周周测练习(四)　凸透镜成像规律及应用（含答案）

滚动训练(四)　凸透镜成像规律及应用
一、选择题
1.当一个物体从凸透镜一倍焦距处沿主光轴移到凸透镜四倍焦距外时,像 (　　)
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
2.如图AG-4-1所示为小红的脸庞外形和大小,通过凸透镜看她的脸庞时,看见的像不可能是图AG-4-2中的 (　　)
　图AG-4-1
　　　　　图AG-4-2
3.小红用同一凸透镜先后两次观察同一书本上的字,看到如图AG-4-3所示的两种情景。以下说法中错误的是 (　　)
图AG-4-3
A.甲、乙两图成像原理都是光的折射
B.图甲中成的是虚像,图乙中成的是实像
C.图甲中的成像规律可应用于放大镜,图乙中的成像规律可应用于照相机
D.图甲中书本到凸透镜的距离比图乙中书本到凸透镜的距离小
4.一凸透镜的焦距为15 cm,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.张悦对李丹同学说: “我在探究凸透镜成像实验中发现,物体距透镜30 cm时, 在距物体40 cm的光屏上可以得到一个清晰的像。”从而李丹提出以下猜想, 其中正确的是 (　　)
A.此像可能是正立的实像 B.物向上移,像也随之向上移
C.此像可能是缩小的实像 D.此凸透镜的焦距可能是18 cm
6.小红在做探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10 cm的薄凸透镜固定在水平光具座上的50 cm刻度线处,将烛焰、透镜和光屏的中心调节到同一高度。再将点燃的蜡烛移至光具座上35 cm刻度线处,移动光屏至80 cm刻度线处时,烛焰在光屏上成清晰的像,如图AG-4-4所示。下列分析中正确的是 (　　)
图AG-4-4
A.图示实验现象能够说明放大镜的成像特点
B.要在光屏上得到更大的烛焰清晰的像,应该将蜡烛向右移动,同时光屏向左移动
C.如果将蜡烛移到光具座上的40~50 cm刻度线之间的某位置,则不论怎样调整光屏的位置,在光屏上都得不到烛焰清晰的像
D.若将蜡烛放在光具座上10 cm刻度线处,通过向右移动光屏到适当位置,在光屏上可呈现烛焰倒立、缩小的实像
7.如图AG-4-5所示为“研究凸透镜成像规律”的实验装置示意图。实验时,某同学首先使发光点S、凸透镜L和光屏P的中心处于同一高度;当他把发光点S移到图示位置时(图中MN为光具座的标尺,即刻度尺),发现发光点发出的光经凸透镜折射后成为平行光;他再用一烛焰S',在图示位置上取代发光点S,此时要使烛焰S'在光屏P上成清晰的像,以下几种操作中不能达到目的的是 (　　)
图AG-4-5
A.保持烛焰S'和光屏P不动,只将透镜L向右移适当距离
B.保持透镜L和光屏P不动,只将烛焰S'向左移适当距离
C.保持透镜L不动,将烛焰S'向左移适当距离,再将光屏P向右移适当距离
D.保持透镜L不动,将烛焰S'向左移适当距离,再将光屏P向左移适当距离
8.某兴趣小组的同学在研究凸透镜成像规律实验中,记录并绘制了物体离凸透镜的距离(物距u)跟实像到透镜的距离(像距v)之间的关系图(如图AG-4-6所示),则以下说法中正确的是(　　)
图AG-4-6
A.凸透镜的焦距是20 cm
B.当物距是35 cm时,可以在光屏上获得倒立、放大的实像
C.当像距为15 cm时,可以模拟投影仪成像原理
D.当物距从10 cm增加到60 cm时,物与像的距离先减小再增大
9.如图AG-4-7所示,图甲测凸透镜的焦距,图乙探究“凸透镜成像的规律”,在图乙所示情况下光屏上成清晰的像(图中未画出),下列说法中正确的是 (　　)
图AG-4-7
A.由图甲可知凸透镜的焦距是40 cm
B.图乙的成像特点与投影仪的成像原理相同
C.图乙中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分,光屏上只出现像的下半部分
D.图乙中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜,光屏向右移动才能找到清晰的像
二、填空题
10.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当蜡烛与透镜的距离为20 cm时,光屏上得到清晰、等大的像,则该透镜的焦距是　　　　cm。增大蜡烛与透镜的距离,为了在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向　　　　(填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。?
11.利用无人机携带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,成倒立、　 　　　(填“放大”或“缩小”)的实像;当无人机上升时,须
　　　　(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。?
12.如图AG-4-8所示,用焦距为5 cm的凸透镜进行如下实验操作:将蜡烛放在A处时,位于P处(图中未画出)的光屏上得到了清晰的缩小像;保持透镜位置不变,向右移动蜡烛至B处,再将光屏从P处移至另一位置得到清晰的放大像,则两次所成的像都是　　　　立的,P位于 A的　　　　侧,上述过程中光屏是向　　　　侧移动的,用刻度表示透镜在光具座上的位置范围:　 。?
图AG-4-8
13.图AG-4-9为某望远镜内部部分光路图,物镜是凸透镜,O为光心,F为物镜的焦点,焦距为500 mm。
图AG-4-9
(1)画出光线a、b经物镜折射前的入射光线。
(2)目镜是　　　　(填“凹”或“凸”)透镜。?
(3)用此望远镜观测月球时,月球经物镜成一个　　　　(填“倒立”或“正立”)、　　　　(填“放大”“等大”或“缩小”)的像。?
三、实验探究题
14.在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)晓红在早上9:00利用太阳光进行观察某凸透镜焦点的活动。她将这个凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,她认为此点就是凸透镜的焦点。你认为该活动过程存在的问题是:?
　。?
(2)如图AG-4-10所示,蜡烛在光屏上成清晰的像,该像是倒立、　　　　的实像。保持凸透镜的位置不变,如果蜡烛向左移动,为了在光屏上得到一个清晰的像,光屏应该向　　　　
(填“左”或“右”)移动。?
图AG-4-10
(3)依次改变蜡烛的位置,移动光屏,直到找到清晰的像。记录的数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
物距/cm
80
60
30
20
15
10
像距/cm
11.5
12
15
20
30
40
通过观察数据,可知第　　　　次数据是编造的。?
(4)晓红同学在实验过程中,中指的指尖触摸到凸透镜的一小部分,在光屏上　　　　(填“有”或“没有”)晓红同学指尖清晰的像。?
教师详解详析
1.B　[解析] 凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像也越小。
2.C　[解析] 凸透镜成像的三种情况:u>2f,成倒立、缩小的实像。f3.C　[解析] 图中都是使用凸透镜观察物体,光透过凸透镜时会发生折射,即它们的成像原理都是光的折射;凸透镜成像时,实像都是倒立的,虚像都是正立的,则图甲中成的是虚像,图乙中成的是实像;根据凸透镜的成像规律可知,图甲中成像规律可应用于放大镜,图乙中成像规律可应用于投影仪或幻灯机;图甲成正立、放大的虚像,物距小于焦距,图乙成倒立、放大的实像,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,所以图甲中书本到凸透镜的距离(物距)更小。
4.B　[解析] 凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,像也越大。凸透镜的焦距是15 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜20 cm处移到40 cm处的过程中,物距始终大于焦距,因此凸透镜成实像,由于物距增大,则像距减小,像变小。
5.C　[解析] 由“物体距透镜30 cm时,在距物体40 cm的光屏上可以得到一个清晰的像”可知,物距为30 cm,像距为10 cm,所成的像是倒立、缩小的实像;根据物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,得出焦距的范围是5 cm 至10 cm。由于像是倒立的实像,所以物向上移,像向下移。
6.C　[解析] 凸透镜的焦距为f,物距为u,则凸透镜成像的规律:当u>2f时,成倒立、缩小的实像,该成像特点应用于照相机;当u=2f时,成倒立、等大的实像;当f2f,通过向左移动光屏到适当位置,在光屏上可呈现烛焰倒立、缩小的实像。
7.A　[解析] 由于“发光点S移到图示位置时,发光点发出的光经凸透镜折射后成为平行光”,根据从焦点发出的光经凸透镜折射后将变为平行光可知,S即为焦点。由图可知,现在光屏在二倍焦距处,若保持烛焰S'和光屏P不动,只将透镜L向右移适当距离,即增大物距,则无论怎样移动透镜均不能同时满足f2f或者u>2f、f8.D　[解析] 由题图可知,当物距等于20 cm时,像距也是20 cm,据此得出焦距等于10 cm。当物距是35 cm时,大于二倍焦距,在光屏上成倒立、缩小的实像;当像距为15 cm时,此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间,在光屏上成倒立、缩小的实像,可以模拟照相机成像原理;当物距等于20 cm 时,物与像的距离最小,所以当物距从10 cm 增加到60 cm时,物与像的距离先减小再增大。
9.D　[解析] 根据图甲可知凸透镜的焦距f=10.0 cm;根据图乙知u>2f,是照相机的成像原理,而不是投影仪;挡住透镜的上半部分,光能通过下半部分会聚成像,只是光线变少了,成一个变暗的完整的像;近视眼镜(凹透镜)对光有发散作用,所以给凸透镜“戴”上近视镜像会后移,则光屏应向右移动。
10.10　靠近
11.缩小　减小
12.倒　右　右　55~60 cm
13.(1)如图所示
(2)凹　
(3)倒立　缩小
[解析] (1)由凸透镜的三条特殊光线得,过光心的光线传播方向不改变,过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出,据此即可作出光线a、b经物镜折射前的入射光线,如图所示。(2)由图知,目镜对光线a、b有发散作用,说明目镜是凹透镜。(3)用此望远镜观测月球时,由于物距u>2f,所以月球经物镜成一个倒立、缩小的实像。
14.(1)凸透镜没有正对太阳光放置
(2)放大　左
(3)6　(4)没有
[解析] (1)平行于主光轴的光线会聚于一点,此点为凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离叫焦距,粗略测量薄透镜的焦距时,测出从焦点到凸透镜的距离即可,早上9:00时,凸透镜与水平地面平行放置,太阳光与透镜主光轴不平行,故测出的焦距不准确。(2)由图可知,此时的物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像。凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。保持凸透镜位置不变,如果蜡烛向左移动,即物距变大,为了在光屏上得到一个清晰的像,像距应变小,所以光屏应向左移动。(3)由表中数据可知,凸透镜的焦距f=10 cm,则物距为10 cm时不成像,故可知第6次数据是编造的。(4)凸透镜成像是由于光的折射,来自物体的光经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;凸透镜透过的光多,像就亮,反之就暗;指尖触摸到了凸透镜,会影响到凸透镜会聚的光线数量,同时指尖已经触摸到了凸透镜,物距接近于零,所成的肯定是虚像,不会在光屏上呈现。