第3节 凸透镜成像的规律
第1课时 探究凸透镜成像规律
题组1 判断凸透镜成像的性质
1.[2020·无锡]
用焦距为10
cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。组装并调整实验器材时。应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上;找像时,要前后多移动几次光屏,找出成最 像时光屏的位置;当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图1所示时,光屏上呈现的是烛焰倒立、 的实像。?
图1
2.如图2甲所示,该装置测出凸透镜的焦距为 cm,用该透镜探究“凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜位置如图乙所示时,移动光屏(未画出)可观察到清晰的倒立、 的实像。?
图2
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,八年级的小明同学用焦距f=10
cm的凸透镜观察小红的眼睛,看到小红的眼睛如图3A所示,物距u应该满足的条件是 ,要看到如图B所示的情形,物距u应该满足的条件是 。?
图3
4.[2020·乐山]
如图4所示,在“探究凸透镜成像的规律”实验中,下列说法正确的是
( )
图4
A.将蜡烛移至a处时,移动光屏,可看见放大、正立的实像
B.将蜡烛移至b处时,移动光屏,可看见缩小、倒立的实像
C.将蜡烛移至c处时,移动光屏,可看见放大、倒立的实像
D.将蜡烛移至d处时,移动光屏,可看见放大、正立的虚像
5.[2020·枣庄]
在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后30
cm处的光屏上出现一个与烛焰等大、倒立的像;若将此蜡烛移至凸透镜前12
cm处时,则
( )
A.光屏上出现倒立、放大的实像
B.光屏上出现倒立、缩小的实像
C.无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像
D.将光屏向远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立、放大的实像
6.[2019·泰安]
如图5所示,“探究凸透镜成像的规律”实验中,烛焰在距离凸透镜8
cm处时,在距离凸透镜15
cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动,现把凸透镜向光屏方向移动7
cm,关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是( )
图5
A.不能成清晰的像
B.成倒立、缩小的像
C.成倒立、放大的像
D.成倒立、等大的像
7.[2019·徐州]
探究凸透镜成像规律时,最初烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为刚才的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时像
( )
A.是放大的
B.是缩小的
C.是等大的
D.以上三种都有可能
题组2 探究凸透镜成像规律
8.在凸透镜成清晰实像的情况下,若用硬纸板将凸透镜遮住一半,则
( )
A.光屏上不能成像
B.光屏上能成像,像是原来大小的一半
C.光屏上仍成完整的像,像比原来暗
D.要把光屏向前或向后移动到适当位置,才能成清晰的像
9.[2020·绵阳]
如图6所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜焦距是10
cm,蜡烛放在A处,位于C处的光屏(图中未画出)上得到了清晰的像;保持透镜位置不变,将蜡烛移到B处,移动光屏再次得到清晰的像。关于光屏移动的方向和移动距离L屏与蜡烛移动距离L烛的大小关系,正确的是
( )
图6
A.向右移动光屏,L屏B.向左移动光屏,L屏C.向左移动光屏,L屏>L烛
D.向右移动光屏,L屏>L烛
10.[2019·营口]
小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究“凸透镜成像的规律”。
图7
(1)小明通过如图7甲所示实验操作,确定了该凸透镜的焦距。实验时,把凸透镜固定在光具座50
cm刻度线处。
(2)小明将蜡烛移至光具座上10
cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、 的实像。?
(3)小明又将蜡烛移至光具座上25
cm刻度线处,为在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向_________
(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,应用这一成像特点可制成的光学仪器是 。?
(4)小明将蜡烛移至光具座上40
cm刻度线处,移动光屏,发现不能在光屏上得到像,为了观察此时的成像特点,请你写出接下来的操作:
;?
小明将蜡烛继续靠近透镜,看到的像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。?
【能力提升】
11.某同学利用如图8所示的装置来研究凸透镜成像规律。
图8
(1)当凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰的像(未画出),此时成的是_________
(选填“正立”或“倒立”)的像。蜡烛燃烧一段时间后,烛焰的像将位于光屏中心的 方。?
(2)在保持(1)中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处(图中未标出),光屏上再次成清晰的像,成的是
(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像。?
(3)在上述探究活动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,蜡烛与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,如图9所示,则该透镜的焦距f
(选填“>”“<”或“=”)L,透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s= (用L0、L表示)。?
图9
(4)当光屏上呈现清晰的像时,保持蜡烛和凸透镜位置不变,取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,可观察到的现象有 。?
参考答案
1.主光轴 清晰的 放大
2.10.0 缩小
3.10
cmcm u<10
cm
[解析]
当看到小红的眼睛如图A所示时,成的是倒立、放大的实像,所以眼睛和凸透镜之间的距离在一倍焦距和二倍焦距之间,即物距应大于10
cm小于20
cm;当看到如图B所示的情形时,成的是正立、放大的虚像,即眼睛和凸透镜之间的距离小于一倍焦距,所以物距小于10
cm。
4.C [解析]
由图可知,将蜡烛移至a处时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,移动光屏,找不到像,故A错误;将蜡烛移至b处时,物距等于焦距,此时不成像,故B错误;将蜡烛移至c处时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,移动光屏,可看见放大、倒立的实像,故C正确;将蜡烛移至d处时,物距大于二倍焦距,移动光屏,可看见倒立、缩小的实像,故D错误。
5.C [解析]
距离凸透镜30
cm的光屏上得到一个清晰的与烛焰等大的像,此时物距等于像距等于二倍焦距,所以凸透镜焦距:f=15
cm;现将蜡烛移至透镜前12
cm处,物距u=12
cm,u6.B [解析]
物距u=8
cm,像距v=15
cm,由于ucm,则u'=8
cm+7
cm=15
cm,v'=15
cm-7
cm=8
cm,即物距、像距与原来互换了,根据光路可逆,则恰能在光屏上得到倒立、缩小的实像。
7.D
8.C
9.A [解析]
将蜡烛放在A处时,此时的物距大于二倍焦距,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,物距等于二倍焦距,光屏上得到清晰的等大像,像变大了,则像距变大,光屏应向右移动;在物距大于像距时,移动蜡烛,蜡烛移动的距离要大于像移动的距离,即L屏10.(2)缩小
(3)远离 投影仪(或幻灯机)
(4)取走光屏,从光屏一侧透过凸透镜观看烛焰的像 变小
11.(1)倒立 上 (2)缩小
(3)< L0-2L
(4)像比原来暗
[解析]
(1)除了作为放大镜使用外,凸透镜所成的像都是倒立的实像。蜡烛燃烧一段时间后高度减小,由于所成像是倒立的,烛焰的像将位于光屏中心的上方。
(2)将凸透镜向右移动直到再次成清晰的像时,物距必将大于二倍焦距,所成像为缩小、倒立的实像。
(3)在A点时,成放大、倒立的实像,此时f(4)用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,通过凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比变暗。