第五章 第三节 凸透镜成像的规律 习题精练 有解析

第五章第三节凸透镜成像的规律习题精练
一、单选题
如图所示，若想在位于凸透镜右边的光屏上图中光屏未画出得到一个烛焰清晰放大的像，那么点燃的蜡烛应置于图中的
A.
a点
B.
b点
C.
c点
D.
d点
小明用焦距为的凸透镜做成像规律实验，他记录了光屏上成清晰像时的四组数据如下表，其中有明显错误的一组是
组别
甲
乙
丙
丁
物距
10
31
20
30
像距
40
50
20
15
A.
甲
B.
乙
C.
丙
D.
丁
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
小瑜同学用焦距为的放大镜看书本上的字，如图所示。下列说法不正确的是
A.
图中成的像为正立放大的虚像
B.
图中的放大镜到书本的距离大于
C.
图中的放大镜如果靠近书本，所成的像将变小
D.
图中的放大镜所成的像在真实文字的下方
在物理课上，老师用投影仪在屏幕上展示了本节课的学习目标，可是后面的同学反映字太小，想让老师把字变大些。老师应
A.
将投影仪移近屏幕，同时调节镜头远离投影片
B.
将投影仪远离屏幕，同时调节镜头远离投影片
C.
将投影仪移近屏幕，同时调节镜头靠近投影片
D.
将投影仪远离屏幕，同时调节镜头靠近投影片
在做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛沿着光具座，从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动，在此过程中，像的大小及像距的变化情况是
A.
像和像距都逐渐变大
B.
像和像距都逐渐变小
C.
像逐渐变大，像距逐渐变小
D.
像逐渐变小，像距逐渐变大
手机扫描二维码，相当于给二维码照了一张照片，如图是手机扫描物品上的二维码，登录网址、查看物品相关信息，下列说法中正确的是
A.
二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
B.
物体上的二维码是光源
C.
二维码位于摄像头的二倍焦距以外
D.
当二维码超出手机上设定的方框时，物品不动，把手机靠近物品
蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、缩小的像，小红画了图中的光路，下列说法正确的是
A.
小红画的光路是正确的
B.
蜡烛通过透镜成的是虚像
C.
透镜的焦距小于10
cm
D.
透镜的焦距大于20
cm
在“探究凸透镜成实像时，像距与物距的关系”实验中，下列做法正确的是
A.
尽量选择较暗的环境进行实验
B.
组装器材时，将蜡烛放在凸透镜与光屏之间
C.
实验前要调整蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心在同一直线上
D.
实验中，物距要始终大于二倍焦距
小明有一个凸透镜，一次实验时不小心把这个透镜摔坏了，他就用橡皮泥把遗失的部分补上如图所示。小明如果用这个补好的凸透镜做“探究凸透镜成像”的实验，则在光屏上的成像情况是
A.
光屏上能出现三个烛焰的实像
B.
光屏上能出现两个烛焰的实像
C.
光屏上能出现一个残缺的实像
D.
光屏上的像与原镜片成像大小相同
二、填空题
无人机利用携带焦距一定的微型摄像机进行航拍时，来自地面景物的光通过摄像机镜头会聚在感光晶片上，形成倒立、______的实像；当无人机下降时，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，此时所成的像______选填“变大”“变小”或“不变”
照相机镜头相当于一个凸透镜，凸透镜对光有______作用。拍照时，镜头与被拍摄对象之间的距离应大于______。某次小明去博物馆参观，想把石碑上的文字拍得更大些，可将照相机的镜头______选填“远离”或”靠近”石碑。
在鉴定文物时，考古学家常用放大镜观察文物的细微部分，这时他看到的是??????????、??????????的虚像。如果在文物上有两条裂纹，其夹角是。要想看到的像更大些，应该将放大镜离裂纹稍微??????????些。若放大镜的放大倍数是10倍，则他看到的两条裂纹的夹角是??????????度。
______于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的______，凸透镜的焦点有______个，焦点到凸透镜中心的距离叫______。把光源放在凸透镜的______处，通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线。
三、作图题
如图，为某透镜成像的一种情况，其中AB是物体，MN是AB的像，试在图上的适当位置画上合适的透镜，并大致标出其焦点的位置。
四、实验探究题
学完透镜知识后，某实验小组在光学实验室暗室想对学过的知识进行深入研究，可用的器材有：光源视为点光源、圆形凸透镜直径为、光具座、光屏足够大。经讨论他们决定先从测凸透镜的焦距开始。
在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，并画出圆心。
将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和__________在同一水平线上。
固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑________________，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距，此时各器材在光具座上的位置如图甲所示，该凸透镜的焦距为__________cm。
为了验证测出的焦距是否准确，小明提出可以左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不变，则测出的焦距准确。若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值__________。
在移动光屏的过程中，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在光具座上，进行实验验证，发现暗环仍然存在。你认为暗环是如何形成的？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若光源S在左焦点上，光屏在右焦点处，如图乙所示，请你算出此时暗环的面积等于__________。
小明在探究“凸透镜成像的规律”实验中，操作如图：
甲：乙：
实验时，小明将“F”字LED灯、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次放置在光具座上，如图甲所示。则此时成像在光屏中心____选填“上方”或“下方”。
把LED灯移到25cm刻度线处，向____选填“靠近”或“远离”凸透镜的方向移动光屏，可以得到倒立的、____的实像选填“放大”或“缩小”。
乙图中，能够观察到LED灯所成的虚像的是____侧的眼睛选填“左”或“右”。
在“探究凸透镜成像规律”的实验中：李华同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛和光屏探究凸透镜成像规律：
他先用一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜折射后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是________cm．
接着，李华按图乙装配仪器图中F点是焦点，H点是二倍焦距处，点燃蜡烛，此时光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高．为了使像能成在光屏的中央，他应把蜡烛向________选填“上”或“下”调．
调整后，此时光屏成的是_______、_______、______像，若将蜡烛向左移动，光屏上的像变得模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向________选填“左”或“右”移动．
实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像?
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像，但像更小了
D.像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了
在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小勇同学进行了如下实验：
?
如图甲所示操作，测得本实验所用凸透镜的焦距为________cm。
实验时，首先调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在______，使像成在光屏______。
接着小勇调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、________填“放大”“缩小”或“等大”的清晰实像，生活中的________填“照相机”“投影仪”或“放大镜”就是利用了这样的成像原理。若撤去光屏，小勇也可以在图中凸透镜的________填“左边”或“右边”适当位置去观察该像。
始终保持图乙中凸透镜的位置不变，适当向左移动蜡烛时，应该向________填“左”或“右”移动光屏，才能再次得到清晰的像；小勇又向右移动蜡烛至刻度处，移动光屏，发现屏上________填“能”或“不能”得到清晰的像。
若用不透明物体挡住透镜中心部分，像会______填“完整”或“不完整”，且变________填“亮”或“暗”。
蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像将向________填“下”或“上”移动，可以向________填“下”或“上”调节凸透镜，使像再次成在光屏中央
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：由题意知，若想在位于凸透镜右边的光屏上得到一个烛焰清晰放大的像，光屏上得到的像是实像，即成的是倒立、放大的实像，根据凸透镜成像的规律可知，此时的物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，结合图示的a、b、c、d四点可知，a点大于二倍焦距，b点等于二倍焦距，c点在一倍焦距和二倍焦距之间，d点小于一倍焦距，所以要将物体置于c点。
2.【答案】A
【解析】解：因，当物距等于一倍焦距时，是不能成像的，故甲组数据是错误的。
3.【答案】D
【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。??
4.【答案】B
【解析】解：放大镜为凸透镜，凸透镜成像时，实像都是倒立的，虚像都是正立的，则图中成的像为正立、放大的虚像，故A正确；凸透镜成正立放大的虚像时，物距应小于焦距；已知该凸透镜的焦距为，所以图中的放大镜到书本的距离物距小于，故B不正确；凸透镜成虚像时，物距变小，像变小；则图中的放大镜如果靠近书本，物距变小，所成的像将变小，故C正确；凸透镜成虚像时，像物同侧，像距大于物距，所以像位于真实文字的下方，故D正确。故选B。
5.【答案】D
【解析】解：投影仪是利用凸透镜时，成倒立、放大的实像的规律工作的。凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。
6.【答案】A
【解析】
解：当物距大于一倍焦距f时，凸透镜成倒立的实像，且物距越小，像距越大，成的像也越大；所以将蜡烛从二倍焦距外的地方逐渐向凸透镜的焦点靠近的过程中，像距逐渐变大，像逐渐变大．
故选A．
根据凸透镜成实像时，遵循物近像远像变大的特点进行分析．
此题考查了成像特点与物距大小变化的关系，要掌握物近像远像变大的含义．
7.【答案】C
【解析】解：
A、照相机是利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律制成的，因此，“扫入”二维码时镜头和二维码的距离大于二倍焦距，故A错误；
B、二维码本身不发光，不是光源，故B错误；
C、镜头和二维码的距离大于二倍焦距时成倒立缩小实像，故C正确；
D、当二维码超出手机上设定的方框时，说明物距太近，应使物品不动，把手机向后移动。故D错误。
故选：C。
8.【答案】C
【解析】由图知，物距为20cm，已知物体经凸透镜折射后成倒立、缩小的像，说明物体在二倍焦距之外，即，所以，故C正确、D错误；
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，而，所以折射光线不可能过凸透镜右侧的“20cm”处，故A错误；
凸透镜所成虚像是正立的，已知此时成的是倒立的像，所以是实像，故B错误。
故选：C。??
9.【答案】A
【解析】解：因为蜡烛的光比较微弱，所以适合在较黑暗的环境下观察蜡烛的像，故A正确；组装器材时，将凸透镜放在蜡烛与光屏之间，故B错误；实验前要调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上，目的是使像成在光屏中央，故C错误；在“探究凸透镜成实像时，像距与物距的关系”实验中，要多次调整、测量像距与物距的关系，因此物距不能始终大于二倍焦距，故D错误。
10.【答案】D
【解析】解：用橡皮泥把遗失的部分补上后，仍然是一个凸透镜，虽然橡皮泥代替凸透镜的一部分，但其他部分折射光后，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。
11.【答案】缩小；增大；变大
【解析】解：摄像机的镜头相当于一个凸透镜，其成像的原理是：当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小的实像；
当无人机下降时，镜头到物体的距离变小，即物距减小，应增大像距，即增大镜头与感光晶片间的距离，才能拍摄到清晰的画面，像距变大，像变大。
故答案为：缩小；增大；变大。
12.【答案】会聚?
二倍焦距?
靠近
【解析】解：凸透镜对光有会聚作用；
照相机镜头相当于一个凸透镜，拍照时，物距应大于二倍焦距，即镜头与被拍摄对象之间的距离应大于二倍焦距；
想把石碑上的文字拍得更大些，即像变大，则像距变大，物距减小，即将照相机的镜头靠近石碑。
故答案为：会聚；二倍焦距；靠近。
13.【答案】正立
放大
远
5
14.【答案】平行?
焦点?
2?
焦距?
焦点
解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。凸透镜有2个焦点。
焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。
根据光路是可逆的，把光源放在焦点上，光线经凸透镜折射后会平行射出。
故答案为：平行；焦点；2；焦距；焦点。??
15.【答案】解：
【解析】利用过光心的光线的传播方向不变，先确定出凸透镜的位置，再由“平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后，将平行于主光轴”确定焦点的位置。
本题考查了凸透镜对特殊光线的折射作用来确定凸透镜的位置和焦点的位置。注意凸透镜成虚像时，应是平行于主光轴的光线经凸透镜折射后的反射延长线过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后的折射光线平行于主光轴，且反向延长线过像点。
16.【答案】圆心?；与所画圆完全重合；；小；
透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在光屏上形成无光区；?。
【解析】在实验之前，为了保证像完整呈现在光屏上，像要尽量地呈现在光屏的中间，只有光源、凸透镜光心和光屏的中心在同一水平线上才符合要求，而正好在光屏的中央，因此应使光源、凸透镜光心和圆心在同一水平线上。
当光斑和圆重合时说明折射光线是平行的，这时光源刚好在焦点上，故凸透镜的焦距是。
若光屏上的光斑大小不变，说明折射光线是平行的；向右移动光屏，光斑会增大，说明光源位于1倍焦距以内，所以本次测出的凸透镜的焦距比真实值小。
透镜边缘以外的光线沿直线传播，以内的光线会发生折射，二者之间会形成一个没有光线到达的黑色区域，这就是暗环，因此暗环形成的原因是：透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在光屏上形成无光区。
图中凸透镜直径正好是三角形FAB的中位线，?
圆环大圆的直径为2
D，半径为D；?
圆形光斑的直径为D，半径为；?
那么暗环的面积为。
17.【答案】下方；远离；放大；右
【解析】由图甲可知，图中物体的中心在凸透镜的中心的上方，所以成像在光屏中心的下方；
已知凸透镜焦距为10cm，把LED灯移到25cm刻度线处，此时满足物距大于一倍焦距小于二倍焦距的条件，所以应向远离凸透镜的方向移动光屏，在光屏上成放大、倒立的实像；
由乙可知，此时凸透镜成虚像，所成的像和LED灯在同侧，所以能够观察到LED灯所成的虚像的是右侧的眼睛。
故答案为：下方；远离；放大；右?。??
18.【答案】；上；倒立；放大；实；左；
【解析】
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，该点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以焦距是；
由乙图知道，烛焰的像偏上，主要是因为烛焰、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度，为了使像能成在光屏的中央她应把蜡烛向上调节；
由乙图，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，像距大于2倍焦距，因此光屏上应该成倒立、放大的实像；若将蜡烛向左移动，物距增大，像距减小，因此光屏向左移动；
挡住透镜上半部分，下半部分仍能折射光线成像，所以光屏上所成的像是完整的，只是会聚光线比原来变少，像变暗了，故D正确。
故答案为：；上；倒立；放大；实；左；。??
19.【答案】?
同一高度?
中央?
缩小?
照相机?
右边?
左?
不能?
完整?
暗?
上?
下
【解析】由图知，光斑的位置即焦点处，所以焦距。
实验时，首先调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。
当蜡烛、凸透镜位于图乙中所示的位置时，物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理工作的；若撤去光屏，可以在凸透镜的右边适当位置去观察该像。保持图乙中凸透镜的位置不变，当向左移动蜡烛时，物距变大，像距应减小，故应该向左移动光屏，才能再次得到清晰的像；小勇又向右移动蜡烛至刻度处，此时物距为，小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上。
遮住凸透镜的一部分，凸透镜的其他部分仍能透过光线，仍能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像仍然是完整的，只是像的亮度变暗。
随着蜡烛燃烧变短，根据过光心的光线不改变传播方向可知，像会向上移动，为了使像仍成在光屏中央，在蜡烛和光屏固定的情况下，应将凸透镜向下移动。
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