二、学生实验:探究——凸透镜成像
一、单选题
1.???如图所示是小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中的一次实验操作情景,这时烛焰在光屏上成清晰的像。若将蜡烛移动到35cm刻度线处,调节光屏直到成清晰的像为止,此时在光屏上可得到( )
A.?倒立缩小的实像?????????????????????????
B.?倒立等大的实像?????????????????????????
C.?倒立放大的实像?????????????????????????
D.?正立放大的虚像
2.???某同学用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,此时光屏上成清晰的像,下列说法错误的是( )
A.?光屏上成的是倒立、放大的实像????????????????????????????????????????
B.?投影仪成像利用了这一规律????????????????????????????????????????
C.?交换光屏和蜡烛位置,光屏上可以成倒立、缩小的实像????????????????????????????????????????
D.?图中蜡烛向左移动,光屏应该向右移动才能得到清晰的像
3.???如图所示,小梦同学在“探究凸透镜成像规律”实验时,烛焰在光屏上成了一个清晰的像,下列说法错误的是( )
A.?利用这一成像规律可制成照相机
B.?实验中,蜡烛越烧越短,光屏上烛焰的像向上移动
C.?该凸透镜的焦距范围是8cm<f<10cm
D.?要使光屏上烛焰的像变小且清晰,需将蜡烛和光屏都向左移动相同的距离
4.???小明做凸透镜成像规律的实验。当蜡烛与凸透镜之间的距离为20cm时,移动光屏,烛焰在光屏上成清晰的像,用刻度尺测量像的高度为h1,像到凸透镜的距离为s1;当蜡烛与凸透镜之间的距离为15cm时,移动光屏,烛焰在光屏上成清晰的像,用刻度尺测量像的高度为h2,像到凸透镜的距离为s2.在下列四个选项中,判断正确的是( )
A.?h1=h2?????????????????????????
B.?h1<h2?????????????????????????
C.?s1=s2?????????????????????????
D.?s1>s2
5.???在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后,正确安装并调节实验装置如图乙所示,在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A.?由甲图可知该透镜焦距为40cm
B.?乙图中成的是倒立、放大的实像,符合放大镜的成像原理
C.?在乙图中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,则成像情况符合投影仪的原理
D.?在乙图中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,则将光屏适当右移后得到一个清晰的像
???在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距u和像距v的数据,并绘制成如图所示的图象,下列说法中正确的是( )
A.?该凸透镜的焦距f=20cm
B.?当物距u=8cm时,成正立、放大的虚像,放大镜利用了这条规律
C.?当物距u=30cm时,成倒立、缩小的实像,幻灯机利用了这条规律
D.?物体从距凸透镜30cm处向距凸透镜15cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
7.???在“探究凸透镜成像的规律”实验中,将点燃的蜡烛放在距凸透镜32cm处,在透镜另一侧距离透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,则下列说法正确的是( )
①投影仪是利用这一原理工作的
②该透镜的焦距f一定满足9cm<f<16cm
③若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
A.?只有①和②?????????????????????????
B.?只有②和③?????????????????????????
C.?只有③和④?????????????????????????
D.?只有①和④
二、填空题
1.???小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中,根据测量的数据,绘制了像距v随物距u变化的图象,如图所示,分析图象可知,当物距u=15cm时,物体通过凸透镜成倒立、______的实像,生活中的______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理。
???在“探究凸透镜的成像规律”实验中:
(1)让一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为______cm;
(2)将一支点燃的蜡烛放在如图乙所示的位置,移动光屏,直到光屏上得到清晰的像,此时的成像原理与生活中的______成像原理相同;
(3)若将蜡烛向左移动一小段距离,此时光屏上的像变模糊,在蜡烛和透镜之间放置一个合适的______(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”),光屏上的像又会变清晰。
3.???某同学在“探究凸透镜成像规律”实验时发现,当物体距离透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一清晰放大的实像;若保持物体与光屏的位置不变,把透镜向光屏方向移动2cm,在光屏上又成一清晰缩小的实像,当物体距离透镜4cm,成______、______、的______像。
4.???在探究凸透镜成像规律时,小毓将焦距为5cm的透镜固定在图示光具座上,然后将蜡烛移至光具座上135cm刻度处,移动光屏,则屏上得到的像一定是______(放大/等大/缩小)的像,此时若将凸透镜换成茶色玻璃板,则人眼需要在图中______(A/B)处观察光屏上的像,对比两次所成像的正倒、大小、虚实三个方面,有______个方面不同。
???将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如题12图所示,调节光屏可以在光屏上观察到一个清晰______(选填“放大”或“缩小”)的像,______机就是利用这种原理制成的;将蜡烛移到40cm刻度处,移动光屏______(选填“能”或“不能”)在屏上得到清晰放大的像。
???在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中:测量凸透镜的焦距如图所示,则该凸透镜的焦距为______cm.当烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、______的实像,______(填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。
7.???兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凸起程度可改变的水透镜。通过注射器向橡皮膜注水或抽水,可以改变水透镜的凸起程度。如图所示,光屏上出现清晰的烛焰像,则该像是倒立、______的实像;向左移动蜡烛,保持光屏和水透镜位置不动,为使光屏上出现清晰的像,应通过注射器向橡皮膜______(选填“注水”或“抽水”)。
三、作图题
1.???图甲是车门迎宾灯,其内部结构示意图如图乙,点亮光源后,在地面上出现清晰的像。
(1)在图乙中标示出物距;
(2)画出图乙中所示两条光线经过凸透镜之后的光线;
(3)请完整说明地面上的像的特点______。
2.???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。
四、实验探究题
1.???某物理兴趣小组探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图,凸透镜固定在50cm处,光屏和蜡烛分别在凸透镜两侧。
(1)当蜡烛移到20cm处时,移动光屏到80cm处时,在光屏上成一个等大、清晰的像,则凸透镜的焦距是______cm。
(2)凸透镜位置不变,又将蜡烛从20cm处移到10cm处时,要在光屏上观察到清晰的像,光屏应从80cm处向______(填“左”或“右”)移动,这时所成的像是______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)实像,在生活中的应用是______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。我们可以从不同角度看到光屏上的像,是因为发生了______(选填“镜面反射”或“漫反射”)。
(3)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,结果是______。
A.没有影响
B.不能成像
C.成一半的像
D.仍能成完整的像,但亮度变暗
(4)实验过程中,燃烧的蜡烛变短,导致光屏上烛焰的像向______(选填“上”或“下”)移动,可将凸透镜的高度调______(选填“高”或“低”),使像呈现在光屏的中央。
2.???在探究凸透镜成像规律的实验中,小明同学选择焦距为10cm的凸透镜、蜡烛、光屏和光具座进行实验。
(1)他先点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调整到同一高度,如图所示;
(2)保持凸透镜位置不变,将蜡烛由远到近逐渐向凸透镜方向移动到25cm刻度线处,移动光屏到某位置,在光屏上得到清晰倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像。
(3)若透镜的下半部以黑布遮住则看到烛焰的像会变______。
(4)现保持凸透镜和光屏位置不变,仅将蜡烛移动到10cm刻度线处,在光屏上不能得到清晰的像。如果把凸透镜看作人眼的晶状体,光屏看作人眼的视网膜,则该成像情况相当于______(选填“近视眼”或“远视眼”)看物体。此时,要使光屏上成清晰的像,可以在烛焰和凸透镜之间的适当位置添加______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
3.???用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑。则该凸透镜的焦距为______cm。
(2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出)
①若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片,将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像。说明该眼镜对光线具有______(选填“发散”或“会聚”)作用,是______(选填“近视”或“远视”)眼镜。
②若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处,则将光屏移动到______cm刻度线处,可以再次看到清晰的像,此时的像是______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的。日常生活中,______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。
③若在图乙所示位置的基础上,保持蜡烛位置不动,将凸透镜和光屏同时向右移动相同的距离后,光屏上______(选填“能”或“不能”)看到清晰的像。
④若将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜,保持蜡烛和凸透镜在原来位置不变,在光具座上移动光屏,______(选填“能”或“不能”)找到一个位置,使像清晰的呈现在光屏上。(光具座总长100cm)
二、学生实验:探究——凸透镜成像
【选择题答案】
1.??C???????2.??D???????3.??D???????4.??B???????5.??C???????
6.??B???????7.??B???????
【解析】
1.??
解:由图片可知,此时物距u=50.0cm-30.0cm=20.0cm,像距v=70.0cm-50.0cm=20.cm,物距等于像距,成倒立、等大的实像,满足:v=u=2f,即凸透镜焦距:f=10.0cm;若将蜡烛移动到35cm刻度线处,2f>u>f,成倒立、放大的实像。
故选:C。
凸透镜成像的三种情况:u>2f,成倒立、缩小的实像;2f>u>f,成倒立、放大的实像;u<f,成倒正立、放大的虚像。
凸透镜成像的三种情况和应用,以及凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,都是解答凸透镜成像习题的重要依据。
2.??
解:
AB、由图可知,物距小于像距,光屏上成的是倒立、放大的实像,应用于投影仪,故AB正确;
C、交换光屏和蜡烛位置,根据光路可逆可知,此时的物距大于像距,光屏上可以成倒立、缩小的实像,故C正确;
D、图中蜡烛向左移动,物距变大,像距会变小,所以光屏应该向左移动才能得到清晰的像,故D错误;
本题选错误的;
故选:D。
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;凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小;在光的折射中,光路是可逆的。
此题是探究凸透镜成像的规律,考查了凸透镜成像的规律的应用。一定要熟练掌握规律的内容,做到灵活运用。同时还考查了光路的可逆性,这是一个难点。
3.??
解:A、由图知,此时的物距大于像距,成缩小、倒立的实像。照相机是根据这个原理制成的,故A正确;
B、由于成的实像是倒立的,所以蜡烛越烧越短,光屏上烛焰的像就应该越向上移动,故B正确;
C、凸透镜成倒立缩小的像,则20cm>2f、f<16cm<2f,解得:8cm<f<10cm,故C正确;
D、要使光屏上烛焰的像变小且清晰,需要增大物距,减小像距,所以蜡烛和光屏都向左移动;当物距大于像距时,蜡烛移动的距离要大于像移动的距离,故D错误。
本题选错误的;
故选:D。
(1)(3)凸透镜成像规律:物距小于焦距成正立放大虚像。应用是放大镜;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;物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距;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。
(2)
(4)成实像时:物像异侧,物距变大,像距变小,像变小。
此题主要考查了凸透镜成像的规律及应用。首先要熟练掌握规律的内容,要做到灵活运用。
4.??
解:当蜡烛与凸透镜之间的距离为20cm时,移动光屏,烛焰在光屏上成清晰的像,用刻度尺测量像的高度为h1,像到凸透镜的距离为s1;当蜡烛与凸透镜之间的距离为15cm时,此时的物距变小了,则像距变大,像变大,即h1<h2,s1<s2,故B正确,ACD错误。
故选:B。
凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大。
本题考查了凸透镜成像规律的应用,难度不大,要掌握。
5.??
解:A、由甲图可知该透镜焦距为40.0cm-30.0cm=10.0cm,故A错误;
B、由图可知,物距大于像距,当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小、倒立的实像,是照相机的成像原理,故B错误;
C、根据光路的可逆性,若将光屏和蜡烛的位置互换,在光屏上仍能成像,此时物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像,其应用是投影仪,故C正确。
D、在乙图中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,物距变大,则像距变小,应将光屏适当左移后得到一个清晰的像,故D错误。
故选:C。
(1)凸透镜的焦距是使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离;
(2)当物距大于二倍焦距时所成的像是缩小、倒立的实像,照相机这一光学器件正是应用了这点;
(3)物距处于f和2f之间,凸透镜成倒立、放大的实像;物距大于2f,凸透镜成倒立、缩小的实像;
(4)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
此题是探究凸透镜成像的实验,主要考查了学生对实验操作的要求及对凸透镜成像规律的掌握。
6.??
解:A、据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像;由图可知,u=v=2f=20cm,所以f=10cm。故A错误;
B、当物距u=8cm时,u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜,故B正确;
C、当物距u=30cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机,故C错误;
D、物体从距凸透镜30cm处移动到15cm处的过程中,物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,故D错误。
故选:B。
(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
(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。
本题考查凸透镜成像规律,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
7.??
解:
①蜡烛放在距凸透镜32cm处,在透镜另一側距离透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用于照相机,故①错误;
②u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机,32cm>2f,2f>18cm>f,解不等式得,9cm<f<16cm,故②正确。
③若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,物距变小,像距应该变大,则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像,故③正确;
④若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路可逆可知,会在光屏上成一个清晰倒立、放大的实像,故④错误。
故选:B。
(1)(2)凸透镜成像的三种情况解不等式判断属于哪种情况:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机。
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
(3)凸透镜成实像时,物距变小,像距变大;
(4)在光的折射中,光路是可逆的。
根据物距和像距关系、物距和焦距关系、像距和焦距关系都可以判断凸透镜成像性质,要熟练掌握。
【填空题答案】
1.??缩小? 照相机???????
2.??10.0? 照相机? 近视眼镜???????
3.??正立? 放大? 虚???????
4.??缩小? A? 3???????
5.??缩小? 照相? 不能???????
6.??9.5? 缩小? 照相机???????
7.??放大? 抽水???????
【解析】
1.??
解:由图知,当物距为10cm时,像距也为10cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立等大的实像,此时像距与物距相等。所以2f=10cm,则f=5cm;
当物距u=15cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用了这样的成像原理。
故答案为:缩小;照相机。
凸透镜成像时,u=v=2f,在图象上找到u=v对应点,根据物距和焦距的关系求出凸透镜的焦距;凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
此题主要考查凸透镜成像的应用,要熟记凸透镜成像的规律,特别搞清像的特点及像距与物距之间的关系。
2.??
解:(1)由图中,平行光线经凸透镜后会聚到一点,说明凸透镜对光线具有会聚作用;光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,所以焦距为f=60.0cm-50.0cm=10.0cm。
(2)将点燃的蜡烛放到标尺20cm处,此时的物距为u=50cm-20cm=30cm>2f=20cm,在光屏上成倒立缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;
(3)若将蜡烛向左移动一小段距离,物距变大,像距变小,像会成在光屏的左边,由于凹透镜对光线具有发散作用,凹透镜可以矫正近视眼;把近视眼镜放在蜡烛和透镜之间放置一个合适位置,光线会发散一些,能在光屏上呈现清晰的像。
故答案为:(1)10.0;(2)照相机;(3)近视眼镜。
(1)根据焦距的概念,计算出焦距的大小。从焦点到凸透镜的距离;
(2)当u>2f时,成倒立缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;
(3)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小;凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用。
凸透镜成像的规律涉及四个方面的内容:物距与焦距的关系;成像性质;像距与焦距的关系;应用。只要告诉这四个方面中的一个,就可以确定其余的三个方面。
3.??
当物体距离透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一清晰放大的实像,所以f<8cm<2f,得4cm<f<8cm;
又把透镜向光屏方向移动2cm,此时物距为10cm,屏上又成一清晰缩小的实像,所以10cm>2f,得f<5cm。
若物体距离透镜4cm,则小于焦距,成放大正立的虚像,放大镜就是根据这个原理制成的。
故答案为:正立;放大;虚。
根据题意,当物距等于8cm时,物距处于1倍和2倍焦距之间,当物距为10cm时,物距大于2倍焦距。
从而分析出焦距的范围,得出4cm与焦距的关系。
掌握凸透镜成像规律是解决此题的关键。
此题是探究凸透镜成像的规律,解决此题的关键是熟练掌握凸透镜成像的规律及应用。
4.??
解:小毓将焦距为5cm的透镜固定在图示光具座上,然后将蜡烛移至光具座上135cm刻度处,此时的物距为u=15cm>2f,成倒立、缩小的实像;
将凸透镜换成茶色玻璃板,则蜡烛会通过平面镜成正立、等大的虚像;人眼应该在玻璃板的左侧观察像,即在A侧;
两次所成的像大小不同、倒正不同、虚实不同,即三方面是不同的。
故答案为:缩小;A;3.
物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像;平面镜所成的像是正立、等大的虚像。
本题考查了凸透镜成像的规律、平面镜成像的特点,难度不大,要掌握。
5.??
解:根据焦点和焦距的定义,当拿着凸透镜正对太阳光,在距透镜中心15cm处得到一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离,即焦距为15cm;
从图上看出,物距u=50.0cm-10.0cm=40.0cm,u>2f,2f>v>f,移动光屏,能在光屏上成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;
将蜡烛移到40cm刻度处,u=50.0cm-40.0cm=10.0cm,物距满足u<f,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上。
故答案为:缩小;照相;不能。
(1)焦点指凸透镜能使平行于主光轴的光会聚的点,而焦距即为焦点到光心的距离;
(2)2f>u>f,v>2f,成倒立、放大的实像;其应用是投影仪;
u>2f,2f>v>f,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;
u=v=2f,凸透镜成倒立等大的实像;
u<f,成正立、放大的虚像,其应用是放大镜,虚像不能用光屏承接。
此实验考查学生对于凸透镜成像实验的理解和掌握,熟记成像规律是解题关键。
6.??
解:平行光经过凸透镜折射后会聚于一点,该点就是凸透镜的焦点,焦点到透镜的距离叫焦距;由图可知,该凸透镜的焦距为59.5cm-50.0cm=9.5cm。
当物距为30cm时,物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像的规律可知,此时成倒立、缩小的实像;照相机就是利用这个原理制成的。
故答案为:9.5;缩小;照相机。
(1)根据焦点的定义,利用图示的情况,即可确定焦距。
(2)根据告诉的物距和测定的焦距,利用凸透镜成像的规律可确定成像的性质及应用。
凸透镜成像的规律涉及四个方面:物距与焦距的关系;成像性质;像距与焦距的关系;告诉其中的一个方面可以确定另外三个方面。在此题中就是告诉了物距与焦距的关系,来确定成像性质和应用。
7.??
解:(1)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;
(2)向左移动蜡烛,即此时的物距变大,像距应该变小,即光屏应该向左移动,才能使得像清晰,但若保持光屏和透镜不变,仍使得像成在光屏上,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应该向外抽水。
故答案为:放大;?抽水。
(1)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。
(2)凸透镜越厚,折光能力越强,焦距越短,据此分析即可判断。
知道凸透镜的成像规律,并理解凸透镜焦距变化后对实验过程的影响是解决该题的关键。
二、学生实验:探究——凸透镜成像
【答案】
??倒立放大的实像???????
2.??解:从物体A的顶端做平行于主光轴的光线,过凸透镜后经过焦点而会聚到像点。
由A的顶端发出过光心的光线,传播方向不变。
从物体B的顶端做平行主光轴的光线,折射后过焦点,再从B的顶端做过光心的光线,这两条折射光线的反向延长线的交点就是像的位置,如图所示:
???????
1.??15.0? 左? 缩小? 照相机? 漫反射? D? 上? 低???????
2.??(2)缩小;(3)暗;(4)近视眼;凹透镜。???????
3.??10.0? 发散? 近视? 80? 放大? 投影仪? 不能? 不能???????
【解析】
1.??
解:(1)物体到凸透镜的距离叫物距,用字母u来表示,如图所示:
(2)过光心的光线传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后平行射出,由此作出折射光线如图所示;
(3)物体发出光经折射后会聚于一点,由图可知,像点相对物体在主光轴两侧,像点距离凸透镜远些,所以所成的是倒立放大的实像。
故答案为:(1)(2)见上图;(3)倒立放大的实像。
(1)物体到凸透镜的距离叫物距;
(2)过光心的光线传播方向不变;从焦点上发出的光线经凸透镜折射后平行射出;
(3)根据光路图说明成像的特点。
本题主要考查凸透镜的三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线折射后平行于主光轴;平行于主光轴的光线折射后过焦点。
2.??
要解决此题,需要掌握三条特殊的光线:平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于焦点;过光心的方向不变;从焦点发出的光线,过凸透镜后平行于主光轴。
要知道由物体经过凸透镜的光线会聚到像点。
此题主要考查了三条特殊的光线,利用三条特殊的光线来作图。考查了学生的逆向思维能力。
1.??
解:
(1)当蜡烛移到20cm处时,此时u=30.0cm时,在另一侧距凸透镜80cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大的像,所以2f=30.0cm,即f=15.0cm;
(2)凸透镜位置不变,又将蜡烛从20cm处移到10cm处时,物距大于2f,物距变大,则像距变小,像变小,故光屏应从80cm处向左移动,则所成的像是倒立、缩小的实像。在生活中的应用是照相机;我们可以从不同角度看到光屏上的像,是因为发生了漫反射;
(3)遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,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,故选D;
(4)蜡烛变短了,光屏上的像会向上移动,要使像成在光屏的中央,根据过光心不改变方向,凸透镜向下移动,或光屏向上移动。
故答案为:(1)15.0;(2)左;缩小;照相机;漫反射;(3)D;(4)上;低。
(1)当u=2f时,成倒立、等大的实像;
(2)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小;u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机;
(3)物体由无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像。所以遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像;发生漫反射时,反射光线射向四面八方;
(4)实验一段时间后,蜡烛变短了,根据过光心不改变方向,判断透镜的移动方向。
此题考查了对凸透镜成像规律的理解,难度适中,熟练掌握凸透镜成像规律是解题关键。
2.??
【试题解析】
解:
(2)已知f=10cm,将蜡烛由远到近逐渐向凸透镜方向移动到25cm刻度线处,此时的物距为u=25.0cm,u>2f,2f>v>f,则光屏上成倒立、缩小的实像;
(3)若透镜的下半部以黑布遮住,当遮住凸透镜的一部分时,折射光线减少,会聚光线减少,像变的暗淡;
(4)凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛向左移动到10cm刻度线处,物体远离透镜,根据物远像近像变小可知此时像在光屏的前方,与近视眼的成像原理相同;要使光屏上成清晰的像,需要使折射光线发散一些,所以可以在烛焰和凸透镜之间的适当位置添加一个凹透镜。
(2)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f。
(3)当遮住凸透镜的一部分时,折射光线减少,会聚光线减少,像变的暗淡;
(4)根据物远像近像变小分析;近视眼的成因是像呈在视网膜的前方;凹透镜对光线具有发散作用。
熟练掌握凸透镜成像的规律,能根据实验中物距与像距的变化,判断成像的特点与规律是解答的关键,同时需要掌握近视眼和远视眼形成的原因。
3.??
解:(1)由焦距的概念知,f=40.0cm-30.0cm=10.0cm;
(2)①若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片,将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像,这表明该透镜对光线具有发散作用,是凹透镜,能矫正近视眼,是近视眼镜;
②若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处,此时的物距变为原来的像距,根据光路可逆可知,此时的像距为原来的物距,原来物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm,所以需要将光屏移动到50cm+30cm=80cm刻度线处,可以再次看到清晰倒立、放大的实像,其应用是投影仪;
③将凸透镜和光屏同时向右移动相同的距离后,此时物距增大,而像距不变,所以光屏上不能成清晰的像;
④将图中的凸透镜换成焦距为25cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,则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,即v>50.0cm,像距过大,超出了光具座所提供的长度,所以光屏上找不到清晰的像。
故答案为:(1)10.0;(2)①发散;近视;②80;放大;投影仪;③不能;④不能。
(1)从焦点到凸透镜的距离叫做焦距;
(2)①凸透镜对光线具有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用;
②在光的折射中,光路是可逆的;
③根据物远像近像变小分析解答;
④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。
本题对凸透镜成像规律的实验中的操作要领、实验现象及相关规律进行考查,知识点较多,难度不大;关于凸透镜成像规律的记忆,建议结合成像光路才能形象直观地深入理解且印象深刻。