3.6 探究凸透镜成像规律
一、选择题
1.在“研究凸透镜成像实验“中,物体在光屏上所成的像一定是(?? )
A.正立的像 B.缩小的像 C.放大的像 D.倒立的像
2.某同学从圆鱼缸的侧面观察到在鱼缸中游动的金鱼,则实际的金鱼
A.?比观察到的金鱼小??????????????????????????????????????????????B.?比观察到的金鱼大C.?与观察到的金鱼一样大???????????????????????????????????????D.?比观察到的金鱼位置深
3.如图所示,人眼处在合适位置,都能观察到清晰的像,下列说法正确的是(? )
A.?图①成正立缩小的实像???????????????????????????????????????B.?图②成正立等大的实像C.?图③成倒立缩小的实像???????????????????????????????????????D.?图④成正立放大的虚像
4.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,已知凸透镜的焦距为20cm,若将蜡烛放在离凸透镜16cm处时,如图所示,移动光屏,在光屏上将看到(? ?)
A.?倒立缩小的实像???????????????????B.?倒立放大的实像???????????????????C.?正立放大的虚像???????????????????D.?无像
5.如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像。应用这一成像规律的是(? )
A.?投影仪???????????????????????????????B.?照相机???????????????????????????????C.?放大镜???????????????????????????????D.?近视眼镜
6.集体照相时,发现有些人没有进入镜头,为了使全体人员都进入镜头,应采取(?? )
A.?人不动,照相机离人近一些,镜头往里缩一些??????????B.?人不动,照相机离人远一些,镜头往里缩一些C.?人不动,照相机离人近一些,镜头往前伸一些??????????D.?照相机和镜头都不动,人站近一些
7.小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示两种情景。以下说法中正确的是(???)
A.?甲图中成的是实像;乙图中成的是虚像B.?甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外;乙图中书本在凸透镜l倍焦距以内C.?甲图中凸透镜靠近书本,所成的像变小;乙图中凸透镜远离书本,所成的像也变小D.?甲图中成像规律可应用于投影仪;乙图中成像规律可应用于照相机
8.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
9.如图所示,凸透镜焦距为f,烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像,现将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离2f,移动蜡烛的同时移动光屏,使烛焰始终能在光屏上成清晰的像,则光屏上的像 (? )
A.?一直变小???????????????????????B.?一直变大???????????????????????C.?先变大后变小???????????????????????D.?先变小后变大
10.小明在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm 处,在透镜另一侧光屏上观察到缩小的像.小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处,则所成像的性质是( )
A.?倒立放大的实像?????????????B.?正立放火的虚像?????????????C.?倒立缩小的实像?????????????D.?倒立等大的实像
11.手持一个凸透镜在室内白墙和窗户之间移动(离墙更近些),在墙上能看到( )
A.?倒立、缩小的实像?????????B.?倒立、放大的实像?????????C.?正立、放大的虚像?????????D.?正立、缩小的虚像
12.在“研究凸透镜成像规律”的实验中,测得透镜与物体AB及光屏之间的相对位置如图所示,光屏上恰好得到清晰的像,由此可知这个凸透镜的焦距应该(?? )
A.?大于20cm??????????????B.?在10cm和20cm之间??????????????C.?在10cm和15cm之间??????????????D.?等于15cm
二、填空题
13.在森林中旅游时,导游会提醒你,不要随意丢弃饮料瓶。这是由于下雨时瓶内灌了雨水后,相当于一个________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),太阳出来后,它对光线有________作用,可能会引起森林火灾。
14.如下图所示,是我国运载火箭上“箭载摄像机”拍得火箭上升时的一幅图片。摄像机镜头相当于一个凸透镜,像成在感光元件上。若拍摄该图片时镜头的焦距为f,为保证成像清晰,镜头到感光元件的距离v满足的条件是________?,物体经该镜头成的像是(填“倒立”或“正立”)________的。摄像机在高温环境下工作,镜头用抗高温的石英材料制成,这是因为石英的为________?较高。
15.如图所示:在“探究凸透镜成像”的实验中,小明用手指遮住了凸透镜的左半部分,则光屏上蜡烛的像________.(选填“变暗”、“变亮”、“少一半”或“不变”),将蜡烛向左移动,为在光屏上仍然有清晰的像,光屏应该向________移动.
16.取一盛有水的圆形玻璃杯,将手紧靠在杯的背面.透过水杯看到手________(“变大”、“变小”、“不变”).这是因为盛水的圆柱形玻璃杯相当于一个________镜,手紧靠水杯的背面时,物距________焦距(“大于”、“小于”).根据凸透镜成像规律,此时可在同侧成________立________的虚像.
17.如图在观察凸透镜成像规律的实验中,如果把烛焰先 后放在a、b、c、d和e点,同时调整光屏的位置,则:①把烛焰放在 ?________ 点,屏上出现的像最大;②把烛焰放在 ?________ 点,屏上出现的像最小;③把烛焰放在 ?________ 点,屏上不出现烛焰的像;④如果把烛焰从a到移到d点,则像到透镜的距离?________,像的大小?________.(“变大”、“变小”、“不变”)?
18. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏位置如图所示时,恰能在光屏上成一个清晰的像,该像的性质为________(包括倒立或正立、放大或缩小、虚像或实像),利用此原理可以制成________.
19.如图所示是烛焰、透镜及光屏的相对位置,这时在光屏上恰能得到一个清晰的像,则像是一个倒立、________的实像,生活中光学器材的成像原理与其相同的是________ .
20.?小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律,进行了如下操作并得到了相关结论。请你将空缺部分补充完整。
实验序号
物距μ/cm
像距ν/cm
像的性质
1
30
15
倒立、缩小的实像
2
25
16.7
3
20
20
倒立、等大的实像
4
15
倒立、缩小的实像
5
5
正立、放大的虚像
⑴将一束平行光射向凸透镜,得到如图所示的光路图。则该透镜的焦距为________?cm。⑵将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上,并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在________?。⑶按要求进行观察和测量,并将观测情况记录在下表中。①表中实验序号2中像的性质为________?、________?、________?。②当烛焰从远处向透镜靠近时,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向________?(填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。③表中实验序号4中像距为________?cm⑷实验中,某同学在光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高,如下图所示(P点是2倍焦距处),你解决的方法是________?。⑸再把蜡烛移到B点处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,是因为此时成的是正立、放大的虚像,要想看到这个像,应从图中的________?(填“C”或“D”)箭头所示的方向去观察。 ⑹当两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于右图所示的位置时,光屏上C、D两处会得到清晰缩小的像,用一厚纸板挡住A处的烛焰,在光屏上________?(填“C”或“D”)处仍能得到一个清晰的像。
三、实验探究题
21.小明某次在光具座上做探究“凸透镜成像规律”的实验,所使用的凸透镜焦距是15cm.
(1)实验前要调整烛焰的焰心、和光屏的中心的高度,使它们位于________;
(2)如图甲所示,当小明把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,光屏应在________(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的________(选填“放大”或“缩小”)倒立的实像;
(3)小明继续探究“视力的矫正”,它用凸透镜模拟人眼的晶状体,用光屏模拟人眼的________;如图乙,小明先固定蜡烛,拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上,光屏上出现烛焰清晰的像。撤掉眼镜后,光屏上的像变模糊,为了使像重新清晰,应将光屏________(选填“靠近”或“远离”)透镜。得到清晰的像后可以发现,该像的大小与原来的像相比________(选填“变大”、“变小”或“不变”).
22.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,拉姆同学所在实验小组用同一凸透镜做了如图所示的实验。
(1)实验前,拉姆同学用图甲所示的方法来测量实验用凸透镜的焦距f,则该凸透镜的焦距f=________cm。
(2)将凸透镜放置在光具座的C点处,如图乙所示,实验过程中,该小组组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,当把点燃的蜡烛放在光具座的A点处时,移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、________(选填“放大”或“缩小”)的实像;________(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)就是利用该原理工作的。
(3)保持凸透镜位置不变,再将蜡烛移到“45cm”刻度线处,此时移动光屏________(选填“能”或“不能”)在光屏上得到一个清晰的像。
23.小明用一个焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律,当装置如图甲所示时,烛焰在光屏上成清晰的像,
(1)图甲中光屏离凸透镜的距离可能是_______(填序号)
A.?28cm????????????????????????????????????????B.?18cm????????????????????????????????????????C.?8cm
(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________(填“左”或“右”)调节。
(3)若步骤(2)中未调整光屏的位置,则需在凸透镜前加一个________(填“凸”或“凹”)透镜,才能在光屏上得到清晰倒立的像。
(4)若将印有字母“F”的纸片(图乙)放在离凸透镜5cm的地方,我们能看到的清晰的像是图丙中的________(填序号)。
四、综合题
24.小华学习了有关知识后,用焦距一定的照相机对小明同学进行拍照,拍出的底片上的像如图甲所示,现要使底片上的像如图乙所示,则她在按快门拍照之前需要进行两项重要操作:
(1)照相机离小明的距离应________(选填“近”或“远”)一些;
(2)将照相机的镜头________(选填“前伸”或“后缩”)一些.
25. 小阳同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验,如图.
(1)要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向________(填“上”或“下”)调整;
(2)实验过程中,当烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一个等大清晰的像,则该凸透镜的焦距是________cm;
(3)接着使烛焰向左移动5cm,此时应该将光屏向________(填“左”或“右”)移到某一位置,才能在屏上得到一个清晰的________、________的实像,照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时,与这种成像情况一致的是________.
答案解析
一、选择题
1.【答案】D
【解析】 解:因当凸透镜成像时,如在光屏上成像,一定是倒立的实像.故答案为:D.【分析】能用显示在光屏上的像,一定是由光线会聚而成的,是实像;凸透镜成像时,实像都是倒立的 .
2.【答案】A
【解析】
【分析】圆形鱼缸内盛有水,水的中间比边缘厚,形成一个水凸透镜,金鱼放在凸透镜的一倍焦距以内,成正立放大的虚像.
【解答】因为装有水的圆形鱼缸,中间比边缘厚,因此圆形鱼缸相当于凸透镜,当金鱼在凸透镜的一倍焦距以内时,就可以看到正立、放大的虚像,因此实际金鱼比观察到的金鱼小.故选A.
【点评】生活中的圆形透明体在很多情况下可以看作是一个凸透镜:如圆形的露珠下能够看清楚树叶细小的叶脉;树林中装有水的透明饮料瓶等.
3.【答案】D
【解析】 A、图①中,u>2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立缩小实像,A不符合题意.B、图②中,u=2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立等大实像,B不符合题意.C、图③中,2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立放大实像,C不符合题意.D、图④中,u<f,由凸透镜成像规律可知,成正立放大虚像.D符合题意.故答案为:D.【分析】根据凸透镜成像时,物体在凸透镜的不同范围,成像情况不同分析.
4.【答案】D
【解析】 ①凸透镜成像规律,当物距小于焦距时,成正立放大的虚像.②实像可以在光屏承接,而虚像不能.已知凸透镜的焦距为20cm,若将蜡烛放在离凸透镜16cm处时,即u<f,则由凸透镜成像规律可知,成正立放大的虚像,移动光屏,在光屏上将无法看到像.故答案为:D.【分析】根据凸透镜的成像规律:当物体在焦点之内时,成虚像,光屏上看不到像.
5.【答案】A
【解析】【解答】观察图可知,物距小于像距,成清晰的像,故f<u<2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,故是幻灯机、投影仪的原理。A符合题意。故答案为:A。【分析】本题考查了学生对凸透镜成像特点的理解和掌握,物距小于像距,成倒立放大清晰的像,是投影仪的工作原理。
6.【答案】B
【解析】【解答】A、人不动,照相机离人近一些,即使镜头往里缩一些,所成的像还是大,还有人没有进入镜头,A不符合题意;B、人不动,照相机离人远一些,镜头往里缩一些,所成的像变小,像距变小,全体人员可以进入镜头,B符合题意;C、人不动,照相机离人近一些,镜头往前伸一些,所成的像更大,有更多的人没有进入镜头,C不符合题意;D、照相机和镜头都不动,人站近一些,所成的像更大,有更多的人没有进入镜头,D不符合题意。故答案为:B。【分析】照相机的镜头是凸透镜,根据凸透镜的成像规律判断,当物体位于二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,此时u>2f,f<v<2f;物近、像远、像变大,物远、像近、像变小。
7.【答案】C
【解析】【分析】根据凸透镜成像规律:①物距小于焦距成正立放大虚像,物像同侧.应用是放大镜.②物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距.应用是幻灯机、投影仪.③物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距.④物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距.应用是照相机.⑤成虚像时,物距变大,像距变大,像变大;成实像时,物距变大,像距变小,像变小.对各个选项逐一分析即可.【解答】A、实像都是倒立的,虚像都是正立的,不符合题意;B、甲图成正立放大的虚像,物距小于焦距;乙图成倒立放大的实像,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,不符合题意;C、甲图成虚像,物距变小,像变小;乙图成实像,物距变大,像变小,符合题意;D、甲图中成像规律可应用于放大镜;乙图中成像规律可应用于投影仪,不符合题意;故选C.【点评】本题要求学生熟练掌握凸透镜成像的规律及应用.我们可以用口诀:“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小.物近像远像变大,焦距以内反变化.”来帮助我们记忆.
8.【答案】C
【解析】【解答】如图,物距小于像距,光屏上成倒立、放大的实像,应用于投影仪.
蜡烛左移,物距增大,像距减小,像变小.光屏向左移动才能接到清晰的像.故选C.
【分析】根据物距和像距的关系判断成像情况和应用:凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用于照相机;物距等于像距时,成倒立等大的实像,一般用来求凸透镜的焦距;物距小于像距时,成倒立放大的实像,应用于投影仪.判断凸透镜的成像情况的几种方法:根据物距和像距的大小关系;根据物距和焦距的关系;根据像距和焦距的关系.
9.【答案】A
【解析】【解答】烛焰在图示位置时恰能在光屏上成清晰的像,由图可知,像距大于物距,蜡烛成倒立放大的实像,将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离2f,根据蜡成实像时“物近像远像变大”的特点,物距增大,像距变小,像变小。故选A【分析】根据“物近像远像变大”的特点判断物距增大,像距变小,像变小。
10.【答案】A
【解析】【解答】解:当蜡烛放在凸透镜前20cm处时,光屏上成缩小的像,所以u>2f,此时f<v<2f.若把蜡烛放在光屏的位置,则f<u<2f,所以会成放大、倒立的实像.故选A.【分析】要解决此题,首先掌握凸透镜成像的规律.知道当u>2f时,成倒立、缩小的实像.此时f<v<2f.当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,此时v>2f.
11.【答案】A
【解析】【解答】解:窗户在墙上通过凸透镜所成的像的性质关键取决于窗户与凸透镜之间的距离即物距与凸透镜焦距之间的关系,通过题意知凸透镜离墙较近,如果能在墙上成像,像距一定小于物距.所以成清晰倒立、缩小的实像.故选A.【分析】凸透镜成像规律:物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像.像距小于物距;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;物距小于焦距成正立、放大的虚像.像距大于物距.
12.【答案】C
【解析】【解答】凸透镜成实像时,u>v,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机;u<v,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪,根据物距和焦距的关系解不等式即可.由图可知:u=30cm,v=20cm.且u>v;由凸透镜成像规律可知:此时的像是倒立缩小的实像;则u=30cm>2f,2f>v=20cm>f,即30cm>2f,2f>20cm>f,解得15cm>f>10cm.故答案为:C.【分析】本题考查学生对凸透镜成像规律的记忆。由图可知物体比像远,所以此时的像是倒立缩小的实像;则u=30cm>2f,2f>v=20cm>f,解得15cm>f>10cm.
二、填空题
13.【答案】凸透镜;会聚
【解析】【解答】因为瓶内灌了雨水后,瓶中水的形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,即相当于一个凸透镜;凸透镜对光线有会聚作用,如果太阳光照射到此水瓶时,此凸透镜将太阳光聚焦到树叶时,会造成树叶燃烧,造成火灾。故答案为:凸透镜;会聚.【分析】根据凸透镜的概念和凸透镜对光线的会聚作用解答.
14.【答案】V>2f;倒立;熔点
【解析】【解答】摄像机镜头相当于一个凸透镜,像成在感光元件上。若拍摄该图片时镜头的焦距为f,为保证成像清晰,镜头到感光元件的距离v满足的条件是V>2f,物体经该镜头成的像是倒立的。摄像机在高温环境下工作,镜头用抗高温的石英材料制成,这是因为石英的为熔点较高。【分析】对于此类试题,学生应把握摄像机镜头相当于一个凸透镜,像成在感光元件上。物距是大于2倍焦距,像距是大于1倍焦距,小于2倍焦距。
15.【答案】变暗;左
【解析】【解答】若遮住凸透镜的下半部分,则凸透镜的上半部分仍能折射光线,成烛焰完整的像;由于凸透镜折射光线的数量比原来减少,所以像比原来变暗;烛焰远离透镜,物距变大,则像距变小,成的像也变小,要使光屏上出现清晰的像,应将光屏向靠近凸透镜的方向即左移动.故答案为:变暗;左.【分析】凸透镜成像原因是光的折射,挡住一部分凸透镜,像还是完整的,在凸透镜成像时,当物体远离凸透镜,像会靠近凸透镜.
16.【答案】变大;凸透;小于;正;放大
【解析】【解答】玻璃杯中装水形成一个水凸透镜,将手紧靠在杯的背面,手在水凸透镜的一倍焦距以内,即物距小于焦距,此时水凸透镜相当于一个放大镜,成正立、放大的虚像.故答案为:变大;凸透;小于;正;放大.【分析】(1)玻璃杯中装水,水中间厚边缘薄,形成一个水凸透镜.(2)当物体在水凸透镜的一倍焦距以内时,成正立、放大的虚像.
17.【答案】d;a;e;变大;变大
【解析】【解答】解:①把蜡烛放在d点,f<u<2f,成倒立放大的实像;②把烛焰放在a、b点,屏上出现倒立缩小的实像,但a点离凸透镜最远,因此在a点屏上出现的像最小;③把蜡烛放在e点,u<f,成正立放大的虚像,屏上不会出现清晰的像.④如果把烛焰从a到移到d点,凸透镜成实像时,物近像远像变大.则像到透镜的距离变大,像的大小变大.故答案为:①d;②a;③e;④变大;变大.【分析】①a点在2倍焦距以外,b点在1倍焦距和2倍焦距之间,c点在焦距以内,然后再根据凸透镜成像规律即可解答此题.②凸透镜成实像时,物近像远像变大.
18.【答案】倒立、放大的实像;投影仪或幻灯机
【解析】【解答】解:由图可知,物距小于像距,并且能在光屏上成实像,所以物距一定是在一倍焦距到二倍焦距之间,所以成的是倒立、放大的实像; 利用此原理可以制成投影仪或幻灯机.故答案为:倒立、放大的实像;投影仪或幻灯机.【分析】解决此题要知道当f<u<2f,成倒立、放大的实像,v>2f,此时物距小于像距.应用于投影仪或幻灯机.此题考查凸透镜成像规律及其应用,解决此题要结合凸透镜的成像规律进行分析解答.
19.【答案】缩小;照相机
【解析】【解答】如图可知,物距大于像距,凸透镜成倒立缩小的实像,应用于照相机.故答案为:缩小;照相机.【分析】掌握凸透镜成像的两种判断方法,根据物距和像距的关系.凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像应用于照相机;物距等于像距时,成倒立等大的实像,一般用来求凸透镜的焦距;物距小于像距时,成倒立放大的实像应用于投影仪.
20.【答案】10;同一高度;倒立;?缩小的;实像;远离;30;升高蜡烛的高度;C;C
【解析】【解答】(1)如图所示,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是10cm.(2)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心.(3)①已知凸透镜的焦距是10cm;根据表中序号为2的数据可知,25cm>2f,2f>16.7cm>f,所以成倒立、缩小的实像.②光屏上仍然得到清晰的像说明凸透镜成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,所以当烛焰从远处向透镜靠近时,光屏应向远离凸透镜的位置移动.③根据表中序号为1的实验数据可知,当物距为30cm时,像距为15cm,成倒立、缩小的实像,根据光路是可逆的,所以当物距为15cm时,像距为30cm,成倒立、放大的实像.(4)由图可知,像在光屏上的位置偏高,因为成的是倒立的像,所以可以使蜡烛的高度升高,使蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度.(5)把蜡烛移到B点处,U<f时,凸透镜成正立放大的虚像.光屏上承接不到像,需要透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像,故需从C箭头所示的方向去观察.(6)根据过光心的光线不改变方向,可以判断A处烛焰的像在D点,用厚纸板挡住A处的烛焰,D处烛焰的像不见了,C处还能看到B处烛焰的像.【分析】考查凸透镜成像规律及其探究实验。
三、实验探究题
21.【答案】(1)凸透镜的主光轴上(2)Ⅱ;缩小(3)视网膜;靠近;变小
【解析】【解答】解:(1)实验前要调整烛焰的焰心、光屏的中心在主光轴上,烛焰的焰心、透镜的光心、光屏的中心都在同一高度上,目的是使像能成在光屏的中央;?(2)凸透镜焦距是15cm,当把凸透镜固定在50cm 刻度线位置,蜡烛固定在15cm 刻度线位置时,物距为50cm-15cm=35cm,大于2倍焦距,所以此时成倒立缩小的实像;(3)视网膜是用来接收像的,所以视网膜的作用相当于光屏;近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,撤去近视眼镜,像向透镜移动,应向左移动光屏才能得到清晰的像;像距变小,则像变小.?故答案为:(1) 凸透镜的主光轴上;(2) Ⅱ? ;(3) 缩小 ;(4) 视网膜 ; (5) 靠近;(6) 变小。【分析】(1)使像能成在光屏的中央,烛焰的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心必须在同一高度;(2)凸透镜成像的规律:①、当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,此时像距小于物距,像比物小,物像异侧;②、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,此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧;③、当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距, 成倒立、放大的实像,此时像距大于物距,像比物大,像位于物的异侧;④、当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出;⑤、当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像,此时像距大于物距,像比物大,物像同侧;(3)近视眼的成因:远处的物体通过晶状体成像在视网膜的前方,佩戴凹透镜进行矫正。
22.【答案】(1)10.0(2)缩小;照相机(3)不能
【解析】【解答】 (1)由图甲知,焦距为f=40.0cm?30.0cm=10.0cm;(2)当蜡烛放在A点时,物距大于2f,成倒立缩小的实像,照相机就是利用该原理工作的;(3)当将蜡烛移到“45cm”刻度线处,物距小于焦距,成正立放大虚像,此时移动光屏不能在光屏上得到一个清晰的像。故答案为:(1)10.0;(2)缩小;照相机;(3)不能【分析】
物体位置
像的位置
像的大小
像的性质
应用举例
u>2f
f像、物异侧
缩小
倒立实像
照像机
u=2f
v?=2f
像、物异侧
等大
倒立实像
测焦距
fv?>2f
像、物异侧
放大
倒立实像
幻灯机投影仪
23.【答案】(1)B(2)左(3)凹(4)A
【解析】【解答】(1)如图,物距大于像距,则像距应为一倍到二倍焦距之间,且凸透镜的焦距为10cm,所以图甲中光屏离凸透镜的距离可能是B,即可能为18cm,而A的距离大于二倍焦距,C的距离小于焦距都不正确;(2)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左调节一段距离后,即物距增大了,则像距应减小,所以要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向左调节。(3)若步骤(2)中未调整光屏的位置,此时像成在光屏的左侧,要使像变清晰,应使光线发散一些,所以需在凸透镜前加一个凹透镜,则像会右移到光屏上。(4)若将印有字母“F”的纸片(图乙)放在离凸透镜5cm的地方,此时像距小于焦距,凸透镜成正立放大的虚像,即此时为放大镜的应用,我们能看到的清晰的像是图丙中的A【分析】凸透镜成像的动态情景:①当物体从二倍焦距以外的地方逐渐向凸透镜移近过程中,像逐渐变大,像距v也逐渐变大.但是,只要物体未到达二倍焦距点时,像的大小比物体要小;像的位置总在镜的另一侧一倍焦距至二倍焦距之间.②当物体到达二倍焦距之内逐渐向一倍焦距点移动过程中,像变大,像距v也变大.像的大小总比物体要大,像的位置总在镜的另一侧二倍焦距以外.③可见,二倍焦距点是凸透镜成缩小实像与放大实像的分界点.即物体在二倍焦距以外时所成实像小于物体;物体在二倍焦距以内时所成实像要大于物体.④当物体在一倍焦距以内时,只能在与物体同侧的地方得到正立放大的虚像.因此,焦点F是凸透镜成实像与虚像的分界点.
物体位置
像的位置
像的大小
像的性质
应用举例
u>2f
f像、物异侧
缩小
倒立实像
照像机
u=2f
v?=2f
像、物异侧
等大
倒立实像
测焦距
fv?>2f
像、物异侧
放大
倒立实像
幻灯机投影仪
四、综合题
24.【答案】(1)远(2)后缩
【解析】【解答】解:照相机是利凸透镜成像的原理制成的;由图知,甲的像比乙的像大,根据凸透镜成像的规律,成的像越大,此时的物距越小,像距越远.所以用照相机对小明进行拍照, 照相机离小明的距离应远一些;将照相机的镜头后缩一些.故答案为:(1)远;(2)后缩.【分析】凸透镜成像的规律:1、当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,此时像距小于物距,像比物小,物像异侧,是照相机的原理;2、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,此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧;3、当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距, 成倒立、放大的实像,此时像距大于物距,像比物大,像位于物的异侧,是投影仪的原理;4、当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出;5、当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像,此时像距大于物距,像比物大,物像同侧,是放大镜的原理。当物体成实像时,物体像透镜靠近,像变大,像原理透镜。
25.【答案】(1)下(2)15(3)左;倒立;缩小;照相机
【解析】【解答】解:(1)根据图示的光屏、凸透镜、烛焰三者的位置关系可知,光屏的中心高于凸透镜、烛焰的中心,要使像成在光屏的中心,就要使光屏向下调整使三者的中心在同一高度上.(2)根据题意,当烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一等大清晰的像,说明此时满足30cm=u=2f,所以f=15cm;(3)使烛焰向左移动5cm后,此时u=35cm,即u>2f,成倒立、缩小的实像,此时像距2f>v>f,因此需要将光屏左移;照相机是根据这个原理制成的.故答案为:(1)下;(2)15;(3)左;倒立;缩小;照相机.【分析】(1)在做凸透镜成像规律的实验时,首先要调整光屏凸透镜烛焰的中心在同一高度上,这样做的目的是使像成在光屏的中心,根据这个思路可解决此题.(2)根据u=2f时,成倒立、等大的实像,可求得焦距.(3)凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大;物距大于2f时,成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的.