【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题十一 凸透镜成像规律问题
透镜成像是中考主要内容,重点是凸透镜成像规律、作图和探究性实验。尤其是探究性问题,需要注意.凸透镜成像规律的注意问题:
1.首先明确几个概念:物距u:物体到凸透镜的距离;像距v:像到凸透镜的距离;焦距f:焦点到凸透镜光心的距离。
2.实验仪器组装:从左往右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央,便于观察。
3.屏上得不到像:若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上;③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。⑤凸透镜焦距太大。
4.成像规律口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距定大小;像的大小像距定,像儿跟着物儿跑;实像总是两侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小;虚像总是同侧正,物近像近像变小。
5.成实像时,物上移,像下移;物左移,像右移。
6.用不透明的物体挡住透镜的一部分,光屏上的像是完整的,但是亮度变暗;透镜上落上一只苍蝇,光屏上不会成苍蝇的像。
7.成实像时,透镜不动,把蜡烛和光屏对调位置,不需调整,仍能成像,像的大小发生变化。
8.当v>u时成放大的像(倒立放大实像或正立放大虚像),当v9.实像与虚像的区别:实像:是由实际光线会聚而成的;能在光屏上承接,也可以用眼睛直接观察;像和物位于凸透镜的两侧,且一定是倒立的。
虚像:由实际光线的反向延长线会聚而成的,不能在光屏上承接,只能用眼睛观察到。像和物位于凸透镜的同侧,且一定是正立的。
10.凸透镜成像原理:光的折射。
一、透镜成像作图
利用凸透镜三条特殊光线作图。作图时要注意图中给出的是入射光线还是折射光线,具体要求是什么;无论要求是什么,都必须遵守三条特殊光线的折射规律。
二、凸透镜成像规律
1.透镜成像遵循光的折射规律。
2.牢记凸透镜成像规律(见考前速记)。把像距、物距、焦距之间的关系和成像虚实结合起来。
三、凸透镜探究性实验
凸透镜探究性实验主要分为探究像距与物距关系、探究像的虚实与物距之间关系、探究像的大小与物距、像距之间的关系、探究物距位置对像的影响、探究物距变化对像的方向(正立、倒立)的影响等。
解答凸透镜探究性实验,只要大家弄清楚凸透镜成像规律,一般情况下不难解答。
一、透镜
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3.透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4.透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
(3)焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
二、透镜的三条特殊光线
1.过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图(3)所示。
图(3)过光心的光线
2.平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图(4)所示。
图(4)平行于主轴的光线
3.经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图(5)所示。
图(5)过焦点的光线
4.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。透镜对平行光、发散光、会聚光都有发散或会聚作用。
三、凸透镜成像规律
如图(6)是常见凸透镜成像规律光路图,见表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
f﹤v﹤2f
照相机(图(6)a)
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
图(6)d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪(图(6)b)
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥f
放大镜(图(6)c)
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
图(6)凸透镜成像光路图
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。
注意:(1)实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;(2)虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由折射光线的反向延长线相交而成。
四、透镜应用
1.照相机:镜头是凸透镜,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
2.投影仪:镜头是凸透镜,物体在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。
注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。
3.放大镜:放大镜是凸透镜,放大镜到物体的距离(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像。
4.眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷)。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷))。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜。近视镜利用了凹透镜对光的发散作用。
(3)远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜(花镜)是凸透镜。远视镜利用了凸透镜对光的会聚作用,不是利用成像。
5.显微镜:显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们对物体进行两次放大。
普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理,经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
6.望远镜:望远镜也是由两组凸透镜(目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜焦点以外,在离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
一、凸透镜成像作图
【典例1】(2018?铁岭)有一点光源S,它在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,S发出的一条光线经平面镜反射后。反射光线为a、如图所示。请在图中到画出:
(1)凸透镜的焦点F;
(2)点光源S的位置;
(3)光线a经过凸透镜后的折射光线。
【解析】(1)因为反射光线好像是从虚像上发出的,已知点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,所以反向延长光线a,与主光轴的交点为凸透镜的焦点F;(2)画出像S′(F)的对称点,可得点光源的位置S;(3)光线a过凸透镜的焦点,经凸透镜后折射光线平行于主光轴,如图所示:
【答案】如图。
二、凸透镜成像规律
【典例2】(2018?锦州)在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时在光屏上呈现一个清晰的烛焰的像。下列说法正确的是( )
A.透镜不动,蜡烛和光屏都向右移动,可以看到像变大
B.此时成正立、放大的实像,与投影仪原理相同
C.透镜右移,眼睛在光屏和透镜间,通过透镜看到正立的像
D.若在透镜和蜡烛之间放远视镜片,应将光屏适当右移,可再次出现清晰的像
【解析】A、要使光屏上的烛焰的像变大,蜡烛应靠近凸透镜,同时要将光屏远离凸透镜。故A正确;B、由图可知,物距小于像距,蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间光屏上得到一个倒立、放大的实像,与投影仪原理相同,故B错误;C、透镜右移,物距大于焦距,不能成正立、放大的虚像,眼睛在光屏和透镜间,通过透镜不能看到正立的像,故C错误;D、若在透镜和蜡烛之间放一远视镜片,远视眼镜是凸透镜,对光有会聚作用,折射光线提前会聚,光屏要适当左移可再次出现清晰的像;故D错误。故选A。
【答案】A。
三、凸透镜应用
【典例3】(2018?通辽)如图,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏,下列说法正确的是( )
A.物体上的二维码是光源
B.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外
C.要使屏幕上二堆码的像变小,只需将二维码靠近凸透镜
D.影像传感器上成的是正立的实像
【解析】A、二维码本身不发光,不是光源,故A错误;B、手机摄像头相当于凸透镜,其是利用物体在2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小实像的原理制作的,故B正确;C、如果要让像变小一些,凸透镜成实像时,物远像近像变小,应增大物距,应将二维码远离凸透镜,故C错误。D、手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏,影像传感器上成的是倒立缩小实像,故D错误。故选B。
【答案】B。
一、凸透镜成像作图
1.(2018?丹东)请根据给出的入射光线,画出经凹透镜后的折射光线,再画出折射光线经平面镜后的反射光线。
2.(2018?抚顺)如图所示,凸透镜的主光轴与容器内的水面平行,F为焦点,容器底有一块平面镜MN,一条平行于主光轴的光线射向凸透镜。请画出:
(1)该入射光线经凸透镜射向水面的光线;
(2)射入水中的折射光线;
(3)经水中平面镜反射后的反射光线。
3.(2018?曲靖)在如图中,作出光线AB经过凸镜的折射光线。
4.(2018?常州)透镜左侧有一点光源S发出两条光线,经透镜折射后在右侧的出射光线如图所示,请在图中通过光路作图标出点光源S的位置。
5.(2018?营口)如图所示,凸透镜与水面平行,一侧的焦点恰好在水面上,水中一束入射光线射向凸透镜的焦点,请画出这束光线发生反射和折射后的光路图。
6.(2018?河池)请完成图中光通过透镜后的光路。
7.(2018?大庆)请补充完整通过凹透镜两条光线的光路图(其中一条光线指向透镜左侧焦点,另一条光线平行于主光轴)
8.(2018?凉山州)如图所示,两透镜的主光轴在同一直线上,且两透镜的焦点正好重合,根据光路图,在方框内填上适当透镜的符号。
二、凸透镜成像规律
9.(2018?柳州)如图所示,能正确表示照相机成像原理的是( )
A. B.
C. D.
10.(2018?常州)蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物﹣中华虎风蝶,他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲,为了拍摄照片乙,应( )
A.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C.相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D.相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
11.(2018?益阳)如图所示,发光二极管组成的红旗图案放在凸透镜之前,与凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间,则红旗在光屏上所成清晰的像可能是下图中的( )
A. B. C. D.
12.(2018?乌鲁木齐)夜晚,发着光的小萤火虫从放大镜的2倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,则萤火虫的像( )
A.远离放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
B.远离放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
C.靠近放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
D.靠近放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
13.(2018?广西)如图所示,使用手机摄像头扫描維码时,成缩小的实像。下列仪器成像特点与其相同的是( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.显微镜
14.(2018?深圳)用一个焦距为10cm的放大镜来观察邮票细节,放大镜与邮票的距离应( )
A.大于20cm B.等于10cm
C.小于10cm D.在10cm与20cm之间
15.(2018?黄石)探究小组将装有半杯清水的圆柱形透明玻璃杯放在水平窗台上,透过玻璃杯观察街对面的指路牌。当从水面上方观察时,看到指路牌上的箭头指向右方;若从水面下方观察,下面有关现象和成像原理说法正确的是( )
A.箭头指向右方 B.指路牌上下宽度变大
C.指路牌上的字上下颠倒 D.原理类似于照相机成像
16.(2018?枣庄)近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用“自拍神器”可以( )
A.增大像距 B.增大像的大小
C.缩短景物到镜头距离 D.增大取景范围
17.(2018?自贡)关于凸透镜的应用,下列说法正确的是( )
A.凸透镜成的像都是实像
B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内
C.投影仪中的投影片放在镜头二倍焦距以外
D.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
18.下列关于凸透镜应用的说法,正确的是( )
A.近视眼需要佩戴凸透镜来矫正
B.放大镜成正立、放大的实像
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.要使投影仪成像变大,应使投影仪远离屏幕,同时使镜头靠近投片
19.(2018?六盘水)测绘人员绘制地图时,常需要从高空飞机上向地面拍照,若使用的相机镜头焦距为50mm,则胶片与镜头的距离应为( )
A.100mm以外 B.恰为50mm C.50mm以内 D.略大于50mm
20.(2018?朝阳)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为_________cm(长度要求估读)。
(2)如图乙所示,要使像成在光屏的中央,应将光屏向_________(填“上”或“下”)调整。
(3)当烛焰距离凸透镜12cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、_________的实像。
(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。如果实验中已经在光屏上得到了一个清晰的像,实验小组的小花在烛焰和凸透镜之间又加放了一个远视眼镜。如图内所示,则应该向_________(填“远离”或“靠近“)凸透镜的方向移动光屏,才能再次得到清晰的像。
21.(2018?葫芦岛)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:实验装置如图所示。
下表是实验中得到的数据和观察的结果
次数
物距u/cm
成像情况
像距v/cm
1
50.0
倒立、缩小、实像
12.5
2
30.0
倒立、缩小、实像
15.0
3
20.0
倒立、等大、实像
20.0
4
15.0
倒立、放大、实像
5
8.0
正立、放大、实像
请你根据上表,回答下列问题:
(1)通过1、2、3次实验数据可以得出:当凸透镜成实像时,物距变小,像距_________(填“变大”“变小”或不变”)
(2)小明在1~5次实验中所用透镜的焦距为_________cm,放大实像与缩小实像的分界线在距透镜_________cm的地方。
(3)第4次实验光屏上成清晰的像时,光屏到透镜的距离为_________cm,此成像规律在实际生活中的应用是_________(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(4)小明更换另一凸透镜,放在距蜡烛50cm的地方,移动光屏至出现清晰烛焰的像,此时像距为22cm。与第1次的实验相比较所换凸透镜对光线的会聚能力比原来凸透镜_________(填“强”或“弱”)。
22.(2018?铁岭)小佳用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距是10cm。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,为使烛焰的像成在光屏中央,应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在_________。
(2)将蜡烛和光屏放在如图所示位置时,光屏上成清晰的像,这个像是倒立、 缩小 的实像,生活中的_________利用了这个原理。
(3)保持烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到_________cm刻度线处,光屏上还能成清晰的像。
(4)凸透镜在如图所示的位置时,将蜡烛移到55cm刻度线处,在移动光屏的过程中,光屏上_________(“能”或“不能”)承接到像。
(5)在(2)的条件下,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,小佳将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间的合适位置,为使光屏上仍能成清晰的像,应将光屏向_________(填“左”或“右”)移动适当距离。
23.(2018?本溪)为了探究凸透镜成像的规律,小明用“F”字样的LED光源(如图甲)、凸透镜(焦距为10cm)和光屏进行了如下实验:
(1)组装器材时,为了使像成在光屏中央,除了将光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上,还应调整它们的中心大致在_________。
(2)当透镜和光屏固定在图乙所示的位置时,LED光源应移到_________(填“A点左侧”“AB之间”或“B点右侧”),才能在光屏上看到_________(填“缩小”“等大”或“放大”)的实像。
(3)小明将光源向_________(填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,并适当调节光屏的位置,在光屏上承接到了更大的清晰的像。
(4)接着他将一个近视眼镜放在光源和凸透镜之间靠近透镜的位置,发现光屏上的像变模糊了。为了再次承接到清晰的像,他应将光屏向_________(填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动适当距离。
24.(2018?湘潭)用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材来“探究凸透镜成像的规律”。
(1)把凸透镜、蜡烛、光屏放置在如图的光具座上,凸透镜应放在 B (选填“A”、”B”或“C”)滑块上。点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
实验次数
物体到凸透镜的距离(物距)cm
光屏到凸透镜的距离(像距)cm
像的情况
倒立或正立
放大或缩小
1
40
13
倒立
缩小
2
30
15
倒立
缩小
3
20
20
倒立
等大
4
15
30
倒立
放大
5
13
40
倒立
放大
(2)把蜡烛放在离凸透镜较远的地方,逐渐向凸透镜移动。在移动过程中,选取若干个位置,调整光屏位置,寻找烛焰清晰的像。记录实验数据,如表所示。由数据可知:
①该凸透镜的焦距f=_________cm。
②当物距逐渐变小时,像距逐渐变_________,光屏上的像逐渐变_________(均选填“大”或“小”)。
(3)蜡烛燃烧一段时间后变短,烛焰的像会向_________(选填“上”或“下”)偏离光屏中心。
(4)摄像师用照相机给九年级同学拍摄毕业照时,想让被拍的同学成的像大一些,摄像师应_________(选填“靠近”或“远离”)同学。该摄像师是近视眼患者,他戴的眼镜是_________(选填“凸”或“凹”)透镜。
25.(2018?鞍山)在“探究凸透镜成像规律”的实验中
(1)实验用光具座的长度为1m,如果有焦距为10cm、25cm的两块凸透镜,应该选择焦距为_________cm的凸透镜完成实验。
(2)实验前应点燃蜡烛,观察烛焰、凸透镜和光屏的中心是否在同一高度上,这样做的目的是_________。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏的相对位置如图甲所示时,光屏上出现清晰的像,则像是倒立、_________的实像。
(4)实验中,不但虚像可以用肉眼直接看到,实像也可以用肉眼直接看到。如图乙所示
在(3)的基础上,拿掉光屏,用肉眼在_________(选填“A“、“B”或“C”)位置沿图示方向能看到这个实像。
(5)在(3)的基础上,当光屏略微向右移动时,光屏上的像将会模糊,如果蜡烛与凸透镜不动,那么,在凸透镜前放置_________(选填“凸”或“凹”)透镜,才可能在光屏上得到清晰的像,这其实就是_________(选填“近视眼”或“远视眼”)的矫正原理。
26.(2018?天门)在探究“凸透镜成像规律”的实验中
(1)为了使蜡烛的像出现在光屏的中央,应调整蜡烛,凸透镜和光屏,使它们的中心在_________
(2)如图甲所示,在蜡烛在光屏上成倒立,等大的像,则凸透镜的焦距f=_________cm,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐靠近凸透镜,要使光屏上仍能得到清晰的像,光屏应_________(选填“靠近”“远离”)凸透镜
(3)如图乙所示,将蜡烛放在P点的位置,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分靠拢合在一起,蜡烛能成_________个像
27.(2018?青海)在“探究凸透镜成像规律”实验中,所用的凸透镜的焦距是10cm。
(1)为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一_________。
(2)实验中,当烛焰、凸透镜和光屏三者位于如图所示的位置时,光屏上呈现出烛焰的像是_________(填“放大”“等大”或“缩小”)的,这种成像规律在实际中的应用是_________(写一种)。
(3)若已在光屏上成清晰的像,此时用纸板挡住凸透镜的下半部分,则所成的烛焰的像为_________(填“不完整的像”“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整像”)。
28.(2018?常州)小明用光具座、F光源、凸透镜、光屏等器材,探究“凸透镜成像规律”。
(1)如图甲所示,将光源放在30cm刻度处时,移动光屏可得倒立、等大的清晰像,此时光屏在_________cm刻度处,凸透镜的焦距是_________cm;
(2)把光源向左移至20cm刻度处时,将光屏向_________(左/右)调节,可得_________(倒立/正立)_________(缩小/放大)的清晰像;
(3)把光源放在45cm刻度处时,移去光屏,人眼通过透镜看到的像是图乙中的_________。
29.(2018?营口)小明在探究“凸透镜成像的规律”实验时,实验操作规范。
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在_________,实验一段时间后,他发现光屏上的像偏上,那么他应该把凸透镜向_________(选填“上”或“下”)适当调节,才能使像最终成在光屏的中央。
(2)当他将蜡烛、凸透镜、光屏调节到图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,此时成像原理与_________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同;若将蜡烛向右移动5cm,保持凸透镜的位置不动,则应将光屏向_________(选填“左”或“右”)适当移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比原来的像要_________(选填“大”或“小”)些。
(3)小明近日发现自己看不清黑板,到医院检查,医生告诉他患上了近视,成像示意图为_________(选填“乙”或“丙”)图,近视眼可以使用_________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)加以矫正。
三、凸透镜应用
30.(2018?百色)做凸透镜成像实验,当蜡烛距透镜15cm时,在光屏上成放大的像,则下列说法错误的是( )
A.蜡烛距透镜45 cm时,一定成缩小的实像
B.蜡烛距透镜20 cm时,一定成放大的实像
C.蜡烛距透镜18 cm时,可能成放大的实像
D.蜡烛距透镜6 cm时,一定成放大的虚像
31.(2018?巴彦淖尔)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如下图所示,这时烛焰在光屏上恰好成一清晰的像,下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距可能是10cm
B.图中凸透镜成像的特点应用在照相机上
C.将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,保持凸透镜不动,无论怎样移动光屏都接收不到蜡烛的像
D.若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜放一副近视眼镜,应将光屏向左移动才可再次呈现清晰的像
32.(2018?大连)在做“凸透镜成像”的实验中,凸透镜焦距是10cm,当光屏距凸透镜16cm时,烛焰在光屏上成清晰的像。若光屏不动,将凸透镜向光屏方向移动了2cm,要使光屏上再次得到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.蜡烛不动,像变小
B.蜡烛靠近凸透镜,像变小
C.蜡烛远离凸透镜,像变大
D.蜡烛远离凸透镜,像变小
33.(2018?曲靖)如图所示,在凸透镜成像的实验中,下列说法正确的是( )
A.蜡烛逐渐远离凸透镜时,移动光屏,在光屏上成的像渐变大
B.蜡烛逐渐靠近凸透镜时,光屏要靠近凸透镜才能承接到清晰的像
C.蜡烛在a点时,所成的像是倒立缩小的
D.应用蜡烛在b点时的成像原理,可制成近视眼镜
34.(2018?镇江)烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上,它们的初位置如图所示,凸透镜的焦距为10cm。下列操作不可能使烛焰在光屏上成清晰像的是( )
A.仅将蜡烛移至刻度线M的左侧某处
B.仅将光屏移至刻度线P的右侧某处
C.仅将凸透镜向左移至刻度N处
D.将透镜右移3cm,且光屏移至刻度线Q的右侧某处
35.(2018?包头)如图所示,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,此时在光屏中心已成烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )
A.此时烛焰在光屏上的成像特点于投影仪成像特点相同
B.若蜡烛移至20cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C.若蜡烛移至45cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D.在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,将光屏左移可再次成清晰的像
36.(2018?淄博)在探究凸透镜成像规律的实验中,将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后20cm的光屏上出现一个等大倒立的像,如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,则( )
A.光屏上会出现倒立放大的实像
B.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均找不到像
37.(2018?恩施州)如图,小强在做凸透镜成像实验时,他得到以下结论,你认为正确的是( )
A.蜡烛置于c点时,在光屏上能成一个放大的像
B.蜡烛置于b点时,在光屏上能成一个倒立缩小的像
C.蜡烛从a点向b点移动,光屏上的像逐渐变大
D.蜡烛从b点向左移动,光屏上的像逐渐变大
38.(2018?临沂)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等大的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
【2019赢在中考】物理二轮专题解读与强化训练
专题十一 凸透镜成像规律问题
透镜成像是中考主要内容,重点是凸透镜成像规律、作图和探究性实验。尤其是探究性问题,需要注意.凸透镜成像规律的注意问题:
1.首先明确几个概念:物距u:物体到凸透镜的距离;像距v:像到凸透镜的距离;焦距f:焦点到凸透镜光心的距离。
2.实验仪器组装:从左往右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央,便于观察。
3.屏上得不到像:若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上;③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。⑤凸透镜焦距太大。
4.成像规律口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距定大小;像的大小像距定,像儿跟着物儿跑;实像总是两侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小;虚像总是同侧正,物近像近像变小。
5.成实像时,物上移,像下移;物左移,像右移。
6.用不透明的物体挡住透镜的一部分,光屏上的像是完整的,但是亮度变暗;透镜上落上一只苍蝇,光屏上不会成苍蝇的像。
7.成实像时,透镜不动,把蜡烛和光屏对调位置,不需调整,仍能成像,像的大小发生变化。
8.当v>u时成放大的像(倒立放大实像或正立放大虚像),当v9.实像与虚像的区别:实像:是由实际光线会聚而成的;能在光屏上承接,也可以用眼睛直接观察;像和物位于凸透镜的两侧,且一定是倒立的。
虚像:由实际光线的反向延长线会聚而成的,不能在光屏上承接,只能用眼睛观察到。像和物位于凸透镜的同侧,且一定是正立的。
10.凸透镜成像原理:光的折射。
一、透镜成像作图
利用凸透镜三条特殊光线作图。作图时要注意图中给出的是入射光线还是折射光线,具体要求是什么;无论要求是什么,都必须遵守三条特殊光线的折射规律。
二、凸透镜成像规律
1.透镜成像遵循光的折射规律。
2.牢记凸透镜成像规律(见考前速记)。把像距、物距、焦距之间的关系和成像虚实结合起来。
三、凸透镜探究性实验
凸透镜探究性实验主要分为探究像距与物距关系、探究像的虚实与物距之间关系、探究像的大小与物距、像距之间的关系、探究物距位置对像的影响、探究物距变化对像的方向(正立、倒立)的影响等。
解答凸透镜探究性实验,只要大家弄清楚凸透镜成像规律,一般情况下不难解答。
一、透镜
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3.透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4.透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
(3)焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
二、透镜的三条特殊光线
1.过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图(3)所示。
图(3)过光心的光线
2.平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图(4)所示。
图(4)平行于主轴的光线
3.经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图(5)所示。
图(5)过焦点的光线
4.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。透镜对平行光、发散光、会聚光都有发散或会聚作用。
三、凸透镜成像规律
如图(6)是常见凸透镜成像规律光路图,见表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
f﹤v﹤2f
照相机(图(6)a)
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
图(6)d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪(图(6)b)
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥f
放大镜(图(6)c)
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
图(6)凸透镜成像光路图
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。
注意:(1)实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;(2)虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由折射光线的反向延长线相交而成。
四、透镜应用
1.照相机:镜头是凸透镜,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
2.投影仪:镜头是凸透镜,物体在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。
注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。
3.放大镜:放大镜是凸透镜,放大镜到物体的距离(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像。
4.眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷)。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷))。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜。近视镜利用了凹透镜对光的发散作用。
(3)远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜(花镜)是凸透镜。远视镜利用了凸透镜对光的会聚作用,不是利用成像。
5.显微镜:显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们对物体进行两次放大。
普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理,经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
6.望远镜:望远镜也是由两组凸透镜(目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜焦点以外,在离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
一、凸透镜成像作图
【典例1】(2018?铁岭)有一点光源S,它在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,S发出的一条光线经平面镜反射后。反射光线为a、如图所示。请在图中到画出:
(1)凸透镜的焦点F;
(2)点光源S的位置;
(3)光线a经过凸透镜后的折射光线。
【解析】(1)因为反射光线好像是从虚像上发出的,已知点光源S在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合,所以反向延长光线a,与主光轴的交点为凸透镜的焦点F;(2)画出像S′(F)的对称点,可得点光源的位置S;(3)光线a过凸透镜的焦点,经凸透镜后折射光线平行于主光轴,如图所示:
【答案】如图。
二、凸透镜成像规律
【典例2】(2018?锦州)在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时在光屏上呈现一个清晰的烛焰的像。下列说法正确的是( )
A.透镜不动,蜡烛和光屏都向右移动,可以看到像变大
B.此时成正立、放大的实像,与投影仪原理相同
C.透镜右移,眼睛在光屏和透镜间,通过透镜看到正立的像
D.若在透镜和蜡烛之间放远视镜片,应将光屏适当右移,可再次出现清晰的像
【解析】A、要使光屏上的烛焰的像变大,蜡烛应靠近凸透镜,同时要将光屏远离凸透镜。故A正确;B、由图可知,物距小于像距,蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间光屏上得到一个倒立、放大的实像,与投影仪原理相同,故B错误;C、透镜右移,物距大于焦距,不能成正立、放大的虚像,眼睛在光屏和透镜间,通过透镜不能看到正立的像,故C错误;D、若在透镜和蜡烛之间放一远视镜片,远视眼镜是凸透镜,对光有会聚作用,折射光线提前会聚,光屏要适当左移可再次出现清晰的像;故D错误。故选A。
【答案】A。
三、凸透镜应用
【典例3】(2018?通辽)如图,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏,下列说法正确的是( )
A.物体上的二维码是光源
B.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外
C.要使屏幕上二堆码的像变小,只需将二维码靠近凸透镜
D.影像传感器上成的是正立的实像
【解析】A、二维码本身不发光,不是光源,故A错误;B、手机摄像头相当于凸透镜,其是利用物体在2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小实像的原理制作的,故B正确;C、如果要让像变小一些,凸透镜成实像时,物远像近像变小,应增大物距,应将二维码远离凸透镜,故C错误。D、手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏,影像传感器上成的是倒立缩小实像,故D错误。故选B。
【答案】B。
一、凸透镜成像作图
二.作图题(共8小题)
1.(2018?丹东)请根据给出的入射光线,画出经凹透镜后的折射光线,再画出折射光线经平面镜后的反射光线。
【解析】根据延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,画出折射光线;过入射点作出法线,根据反射角等于入射角,即可作出反射光线;如下图所示:
【答案】如图所示。
2.(2018?抚顺)如图所示,凸透镜的主光轴与容器内的水面平行,F为焦点,容器底有一块平面镜MN,一条平行于主光轴的光线射向凸透镜。请画出:
(1)该入射光线经凸透镜射向水面的光线;
(2)射入水中的折射光线;
(3)经水中平面镜反射后的反射光线。
【解析】(1)平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线过焦点,由此可以确定该条入射光线对应的折射光线。(2)过入射点垂直界面作出法线,根据折射角小于入射角,在法线右侧的水中作出折射光线;(3)再过入射点垂直于镜面作出法线,根据反射角等于入射角,在法线右侧画出反射光线;如图所示:
【答案】如图所示。
3.(2018?曲靖)在如图中,作出光线AB经过凸镜的折射光线。
【解析】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,由此画出折射光线如图所示:
【答案】如图所示。
4.(2018?常州)透镜左侧有一点光源S发出两条光线,经透镜折射后在右侧的出射光线如图所示,请在图中通过光路作图标出点光源S的位置。
【解析】平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过另一侧的焦点,经过光心的光线传播方向不发生改变,据此画出两条入射光线,两条入射光线的交点,即为点光源S的位置,如图所示:
【答案】如图所示。
5.(2018?营口)如图所示,凸透镜与水面平行,一侧的焦点恰好在水面上,水中一束入射光线射向凸透镜的焦点,请画出这束光线发生反射和折射后的光路图。
【解析】(1)根据反射角等于入射角,在法线右侧的水中画出反射光线;
(2)光由水中斜射进入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,由此在法线右侧的空气中画出折射光线;
(3)过焦点的入射光线,经凸透镜折射后平行于主光轴射出,如图所示:
【答案】如图所示。
6.(2018?河池)请完成图中光通过透镜后的光路。
【解析】根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点、过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变作出对应的折射光线。如图所示:
【答案】如图所示。
7.(2018?大庆)请补充完整通过凹透镜两条光线的光路图(其中一条光线指向透镜左侧焦点,另一条光线平行于主光轴)
【解析】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;延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
【答案】如图所示。
8.(2018?凉山州)如图所示,两透镜的主光轴在同一直线上,且两透镜的焦点正好重合,根据光路图,在方框内填上适当透镜的符号。
【解析】由图知,通过第一个透镜的光线比入射光线更加远离主光轴,所以该透镜对光线有发散作用,因此填凹透镜。通过第二个透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢,所以该透镜对光线有会聚作用,因此填凸透镜。如图所示:
【答案】如图所示。
二、凸透镜成像规律
9.(2018?柳州)如图所示,能正确表示照相机成像原理的是( )
A. B.
C. D.
【解析】AB、照相机成倒立的像,由图知AB错误;CD、照相机成倒立缩小的实像,由图知C错误、D正确。故选D。
【答案】D
10.(2018?常州)蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物﹣中华虎风蝶,他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲,为了拍摄照片乙,应( )
A.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C.相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D.相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
【解析】据图能看出,甲图的像较小,即此时的像距较小,故物距较大;所以在拍摄照片甲时,相机镜头到景物的距离大;乙图的像大,故其像距大,物距小,故在拍摄乙图是,镜头到物体的距离变小,但是照相机到底片的距离即像距变大,即相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸,故A正确。故选A。
【答案】A
11.(2018?益阳)如图所示,发光二极管组成的红旗图案放在凸透镜之前,与凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间,则红旗在光屏上所成清晰的像可能是下图中的( )
A. B. C. D.
【解析】发光二极管组成的红旗图案放在凸透镜之前,与凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间,则红旗在光屏上所成清晰的像是倒立的、放大的实像,故ACD错误,B正确。故选B。
【答案】B
12.(2018?乌鲁木齐)夜晚,发着光的小萤火虫从放大镜的2倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,则萤火虫的像( )
A.远离放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
B.远离放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
C.靠近放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
D.靠近放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
【解析】放大镜其实就是一个凸透镜,萤火虫在凸透镜的2倍焦距处,恰好在另一侧的2倍焦距处形成等大、倒立的实像。萤火虫发出的通过凸透镜部分的光逐渐减少,表明萤火虫正在远离凸透镜运动,由于萤火虫移动到凸透镜的2倍焦距以外,它通过凸透镜所成的像从2倍焦距处移动到1倍焦距与2倍焦距之间,表明萤火虫的像将逐渐靠近凸透镜。由于像距小于物距,则像的移动速度也小于萤火虫的飞行速度。故萤火虫的像将逐渐靠近放大镜,像的平均速度小于萤火虫的飞行速度,故C项正确,ABD 项错误。
故选C。
【答案】C
13.(2018?广西)如图所示,使用手机摄像头扫描維码时,成缩小的实像。下列仪器成像特点与其相同的是( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.显微镜
【解析】已知手机摄像头是一个凸透镜,使用手机摄像头扫描維码时,成缩小的实像。
A、放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像工作的。不符合题意。
B、照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的。符合题意;
C、投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像工作的。不符合题意。
D、由显微镜成像原理知:物体经物镜折射后,成倒立放大的实像,这个像正好处在目镜的焦点之内,又经目镜成正立、放大的虚像,此时的目镜相当于一个放大镜;不符合题意。故选B。
【答案】B
14.(2018?深圳)用一个焦距为10cm的放大镜来观察邮票细节,放大镜与邮票的距离应( )
A.大于20cm B.等于10cm
C.小于10cm D.在10cm与20cm之间
【解析】用凸透镜观察较小的邮票图案,要使邮票放大,把凸透镜作为放大镜使用,邮票到凸透镜的距离一定小于凸透镜的焦距10cm。故ABD错误、C正确;故选C。
【答案】C
15.(2018?黄石)探究小组将装有半杯清水的圆柱形透明玻璃杯放在水平窗台上,透过玻璃杯观察街对面的指路牌。当从水面上方观察时,看到指路牌上的箭头指向右方;若从水面下方观察,下面有关现象和成像原理说法正确的是( )
A.箭头指向右方 B.指路牌上下宽度变大
C.指路牌上的字上下颠倒 D.原理类似于照相机成像
【解析】当从水面上方观察时,是通过玻璃、空气看到的,属于光的折射现象,看到的是物体的正立的虚像,故实际指路牌上的箭头指向右方;装水的圆柱形玻璃杯是柱形透镜,上下不颠倒,只是左右互换,即箭头指向右方,此透镜对物体左右有放大缩小作用,而对物体上下没有放大缩小作用;故AC错误;从水面下方观察,看远处的物体时,相当于物体处于2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,该原理类似于照相机成像,故D正确;由于远处的指路牌处于2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,所以此时看到指路牌上下宽度变小,故B错误;故选D。
【答案】D
16.(2018?枣庄)近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用“自拍神器”可以( )
A.增大像距 B.增大像的大小
C.缩短景物到镜头距离 D.增大取景范围
【解析】凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小像距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果,故D正确,ABC错误。故选D。
【答案】D
17.(2018?自贡)关于凸透镜的应用,下列说法正确的是( )
A.凸透镜成的像都是实像
B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内
C.投影仪中的投影片放在镜头二倍焦距以外
D.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
【解析】A、凸透镜可以成实像,也可以成虚像;当u<f时,凸透镜成正立、放大的虚像,故A错误;B、照相机是根据物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,所以,照相时,景物在镜头二倍焦距以外,故B错误;C、投影仪是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像工作的,所以,投影仪中的投影片应放在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,故C错误;D、远视眼将像成在视网膜之后,远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用,可使光线提前会聚,故D正确。故选D。
【答案】D
18.下列关于凸透镜应用的说法,正确的是( )
A.近视眼需要佩戴凸透镜来矫正
B.放大镜成正立、放大的实像
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.要使投影仪成像变大,应使投影仪远离屏幕,同时使镜头靠近投片
【解析】A、近视眼观察远处物体时,像成在视网膜的前方,为使光线延迟会聚,应佩戴具有发散作用的凹透镜来矫正,故A错误;B、放大镜成的是正立、放大的虚像,故B错误;C、手机摄像头是利用物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像的规律工作的,因此,用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头的两倍焦距以外,故C错误;D、要使投影仪成像变大,应减小物距,增大像距,所以,应使投影仪远离屏幕(增大像距),同时使镜头靠近投片(减小物距),故D正确。故选D。
【答案】D
19.(2018?六盘水)测绘人员绘制地图时,常需要从高空飞机上向地面拍照,若使用的相机镜头焦距为50mm,则胶片与镜头的距离应为( )
A.100mm以外 B.恰为50mm C.50mm以内 D.略大于50mm
【解析】u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。胶片和镜头之间的距离是像距,像距大于一倍焦距,小于二倍焦距。故选D。
【答案】D
20.(2018?朝阳)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为_________cm(长度要求估读)。
(2)如图乙所示,要使像成在光屏的中央,应将光屏向_________(填“上”或“下”)调整。
(3)当烛焰距离凸透镜12cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、_________的实像。
(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将_________(填“变大”、“变小”或“不变”)。如果实验中已经在光屏上得到了一个清晰的像,实验小组的小花在烛焰和凸透镜之间又加放了一个远视眼镜。如图内所示,则应该向_________(填“远离”或“靠近“)凸透镜的方向移动光屏,才能再次得到清晰的像。
【解析】(1)让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是60.0cm﹣50.0cm=10.0cm,所以凸透镜的焦距是10.0cm;(2)由图知,光屏的位置偏高,要使像能成在光屏的中央,应将光屏向下调整;(3)当烛焰距离凸透镜12cm处时,物体处于1倍焦距和2倍焦距之间,所以此时成倒立放大的实像,幻灯机、投影仪是根据这个原理制成的;(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时,由于物距变大,所以像距变小,成的像也变小;远视眼镜是凸透镜,在凸透镜的前方放一个凸透镜,对光线有会聚作用,会使像距变小,则应该向靠近凸透镜的方向移动光屏,才能再次得到清晰的像。
【答案】(1)10.0;(2)下;(3)放大;(4)变小;靠近。
21.(2018?葫芦岛)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:实验装置如图所示。
下表是实验中得到的数据和观察的结果
次数
物距u/cm
成像情况
像距v/cm
1
50.0
倒立、缩小、实像
12.5
2
30.0
倒立、缩小、实像
15.0
3
20.0
倒立、等大、实像
20.0
4
15.0
倒立、放大、实像
5
8.0
正立、放大、实像
请你根据上表,回答下列问题:
(1)通过1、2、3次实验数据可以得出:当凸透镜成实像时,物距变小,像距_________(填“变大”“变小”或不变”)
(2)小明在1~5次实验中所用透镜的焦距为_________cm,放大实像与缩小实像的分界线在距透镜_________cm的地方。
(3)第4次实验光屏上成清晰的像时,光屏到透镜的距离为_________cm,此成像规律在实际生活中的应用是_________(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(4)小明更换另一凸透镜,放在距蜡烛50cm的地方,移动光屏至出现清晰烛焰的像,此时像距为22cm。与第1次的实验相比较所换凸透镜对光线的会聚能力比原来凸透镜_________(填“强”或“弱”)。
【解析】(1)通过1、2、3次实验数据可以得出:当凸透镜成实像时,物距变小,像距变大;(2)小明在1~5次实验中可知,u=v=2f=20.0cm,物体成倒立、等大、实像,所用透镜的焦距为10.0cm;由表格可知,放大实像与缩小实像的分界线在距透镜 20.0cm的地方。(3)第4次实验光屏上成清晰的像时,与第2次实验时,物距与像距颠倒,根据光的可逆性,光屏到透镜的距离为30.0cm,成倒立放大的实像,此成像规律在实际生活中的应用是投影仪;(4)小明更换另一凸透镜,放在距蜡烛50cm的地方,移动光屏至出现清晰烛焰的像,此时像距为22cm,大于12.5cm。与第1次的实验相比较所换凸透镜对光线的会聚能力比原来凸透镜弱。
【答案】(1)变大;(2)10.0;20.0;(3)30.0;投影仪;(4)弱。
22.(2018?铁岭)小佳用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距是10cm。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,为使烛焰的像成在光屏中央,应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在_________。
(2)将蜡烛和光屏放在如图所示位置时,光屏上成清晰的像,这个像是倒立、 缩小 的实像,生活中的_________利用了这个原理。
(3)保持烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到_________cm刻度线处,光屏上还能成清晰的像。
(4)凸透镜在如图所示的位置时,将蜡烛移到55cm刻度线处,在移动光屏的过程中,光屏上_________(“能”或“不能”)承接到像。
(5)在(2)的条件下,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,小佳将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间的合适位置,为使光屏上仍能成清晰的像,应将光屏向_________(填“左”或“右”)移动适当距离。
【解析】(1)为使烛焰的像能成在光屏的中心,需要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在同一高度;(2)由图可知,将蜡烛移到光具座的“30cm”刻度线处,此时物距u=60cm﹣30cm=30cm>2f,像距应处于f和2f之间,在光屏上得到清晰的倒立、缩小的实像;照相机是根据这个原理制成的;(3)根据折射时光路是可逆的,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移到45cm刻度线处时,此时物距应处于f和2f之间,像距大于2f,凸透镜成倒立放大的实像,(4)将蜡烛移到55cm刻度线处,物距小于f,凸透镜成正立放大的虚像,虚像不能在光屏上承接;(5)近视镜是凹透镜,且凹透镜对光线有发散作用,若将凹透镜放在光屏和蜡烛之间,像会远离凸透镜,所以将光屏向远离凸透镜的方向(右)移动,才能使蜡烛的像变清晰。
【答案】(1)同一高度;(2)缩小;照相机;(3)45;(4)不能;虚像不能成在光屏上;(5)右。
23.(2018?本溪)为了探究凸透镜成像的规律,小明用“F”字样的LED光源(如图甲)、凸透镜(焦距为10cm)和光屏进行了如下实验:
(1)组装器材时,为了使像成在光屏中央,除了将光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上,还应调整它们的中心大致在_________。
(2)当透镜和光屏固定在图乙所示的位置时,LED光源应移到_________(填“A点左侧”“AB之间”或“B点右侧”),才能在光屏上看到_________(填“缩小”“等大”或“放大”)的实像。
(3)小明将光源向_________(填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,并适当调节光屏的位置,在光屏上承接到了更大的清晰的像。
(4)接着他将一个近视眼镜放在光源和凸透镜之间靠近透镜的位置,发现光屏上的像变模糊了。为了再次承接到清晰的像,他应将光屏向_________(填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动适当距离。
【解析】(1)为使像成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处;(2)当透镜和光屏固定在图乙所示的位置时,像距v=65cm﹣50cm=15cm,已知f=10cm,f<v<2f,要在光屏上得到像,物距此时应该u>2f=20cm,故LED光源应移到A点左侧,此时凸透镜成倒立缩小的实像;(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大,为了在光屏上承接更大的清晰的像,应该减小物距,即将光源靠近凸透镜的位置移动,并适当调节光屏的位置,在光屏上承接到了更大的清晰的像。(4)他将一个近视眼镜放在光源和凸透镜之间靠近透镜的位置,发现光屏上的像变模糊了,此时近视眼镜把射向凸透镜的光线发散了,像距变大,为了再次承接到清晰的像,他应将光屏向 远离透镜的方向移动适当距离。
【答案】(1)同一高度;(2)A点左侧;缩小;(3)靠近;(4)远离。
24.(2018?湘潭)用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材来“探究凸透镜成像的规律”。
(1)把凸透镜、蜡烛、光屏放置在如图的光具座上,凸透镜应放在 B (选填“A”、”B”或“C”)滑块上。点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
实验次数
物体到凸透镜的距离(物距)cm
光屏到凸透镜的距离(像距)cm
像的情况
倒立或正立
放大或缩小
1
40
13
倒立
缩小
2
30
15
倒立
缩小
3
20
20
倒立
等大
4
15
30
倒立
放大
5
13
40
倒立
放大
(2)把蜡烛放在离凸透镜较远的地方,逐渐向凸透镜移动。在移动过程中,选取若干个位置,调整光屏位置,寻找烛焰清晰的像。记录实验数据,如表所示。由数据可知:
①该凸透镜的焦距f=_________cm。
②当物距逐渐变小时,像距逐渐变_________,光屏上的像逐渐变_________(均选填“大”或“小”)。
(3)蜡烛燃烧一段时间后变短,烛焰的像会向_________(选填“上”或“下”)偏离光屏中心。
(4)摄像师用照相机给九年级同学拍摄毕业照时,想让被拍的同学成的像大一些,摄像师应_________(选填“靠近”或“远离”)同学。该摄像师是近视眼患者,他戴的眼镜是_________(选填“凸”或“凹”)透镜。
【解析】(1)光具座上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,所以中间B位置一定放置凸透镜;为使像呈现在光屏上,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上;(2)①分析表格可知,u=2f,成倒立、等大的实像,故凸透镜的焦距为20cm的一半,为10cm。②当烛焰向透镜靠近时,物距变小,根据物近(物距变小)像远(像距变大)像变大,像距逐渐变大,光屏上的像逐渐变大。(3)蜡烛燃烧一段时间后变短,蜡烛的焰心下降,则光屏上的像会向上移动。(4)想让被拍的同学成的像大一些,根据物近(物距变小)像远(像距变大)像变大可知:应减小物距,即摄影者要使照相机同学。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
【答案】(1)B; (2)10;大;大;(3)上;(4)靠近;凹。
25.(2018?鞍山)在“探究凸透镜成像规律”的实验中
(1)实验用光具座的长度为1m,如果有焦距为10cm、25cm的两块凸透镜,应该选择焦距为_________cm的凸透镜完成实验。
(2)实验前应点燃蜡烛,观察烛焰、凸透镜和光屏的中心是否在同一高度上,这样做的目的是_________。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏的相对位置如图甲所示时,光屏上出现清晰的像,则像是倒立、_________的实像。
(4)实验中,不但虚像可以用肉眼直接看到,实像也可以用肉眼直接看到。如图乙所示
在(3)的基础上,拿掉光屏,用肉眼在_________(选填“A“、“B”或“C”)位置沿图示方向能看到这个实像。
(5)在(3)的基础上,当光屏略微向右移动时,光屏上的像将会模糊,如果蜡烛与凸透镜不动,那么,在凸透镜前放置_________(选填“凸”或“凹”)透镜,才可能在光屏上得到清晰的像,这其实就是_________(选填“近视眼”或“远视眼”)的矫正原理。
【解析】(1)光具座的长度是1m,根据凸透镜实验的光具座至少为凸透镜焦距的4倍,所以凸透镜选择10cm;(2)把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在桌面上,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使像能成在光屏的中央;(3)由图可知,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像;(4)凸透镜成实像时,像与物体在蜡烛的两侧,此时应在蜡烛的异侧透过凸透镜观察实像,故应在C处;(5)当光屏略微向右移动时,要在光屏上得到清晰的像,此时像距变大,那么应在凸透镜前放置对光线起发散作用的凹透镜;凹透镜可以矫正近视眼。
【答案】(1)10;(2)使像能够成在光屏的中央;(3)缩小;(4)C;(5)凹;近视眼。
26.(2018?天门)在探究“凸透镜成像规律”的实验中
(1)为了使蜡烛的像出现在光屏的中央,应调整蜡烛,凸透镜和光屏,使它们的中心在_________
(2)如图甲所示,在蜡烛在光屏上成倒立,等大的像,则凸透镜的焦距f=_________cm,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐靠近凸透镜,要使光屏上仍能得到清晰的像,光屏应_________(选填“靠近”“远离”)凸透镜
(3)如图乙所示,将蜡烛放在P点的位置,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分靠拢合在一起,蜡烛能成_________个像
【解析】(1)做凸透镜成像实验,要使烛焰的焰心,凸透镜的光心,光屏的中心三者位于同一高度,目的是使像成在光屏的中央;(2)蜡烛到凸透镜的距离为50.0cm﹣30.0cm=20.0cm时,光屏上呈现一个倒立等大的像,则2f=20.0cm,所以f=10.0cm;当烛焰逐渐靠近凸透镜时,由于物距变小,像距变大,所以应将光屏远离凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像,烛焰的实像将成的像也变大;(3)因为凸透镜中间厚,边缘薄,切去部分后相当于两个透镜,光心位置改变了,上面的像下移下面的像上移,错位将成两个像。
【答案】(1)同一高度;(2)10.0;远离;(3)2。
27.(2018?青海)在“探究凸透镜成像规律”实验中,所用的凸透镜的焦距是10cm。
(1)为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一_________。
(2)实验中,当烛焰、凸透镜和光屏三者位于如图所示的位置时,光屏上呈现出烛焰的像是_________(填“放大”“等大”或“缩小”)的,这种成像规律在实际中的应用是_________(写一种)。
(3)若已在光屏上成清晰的像,此时用纸板挡住凸透镜的下半部分,则所成的烛焰的像为_________(填“不完整的像”“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整像”)。
【解析】(1)实验时,使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度;
(2)凸透镜固定在40cm处,蜡烛放在25cm刻度处时,物距u=40cm﹣25cm=15cm,凸透镜的焦距是10cm,2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于投影仪;
(3)用纸板挡住凸透镜的下半部分,物体上任一点射向凸透镜的其它部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗。
【答案】(1)高度;(2)放大;投影仪;(3)亮度稍暗的完整像。
28.(2018?常州)小明用光具座、F光源、凸透镜、光屏等器材,探究“凸透镜成像规律”。
(1)如图甲所示,将光源放在30cm刻度处时,移动光屏可得倒立、等大的清晰像,此时光屏在_________cm刻度处,凸透镜的焦距是_________cm;
(2)把光源向左移至20cm刻度处时,将光屏向_________(左/右)调节,可得_________(倒立/正立)_________(缩小/放大)的清晰像;
(3)把光源放在45cm刻度处时,移去光屏,人眼通过透镜看到的像是图乙中的_________。
【解析】(1)当烛焰放在30厘米刻度处时,在光屏上得到一个等大清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,u=50cm﹣30cm=20cm=2f,所以f=10cm,此时光屏在50cm+20cm=70cm刻度处,。(2)把光源向左移至20cm刻度处时,此时的物距为50cm﹣20cm=30cm,根据凸透镜成像规律可知,u>2f,在光屏上可得到一个倒立、缩小的清晰的实像,此时2f>v>f,即光屏应向左移动;(3)保持凸透镜位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座45cm刻度处,物距u=50cm﹣45cm=5cm,u<f,成正立、放大的虚像,像和物体在凸透镜的同侧。所以应该在光屏一侧透过透镜观察像,故C符合题意。
【答案】(1)70;10;(2)左;倒立;缩小;(3)C。
29.(2018?营口)小明在探究“凸透镜成像的规律”实验时,实验操作规范。
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在_________,实验一段时间后,他发现光屏上的像偏上,那么他应该把凸透镜向_________(选填“上”或“下”)适当调节,才能使像最终成在光屏的中央。
(2)当他将蜡烛、凸透镜、光屏调节到图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,此时成像原理与_________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同;若将蜡烛向右移动5cm,保持凸透镜的位置不动,则应将光屏向_________(选填“左”或“右”)适当移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比原来的像要_________(选填“大”或“小”)些。
(3)小明近日发现自己看不清黑板,到医院检查,医生告诉他患上了近视,成像示意图为_________(选填“乙”或“丙”)图,近视眼可以使用_________(选填“凸透镜”或“凹透镜”)加以矫正。
【解析】(1)蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中央位置。实验中他发现光屏上的像偏上,根据光线过光心不改变方向,凸透镜向下移动,或蜡烛向上移动,或光屏上移动。(2)根据图示可知,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,因此与照相机原理相同。凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,像越大;因此当凸透镜的位置不变时,只向右移动蜡烛,要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像需要向右移动光屏,此时像的大小比原来的像要大些;(3)图乙的入射光线会聚在视网膜的前方,所以图甲表示了近视眼的成像情况,图丙的入射光线会聚在视网膜的后方,所以图乙表示了远视眼的成像情况,也是老花眼成像情况;近视眼是因为晶状体焦距太短,或眼球前后经过长,看远处物体时,使物像落到视网膜前方,为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下,因此带对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。
【答案】(1)同一高度;下;(2)照相机;右;大;(3)乙;凹透镜。
三、凸透镜应用
30.(2018?百色)做凸透镜成像实验,当蜡烛距透镜15cm时,在光屏上成放大的像,则下列说法错误的是( )
A.蜡烛距透镜45 cm时,一定成缩小的实像
B.蜡烛距透镜20 cm时,一定成放大的实像
C.蜡烛距透镜18 cm时,可能成放大的实像
D.蜡烛距透镜6 cm时,一定成放大的虚像
【解析】蜡烛距凸透镜15cm时,在光屏上成放大的像,可知2f>15cm>f,即15cm>f>7.5cm,A、焦距15cm>f>7.5cm,蜡烛距凸透镜45cm时,物距大于二倍焦距,一定成缩小的像,故A正确。B、焦距15cm>f>7.5cm,蜡烛距凸透镜20cm时,物距可能大于二倍焦距,也可能在二倍焦距和一倍焦距之间,所以可能成放大的实像,也可能成缩小的实像,故B错。C、焦距15cm>f>7.5cm,蜡烛距凸透镜18cm时,物距可能大于二倍焦距,也可能在二倍焦距和一倍焦距之间,所以可能成放大的实像,也可能成缩小的实像,故C正确。D、焦距15cm>f>7.5cm,蜡烛距凸透镜6cm时,物距小于一倍焦距,一定成放大的虚像,故D正确。故选B。
【答案】B
31.(2018?巴彦淖尔)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如下图所示,这时烛焰在光屏上恰好成一清晰的像,下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距可能是10cm
B.图中凸透镜成像的特点应用在照相机上
C.将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,保持凸透镜不动,无论怎样移动光屏都接收不到蜡烛的像
D.若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜放一副近视眼镜,应将光屏向左移动才可再次呈现清晰的像
【解析】A、由图可知,物距u=25cm,v=40cm,物距u<v,f<25cm<2f,解得,12.5cm<f<25cm,40cm>2f,解得,f<20cm,由以上解得可得,12.5cm<f<20cm,故A错误;B、u<v,成倒立放大的实像,与投影仪的成像原理相同,故B错误;C、由图可知,像距v>2f,2f>u>f,所以20cm>f>12.5cm,当将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,此时物距u=10cm<f,焦点内不成像,故C正确;D、近视眼镜的镜片为凹透镜,对光有发散作用,可使光线的会聚点推迟延后。因此,不改变眼镜和透镜的位置,要使光屏上再次呈现清晰的像,可以将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离,故D错误。故选C。
【答案】C
32.(2018?大连)在做“凸透镜成像”的实验中,凸透镜焦距是10cm,当光屏距凸透镜16cm时,烛焰在光屏上成清晰的像。若光屏不动,将凸透镜向光屏方向移动了2cm,要使光屏上再次得到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.蜡烛不动,像变小
B.蜡烛靠近凸透镜,像变小
C.蜡烛远离凸透镜,像变大
D.蜡烛远离凸透镜,像变小
【解析】凸透镜焦距是10cm,光屏离凸透镜16cm时,2f>16cm>f,在光屏上得到一个倒立的、缩小的实像,保持物体与光屏的位置不变,把凸透镜向光屏方向移动2cm,像距变小像变小,像距变小,物距增大,故蜡烛远离凸透镜,像变小,故ABC错误,D正确。故选D。
【答案】D
33.(2018?曲靖)如图所示,在凸透镜成像的实验中,下列说法正确的是( )
A.蜡烛逐渐远离凸透镜时,移动光屏,在光屏上成的像渐变大
B.蜡烛逐渐靠近凸透镜时,光屏要靠近凸透镜才能承接到清晰的像
C.蜡烛在a点时,所成的像是倒立缩小的
D.应用蜡烛在b点时的成像原理,可制成近视眼镜
【解析】A、当烛焰逐渐远离凸透镜时,由于物距变大,像距变小,所以应将光屏靠近凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像,烛焰的实像将成的像也变小,故A错误。B、当烛焰逐渐靠近凸透镜时,由于物距变小,像距变大,所以应将光屏远离凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像,故B错误。C、凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,故C正确;D、蜡烛在b点时,u<f成正立放大的虚像,可制成老花镜,故D错误。故选C。
【答案】C
34.(2018?镇江)烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上,它们的初位置如图所示,凸透镜的焦距为10cm。下列操作不可能使烛焰在光屏上成清晰像的是( )
A.仅将蜡烛移至刻度线M的左侧某处
B.仅将光屏移至刻度线P的右侧某处
C.仅将凸透镜向左移至刻度N处
D.将透镜右移3cm,且光屏移至刻度线Q的右侧某处
【解析】A、凸透镜的焦距为10cm,由图可知此时的物距等于15cm,像到光屏的距离也为15cm,像距在一倍和2倍焦距之间,故要想使烛焰在光屏上成清晰的像,如果只移动蜡烛就要移到二倍焦距以外,即将蜡烛移至刻度线M的左侧某处,故A可能;B、凸透镜的焦距为10cm,由图可知此时的物距等于15cm,在一倍和2倍焦距之间,如果只移动光屏,需要将光屏移至二倍焦距以外,故B可能;C、如果只将透镜移到N点,此时的物距等于12cm,蜡烛处在一倍焦距和二倍焦距之间,物体成像在二倍焦距以外的位置,此时光屏到透镜间的距离只有18cm,故不能在光屏上成清晰的像,故C不可能;D、如果将凸透镜右移3cm,此时物距为18cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,则物体成像在二倍焦距以外的位置,此时光屏移到Q点右侧某个位置能成清晰的像,故D可能。故选C。
【答案】C
35.(2018?包头)如图所示,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,此时在光屏中心已成烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )
A.此时烛焰在光屏上的成像特点于投影仪成像特点相同
B.若蜡烛移至20cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C.若蜡烛移至45cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D.在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,将光屏左移可再次成清晰的像
【解析】A、由图可知,物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故A错误;B、蜡烛移至20cm刻度线处,当u>2f、f<v<2f时,成倒立、缩小的实像,物距变大,并将光屏向左移动,像距变小,像变小。故B正确;C、若蜡烛移至45cm刻度线处,u<f时,成正立,放大的虚像,光屏上没用像,故C错误;D、在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,近视镜是发散透镜,对光线由发散作用,成的像要远离凸透镜,故将光屏右移可再次成清晰的像,故D错误。故选B。
【答案】B
36.(2018?淄博)在探究凸透镜成像规律的实验中,将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后20cm的光屏上出现一个等大倒立的像,如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,则( )
A.光屏上会出现倒立放大的实像
B.将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
D.无论怎样移动光屏,光屏上均找不到像
【解析】距离凸透镜20cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以v=20cm=2f,则f=10cm;A、若现将蜡烛移至透镜前25cm处时,此时物距u=25cm,则物距u>2f,光屏上成倒立、缩小的实像,故A错误。B、C、D、如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,物距增大,像距减小,所以应该将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像,故B正确,CD错误;故选B。
【答案】B
37.(2018?恩施州)如图,小强在做凸透镜成像实验时,他得到以下结论,你认为正确的是( )
A.蜡烛置于c点时,在光屏上能成一个放大的像
B.蜡烛置于b点时,在光屏上能成一个倒立缩小的像
C.蜡烛从a点向b点移动,光屏上的像逐渐变大
D.蜡烛从b点向左移动,光屏上的像逐渐变大
【解析】A、蜡烛置于c点时,物距小于焦距,成的是虚像,虚像不能呈现在光屏上,故A错误;B、蜡烛置于b点时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,故B错误;C、蜡烛从a点向b点移动,由于此时的物距都大于焦距,成实像,物距减小,像距变大,光屏上的像逐渐变大,故C正确;D、蜡烛从b点向左移动,物距增大,像距减小,光屏上的像逐渐变小,故D错误。故选C。
【答案】C
38.(2018?临沂)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等大的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
【解析】A、由图可知,此时的物距为20cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10cm,故A错误;B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为50cm﹣20cm=30cm>2f,成的是倒立、缩小的实像,故B错误;C、将蜡烛移动到35cm刻度处,u=50cm﹣35cm=15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故C正确;D、将蜡烛移动到45cm刻度处,u=50cm﹣45cm=5cm,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。故选C。
【答案】C