凸透镜折射后的光线,与主光轴的交点即为凸透镜的焦点F;根据过光心的光线传播方向不变可知,连接A处蜡烛的烛焰与像C的烛焰,其与主光轴的交点即为凸透镜的光心O;故确定好光心和焦点后,我们只需作出蜡烛在B位置的这两条光线即可,即平行于主光轴的光线,经过折射后仍为光线EC,过光心的光线为OG,故将EC和OG反向延长,其交点即为此时蜡烛在B位置所成像的像点,大体作出像的位置即可(由于物像同侧,则所成像为虚像),如图所示。
28. (1)照相机 (2)D (3)反射
【解析】(1)由题图可知,像距小于物距,此时成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的;(2)挡住透镜上半部分,下半部分仍能成像,所以光屏上所成的像是完整的,只是会聚光线比原来少,像变暗了,故选项D正确;(3)从左边看透镜,能看到一个缩小的像,属于凸面镜成像,这个像是正立缩小的虚像,是光的反射现象。
29. (1)C (2)从凸透镜的右侧透过凸透镜观察
【解析】(1)由图和题意可知,所用凸透镜的焦距为10 cm,蜡烛在距凸透镜5 cm处时,u<f,则在蜡烛同侧成正立、放大的虚像,在光屏上不能成像,光屏上的光斑是烛焰发出的光折射到光屏上形成的;(2)要想观察烛焰的成像特点,需从凸透镜的右侧,通过凸透镜观察。
30. 解:(1)如图所示。