5.3 凸透镜成像的规律
一、单选题
1.(2022秋·安徽合肥·八年级统考期末)如图所示,凸透镜的焦距为10cm,此时蜡烛在光屏上成一个清晰的像。下列说法正确的是( )
A.若蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像将向下移动
B.若蜡烛向靠近凸透镜方向移动,烛焰所成的像将逐渐变小
C.若保持凸透镜位置不动,交换蜡烛和光屏的位置,此成像规律可以应用于照相机
D.若保持蜡烛和光屏位置不动,向右移动透镜的过程中,可能会在光屏上成一个倒立、等大的像
2.(2022秋·安徽亳州·八年级统考期末)甲、乙、丙三个凸透镜的焦距:f甲>f乙>f丙,如图所示,用乙透镜进行实验,物体到透镜的距离等于它的两倍焦距时,光屏上成清晰的等大、倒立的像;用甲、丙透镜进行实验时,只把透镜放在乙透镜原来的位置,不改变物距,前后移动光屏,以下判断正确的是( )
A.用甲透镜实验,光屏上能成倒立、缩小的像
B.用甲透镜实验,光屏上能成正立、放大的像
C.用丙透镜实验,光屏上能成倒立、缩小的像
D.用丙透镜实验,光屏上能成倒立、放大的像
3.(2022秋·安徽滁州·八年级统考期末)关于光学现象中实像和虚像的说法正确的是( )
A.虚像是人的幻觉,并没有光线进入人眼
B.实像能在光屏上呈现,虚像不能在光屏上呈现
C.实像一定是直线传播形成的,虚像一定是光的反射形成的
D.虚像是影子,实像就是实际光线所成的光斑
4.(2022秋·安徽宿州·八年级统考期末)一凸透镜的焦距为10cm,若将一物体放在距焦点5cm的主光轴上,则物体经凸透镜所成的像一定是( )
A.缩小的 B.正立的 C.放大的 D.倒立的
5.(2022秋·安徽淮南·八年级统考期末)小明自制了一个简易投影仪(如图),在暗室中将印有奥运五环(红、黄、蓝、绿、黑五色环)标志的透明胶片,贴在发白光的手电筒上,并正对着焦距为10cm的凸透镜。调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置,在墙上得到了一个清晰正立放大的像,下列说法错误的是( )
A.手电筒与凸透镜的距离应小于10cm,且胶片应正立放置
B.手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm,且胶片应倒立放置
C.能从不同角度看到墙上五环标志的像,是因为光在墙面上发生的是漫反射
D.在暗室中进行实验是为了获得较好的观察效果
6.(2022秋·安徽宣城·八年级统考期末)小明在做探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处。光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧,实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度,如图所示。则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.光屏上呈现的像是虚像
B.光屏上呈现的像是放大的
C.蜡烛放置在38cm刻度线处,光屏上呈现的像与幻灯机成像的性质相同
D.蜡烛放置在20cm刻度线处,光屏上呈现的像是等大、倒立的实像
7.(2022秋·安徽淮南·八年级统考期末)小杨做凸透镜成像规律的实验。将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧,实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度,如图所示。则下列四个选项中,判断正确的是
A.若蜡烛放置在10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上不能呈现烛焰清晰的像
B.若蜡烛放置在20 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
C.若蜡烛放置在35 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
D.若蜡烛放置在45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像
8.(2022秋·安徽芜湖·八年级统考期末)2021年12月9日15时40分,“天宫课堂”第一课正式开讲,时隔8年之后,中国航天员再次进行太空授课。当王亚平太空授课时,她的脸距水球球心30cm时,可以看到图示倒立、缩小的实像,则该水球的焦距可能是( )
A.30cm B.7cm C.15cm D.45cm
9.(2022秋·安徽蚌埠·八年级统考期末)如图所示,鱼缸中只有一条小鱼,而眼睛从A点可以观察到两条,一条鱼的位置变浅,另一条鱼变大,则下列说法中正确的是( )
A.小鱼是光的反射形成的,大鱼是光的折射形成的
B.两者都是光的折射形成的
C.小鱼是光的折射形成的,大鱼是光的反射形成的
D.两者都是光的反射形成的
10.(2022秋·安徽芜湖·八年级统考期末)将物体放在凸透镜的主光轴上,当物体离凸透镜的距离分别为18cm,12cm,4cm时,通过凸透镜依次可以得到缩小的实像、放大的实像、放大的虚像,则该凸透镜的焦距f的范围是( )
A.4cm<f<6cm B.6cm<f<9cm
C.8cm<f<12cm D.12cm<f<18cm
11.(2022秋·安徽合肥·八年级统考期末)在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,某实验小组所描绘的图像,如图所示。图像中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm B.蜡烛处于A点时,成倒立,放大的实像
C.蜡烛处于B点时,成倒立、缩小的实像 D.蜡烛处于C点时,成正立、放大的虚像
二、填空题
12.(2022秋·安徽亳州·八年级统考期末)很多地方都安装了人脸识别门禁一体机,通过摄像镜头来捕捉人脸信息。该摄像镜头相当于一个 透镜,若要使人脸在屏幕中成的像变大一些,人脸到镜头的距离应 些(选填“近”或“远”)。
13.(2022秋·安徽芜湖·八年级统考期末)如图所示,将点燃的蜡烛依次放在a、b、c、d、e点处,其中蜡烛放在 处得到的实像离凸透镜最近,放在 处得到的实像最大。
14.(2022秋·安徽蚌埠·八年级统考期末)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;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、实验题
15.(2022秋·安徽滁州·八年级统考期末)在“探究凸透镜成像规律的实验”中:
(1)如图甲所示,是小明确定焦距时所做的实验,则该凸透镜的焦距为 cm,当烛焰距凸透镜15.0cm时,能成 、 的实像,生活中的 就是利用这个原理制成的;
(2)图乙中的实验,随着蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像会向 (填“上”或“下”)移动;
(3)在上一步实验调整好像的位置后,小明取了一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,蜡烛应向 (填“左”或“右”)移动;
(4)图乙中光屏上得到一个清晰的像后,若蜡烛与光屏位置对换,则光屏上可以得到一个倒立、 的实像;
(5)当蜡烛放在28cm刻度处,能成倒立、 的实像;
(6)若凸透镜被遮住一半,则像是否完整,有什么变化? 。
16.(2022秋·安徽宣城·八年级统考期末)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)凸透镜的焦距为10cm。将蜡烛、凸透镜、光屏依次装在光具座上,点燃蜡烛后,调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是 ;
(2)将蜡烛和凸透镜固定在如图所示的位置后,移动光屏,当光屏位于90cm刻线处时得到烛焰清晰 (选填“放大”,“缩小”或“等大”)倒立的实像。 (选填“照相机”,“投影仪”或“放大镜”)就是根据该原理工作的;
(3)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到0cm刻线处,应该向 (选填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的实像。如果去掉光屏,眼睛在A处 (选填“能”或“不能”)看到这个实像;
(4)实验中,燃烧的蜡烛逐渐变短,光屏上的像逐渐向 (选填“上”或“下”)移动。为了使像成在光屏的中央,应将凸透镜向 (选填“上”或“下”)调整。
17.(2022秋·安徽淮南·八年级统考期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)为了确定凸透镜的焦距,小明让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,如图所示,可确定出焦距f= cm(选填“0”“10”或“20”)。
(2)移动蜡烛距凸透镜30cm处时,在光屏上呈现清晰倒立、缩小的 (选填“实”或“虚”)像,生活中应用该原理制作的光学仪器是 ;
(3)当移动蜡烛距凸透镜15cm处时,光屏上会出现的是 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;如果他将蜡烛再靠近凸透镜一些,这时光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)移动,以获得清晰的实像。
18.(2022秋·安徽黄山·八年级统考期末)小芳在做探究“凸透镜成像规律”的实验:
(1)如图1所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屛上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,该凸透镜的焦距是 cm。
(2)如图2所示,小芳将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处,移动光屛,直到蜡烛烛焰在光屛上成清晰的像,则该像是 (“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
(3)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,在凸透镜位置不变时,要在光屛上成清晰的像,光屛应向
(填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动,才能在光屛上再次成清晰的像。
(4)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屛上的像向 (“上”或“下”)移动,为了使烛焰的像能成在光屛中央,在不更换实验器材的情况下,请写出一种可行的方法: 。
19.(2022秋·安徽淮北·八年级统考期末)做探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)将一束平行光正对着凸透镜照射,然后在主光轴上左右移动光屏直至出现一个最小、最亮的光斑。由图可知,该凸透镜的焦距是 cm。
(2)点燃蜡烛后,为了能够使像成在光屏的中心处,接下来应该如何操作: 。
(3)如图乙所示,蜡烛和凸透镜的位置不变,此时应将光屏向 移动才能得到清晰的像,像的特点是倒立、 的实像,生活中的 就是利用这个规律制成的。
(4)蜡烛随着燃烧而变短,光屏上的像将向 (选填“上”或“下”)移动。
(5)在实验过程中,当光屏上出现清晰的像时,用不透光的纸板挡住凸透镜的上半部,此时光屏上的像将 。
A.像的大小、形状不变,像的亮度变暗
B.像的上半部消失
C.像的下半部消失
D.像缩小一半
20.(2022秋·安徽亳州·八年级统考期末)如图所示,是雅琦在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前,她利用图甲所示的方法测量出所用凸透镜的焦距f= cm;
(2)实验时,将蜡烛(含蜡烛托)、凸透镜以及光屏从左往右安装在光具座上,点燃蜡烛,将蜡烛和光屏移至凸透镜附近,调整三者的高度,使烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在 ;
(3)接下来,她把蜡烛放在0刻度线处(如图乙所示),移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 的实像(填写“放大”或“缩小”); (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的;
(4)在改进实验中,用发光字“F”替换蜡烛作为成像物体,这样改进的好处有哪些? (填写“A”或“B”或“AB”)
A.发光字不会像烛焰一样随风晃动,也不会燃烧而变短,使光屏上成的像将向上移动
B.字母“F”的形状更容易比较像与物的左右和上下的关系,可重复使用,也比蜡烛更加安全
21.(2022秋·安徽合肥·八年级统考期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验时:
(1)如图甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为f= cm;
(2)由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像位于光屏中心的 (“上方”或者“下方”);
(3)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至36cm刻度线处,则人眼在 (选填“1”、“2”或“3”)处能观察到蜡烛的像;
(4)实验得到了凸透镜成像的规律,发现在图丙中蜡烛A通过凸透镜不可能形成的像是 (选填“B”、“C”、“D”或“E”)。
22.(2022秋·安徽六安·八年级统考期末)在探究凸透镜成像规律的实验中,凸透镜的焦距为10cm:
(1)如图所示,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在 ;
(2)当烛焰距凸透镜6cm时,为了看到烛焰的像,人应站在与光屏 侧(选填“同”或“异”);
(3)当蜡烛放在该凸透镜两倍焦距以外某位置固定不动时,四位同学各自移动光屏都寻找到了蜡烛清晰的像,并记录下此时的物距。细心的小明发现,四位同学的物距相同、透镜相同,但记录的像距都不相同,则出现该现象最可能的原因是 。
23.(2022秋·安徽芜湖·八年级统考期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,为了使蜡烛的像成在光屏中央,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 ;
(2)按要求进行观察和测量,并将观测情况记录在表中。(透镜焦距f=10cm)
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 30 15 倒立、缩小、实像
2 20 20 倒立、等大、实像
3 23 18 倒立、放大、实像
4 15 倒立、放大、实像
5 6 正立、放大、虚像
a.根据折射现象中光路是可逆性的,得出第4次实验的像距v= cm;
b.第5次实验,要观察到正立、放大的虚像,眼睛应与蜡烛在凸透镜的 (选填“同”或“异”)侧;
c.通过对实验数据的分析可得: 倍焦距处是放大与缩小的实像的分界点。
24.(2022秋·安徽宿州·八年级统考期末)小波在做“探究凸透镜成像”的实验中
(1)实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度,这样做的目的是使像成在 ;
(2)他将凸透镜正对平行光,当光屏移动到图甲所示位置时,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜的焦距f= cm;
(3)如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。当光屏上出现清晰的像后,用不透明物体挡住透镜上半部分,光屏上的像将会 (选填“是”或“不是”)完整的
25.(2022秋·安徽阜阳·八年级统考期末)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验准备阶段,将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到 (选填“相同”或“不同”)高度处;
(2)为了准确的知道凸透镜的焦距,某同学找到了平行光源,进行了如图甲所示的实验。根据实验现象可知,该凸透镜的焦距是 cm;
(3)将凸透镜固定在图乙中的光具座上,位于50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。再将蜡烛移至35cm刻度线处,移动光屏,直到光屏上出现了烛焰清晰的像,则该像是倒立、 的实像, (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用了这条规律。
26.(2022秋·安徽安庆·八年级统考期末)小明探究凸透镜的成像原理,与老师一起研制了如图所示的实验装置,用水透镜模拟眼睛,光屏模拟视网膜,通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。
(1)实验时,首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在 上,目的是使像成在光屏中心;
(2)三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、 的实像。此时水透镜的焦距f的范围为 ;
(3)用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的烛移动到光具座上40cm处,光屏不动,此时应对水透镜 (选填“注水”或“抽水”),使其焦距变 (选填“长”或“短”),才能在光屏上重新得到一个清晰的像;
(4)用水透镜模拟爷爷的老花眼,如图乙所示,若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则爷爷将能看清蜡烛位置 (选填“左侧”或“右侧”)的物体。
27.(2022秋·安徽宿州·八年级统考期末)在学完凸透镜成像规律后,小滨选择了一块焦距未知的凸透镜,对凸透镜成像特点作了进一步探究。
(1)为了测量凸透镜焦距,他让一束平行光正对射向凸透镜,调节光屏位置直到光屏上得到一个最小最亮的光斑,该点即为凸透镜的 ,他测出该凸透镜的焦距为10cm;
(2)如图所示,蜡烛在图示位置时,光屏上呈现出清晰的像,则此时烛焰所成的像是 (选填“缩小”等大”或“放大”)、倒立的实像,生活中的 (选填“投影仪”或“照相机”)就是利用这一原理制成的;
(3)如果使烛焰沿主光轴向左移动一段距离,仍要在光屏上得到清晰的像,则光屏应向 (选填“左”或“右”)移动。
28.(2022秋·安徽淮南·八年级统考期末)小星做“探究凸透镜成像规律”的实验,所用凸透镜焦距为10cm。
(1)按如图所示放置蜡烛、凸透镜和光屏,刚好在光屏上得到一个清晰的像。这个像是倒立放大的 (填“实像”或“虚像”);
(2)图中若固定凸透镜在50cm刻度处不动,将蜡烛移到30cm刻度线处,要得到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动到适当位置,这个像是倒立、 (选填“放大”,“等大”或“缩小”)的实像;
29.(2022秋·安徽蚌埠·八年级统考期末)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径,小明应该选择 (甲透镜/乙透镜)进行实验;
(2)小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图甲所示,他注意到让凸透镜正对阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离L,那么,凸透镜的实际焦距为 ;
A.一定小于L B.一定大于L C.可能等于L D.可能小于L、也可能大于L
(3)如图乙所示,经过调节后,此时在光屏上得到一清晰的像,若遮去凸透镜的上面一半,则光屏上所成的像将 ;(选填“完整”或“不完整”)
(4)对于焦距相同的凸透镜,一个物距应该对应唯一的像距,但从各组汇报数据中发现,物距均为12.00cm时,有三个小组所测像距分别为23.00cm,24.00cm,26.00cm。若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的,你认为出现这种情况的操作原因是 ;
(5)小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,结果光屏上原来清晰的像变模糊了,若不改变蜡烛和凸透镜的位置,应将光屏向 。(选填“远离”或“靠近”)。
30.(2022秋·安徽阜阳·八年级统考期末)在探究凸透镜成像规律实验中如图甲:
(1)安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置,使它们三者中心大致在 ,实验记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图乙所示,则该凸透镜的焦距是 cm ;
(2)当蜡烛在如图甲所示位置时,调节光屏的位置可在光屏上得到 像;
(3)在步骤(2)清晰的像的基础上,只对调蜡烛和光屏的位置,光屏上的像依然清晰,因为光发生折射时, 。
参考答案:
1.C
【详解】A.若蜡烛燃烧变短,根据经过光心的光线的传播方向不变可知,烛焰在光屏上的像将向上移动,故A错误、不符合题意;
B.若蜡烛向靠近凸透镜方向移动,物距变小,像距变大,像变大,故B错误、不符合题意;
C.若保持凸透镜位置不动,交换蜡烛和光屏的位置,此时的物距大于像距,根据光路可逆可知,能在光屏上得到倒立、缩小的实像,成像规律可以应用于照相机,故C正确、符合题意;
D.若保持蜡烛和光屏位置不动,向右移动透镜的过程中,当时,才能成倒立、等大的实像,移动过程中,物距和像距的和大于4f,所以光屏上不能成一个倒立、等大的像,故D错误、不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】AB.用甲透镜实验,由于f甲>f乙,此时的物距要小于二倍焦距;若物距在一倍焦距和二倍焦距之间,移动光屏,光屏上能成倒立、放大的实像;若物距等于一倍焦距,此时凸透镜不成像;若物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故AB错误;
CD.用丙透镜实验,由于f乙>f丙,此时的物距要大于二倍焦距,移动光屏,能在光屏上呈现倒立、缩小的实像,故C正确,D错误。
故选C。
3.B
【详解】A.虚像是由光的反向延长线会聚而成,仍然有光线进入人眼,故A错误;
B.实像是实际光线会聚而成,能在光屏上呈现,而虚像不能,故B正确;
C.实像可能是由直线形成如小孔成像,也可能是折射形成的,如凸透镜成像,虚像也有可能由折射形成的,如放大镜成像,故C错误;
D.影子是由光沿直线传播而形成的,虚像和实像都不是光斑,故D错误。
故选B。
4.C
【详解】由题意知
所以
物体在主光轴上距焦点5cm,物距可能为
此时物体处于1倍和2倍焦距之间,所以成倒立放大的实像;物距也可能为
此时物体处于一倍焦距以内,则成正立放大的虚像。由此可知,两种情况下物体通过凸透镜成的像一定是放大的,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
5.A
【详解】A.手电筒与凸透镜的距离应小于10cm,奥运五环在凸透镜焦点以内,成正立、放大的虚像,不能成在墙上,故A错误,符合题意;
B.因为凸透镜的焦距f=10cm,所以发白光的手电筒上透明奥运五环胶片到凸透镜的距离应满足10cmC.光在墙面上发生的是漫反射,反射光线向各个方向传播,能从不同角度看到墙上五环标志的像,故C正确,不符合题意;
D.在暗室中进行实验避免了其他光线对实验的影响,观察效果更好,故D正确,不符合题意。
故选A。
6.C
【详解】AB.由图可知蜡烛的物距u=50cm,焦距 f=10cm,则物距大于二倍焦距,因此蜡烛在光屏上成的像是倒立、缩小的实像,故A B错误;
C.蜡烛放置在38cm刻度线处,物距
则物距在一倍和二倍焦距之间,因此蜡烛在光屏上成的像是倒立、放大的实像,与幻灯机成像的性质相同,故C正确;
D.蜡烛放置在20cm刻度线处,物距
则物距大于二倍焦距,因此蜡烛在光屏上成的像是倒立、缩小的实像,故D错误。
故选C。
7.C
【详解】凸透镜的焦距是10cm,凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处
A.小杨将蜡烛移至10cm刻度线处时,蜡烛到透镜的距离u=40cm,即物距u>2f,移动光屏,就会得到倒立、缩小的实像,故A错误;
B.若蜡烛放置在20cm刻度线处,此时物距
u=30cm>2f
移动光屏,就会得到倒立、缩小的实像,故B错误;
C.若蜡烛放置在35cm刻度线处,此时物距大于1倍焦距小于2倍焦距,移动光屏,就会得到倒立、放大的实像,故C正确;
D.若蜡烛放置在45cm刻度线处,蜡烛到透镜的距离小于1倍焦距,成正立、放大的虚像,在光屏上不能承接,故D错误。
故选C。
8.B
【详解】王亚平的脸距水球球心30cm,30cm为物距。由u>2f时,成倒立、缩小的实像可知,30cm>2f,则f<15cm。
故选B。
9.B
【详解】当我们在鱼缸的斜上方看水中的鱼时,水中鱼的光线射到水面时,会发生折射现象,折射光线远离法线进入我们的眼睛,由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,逆着折射光线看到了鱼的虚像,虚像比鱼的实际位置浅一些;当从鱼缸侧面看水中鱼时,弧形鱼缸和水正好形成一个凸透镜,由凸透镜成像放热规律可知,鱼在1倍焦距以内成正立放大的虚像;综上所述,两者都是鱼的虚像,两者都是光的折射形成的,故B正确,ACD错误。
故选B。
10.B
【详解】物距为18cm时,得到缩小的实像,18cm>2f,所以9cm>f。物距为12cm时,得到放大的实像
2f>12cm>f
所以
12cm>f>6cm
物距为4cm时,得到放大的虚像,4cm<f。所以
6cm<f<9cm
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
11.B
【详解】AC.根据凸透镜成像规律可知,当物距等于像距时,物体处于二倍焦距处,成倒立、等大的实像。由图可知,蜡烛处于B点时,物距等于像距
u=v=2f=20cm
则该凸透镜的焦距是10cm,故AC错误;
B.当蜡烛处于A点时,物距位于一倍焦距与二倍焦距之间,此时像距位于二倍焦距以外,成倒立、放大的实像,故B正确;
D.将蜡烛处于C点时,物距大于二倍焦距,像距位于一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,故D错误。
故选B。
12. 凸 近
【详解】[1]摄像机的镜头是一个凸透镜,利用了当物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成。
[2]若要使人脸在屏幕中成的像变大一些,需要增大像距,减小物距,即人脸到镜头的距离应近一些。
13. e b
【详解】[1]根据成实像(物距大于1倍焦距)时,物远像近像变小的规律可知,蜡烛放在e处距离透镜最远,得到的实像离凸透镜最近。
[2]根据成实像(物距大于1倍焦距)时,物近像远像变大的规律可知,蜡烛放在b处距离透镜最近,得到的实像最大。
14.抽水
【详解】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。
15. 11.0 倒立 放大 投影仪 上 左 放大 等大 完整,变暗了
【详解】(1)[1]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,这个点是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离为焦距,图中凸透镜的焦距为11.0cm。
[2][3][4]根据凸透镜成像规律可知,当烛焰距凸透镜15.0cm时, f<u<2f,此时凸透镜成放大倒立的实像;生活中的投影仪就是利用这一原理制成的。
(2)[5]凸透镜成的是上下颠倒左右相反的像,蜡烛在燃烧中不断缩短,向下移动,则像会向上移动。
(3)[6]近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,因此像会成在光屏的右边,为使像向左移动靠近凸透镜,根据凸透镜成实像时物远像近的规律,应将蜡烛向左移动远离凸透镜。
(4)[7]图乙中,由于蜡烛在2倍焦距之外,此时成倒立缩小的实像,成像清晰时光屏应该在1倍和2倍焦距之间,根据光路的可逆性可知,若将蜡烛和光屏的位置对换,蜡烛处于1倍和2倍焦距之间,则成倒立放大的实像。
(5)[8]当蜡烛放在28cm刻度处,物距
u=50.0cm-28.6cm=22.0cm=2f
根据凸透镜成像原理可知,此时凸透镜成倒立等大的实像。
(6)[9]遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,照样能会聚成完整的像,只是折射光线减少,像会变暗一点。
16. 使像成在光屏中央 放大 投影仪 左 能 上 下
【详解】(1)[1]点燃蜡烛后,调节烛焰、光屏的中心大致在同一高度上,目的是使像成在光屏的中心。
(2)[2][3]凸透镜的焦距为10cm,,当光屏位于90cm刻线处时,像距为60.0cm,大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,投影仪是根据该原理工作的。
(3)[4]保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到0cm刻线处,此时物距为30.0cm,大于二倍焦距,此时的像距应在一倍焦距和二倍焦距之间,所以应向左移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的实像。
[5]由于此时成的是实像,实像能在光屏上呈现,所以去掉光屏,眼睛在A处能看到这个实像。
(4)[6]实验中燃烧的蜡烛逐渐变短,由于经过光心的光线的传播方向不变得,像向上移动。
[7]为了使像成在光屏的中心,可以将光屏向上移动或者将凸透镜向下移动。
17. 10 实 照相机 放大 远离
【详解】(1)[1]平行光线经凸透镜后会聚到一点,这个点就是焦点;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
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)[2][3]蜡烛距凸透镜30cm处时,物距大于二倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,此时像距在一倍焦距与二倍焦距之间,在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同。
(3)[4]凸透镜的焦距是10cm,当蜡烛距凸透镜15cm时,物距在一倍焦距与二倍焦距之间,此时像距大于二倍焦距,成倒立、放大的实像。
[5]如果他将蜡烛再靠近凸透镜一些,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,这时应将光屏应向右移动,即光屏远离凸透镜。
18. 10.0 缩小 远离 上 可以将光屏向上移动
【详解】(1)[1]一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,此时凸透镜与光屏间的距离为焦距,由图1可知,该凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2]将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处,此时物距30cm大于2倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像。
(3)[3]凸透镜成实像时,物体靠近凸透镜,所成的像应远离凸透镜,将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,光屏远离凸透镜方向移动。
(4)[4][5]实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,根据经过凸透镜中心的光沿直线传播可知,光屏上的像向上移动;为了使烛焰的像能成在光屏中央,在不更换实验器材的情况下,可以将光屏向上移动。
19. 10.0 调至烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度 左 缩小 照相机 上 A
【详解】(1)[1]平行光线经凸透镜折射后变成会聚光线,说明凸透镜对光线有会聚作用;由图知,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,焦点到凸透镜的距离为
60.0cm﹣35.0cm=10.0cm
则凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2]把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在桌面上,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使像能成在光屏的中央。
(3)[3] [4] [5]蜡烛和凸透镜的位置不变,此时的物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间,应将光屏向左移动才能得到清晰的像;
(4)[6]凸透镜成倒立的实像,蜡烛变短,相对于凸透镜向下移动,所以其像向上移动;
(5)[7]用不透光的纸板遮挡住凸透镜的左半部,凸透镜的右半部分仍能够使光线折射而成完整的像,但由于折射后会聚的光线少,使像看起来变暗,故选A。
20. 10.0 同一高度 缩小 照相机 AB
【详解】(1)[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=30.0cm-20.0cm=10.0cm
(2)[2]为使像成在光屏的中央,调整三者的高度,使烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度。
(3)[3][4]物距为50.0cm,且物距大于二倍焦距,移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一成像规律工作的。
(4)[5]发光二极管比烛焰的亮度更大、更环保,更容易看出倒立实像不仅是上下相反、而且是左右相反。同时蜡烛燃烧有火焰,不如发光二极管安全。火焰在有风的时候会晃动,同时蜡烛会越烧越短,而二极管不会,故AB都符合题意。
故选AB。
21. 10.0 上方 2 C
【详解】(1)[1]凸透镜的焦距是凸透镜中心到焦点的距离,由图可知,刻度尺的分度值为1cm,该凸透镜的焦距为
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)[2]蜡烛燃烧一段时间后,烛焰会向下移动,由于经过光心的光线的传播方向不变,则烛焰的像将位于光屏中心的上方。
(3)[3]蜡烛位置不变,移动透镜至36cm刻度线处时,物距
u=36.0cm-30.0cm=6cm
(4)[4]当凸透镜成实像时,像都是倒立的,而像的大小可以是缩小、放大或等大;当凸透镜成虚像时,像都是正立的,且像的大小是放大的,因此由丙图可知,C是实像,不可能是正立的,故蜡烛A通过凸透镜不可能形成的像是C。
22. 同一高度 同 每位同学对最清晰像的位置判断不同
【详解】(1)[1]如图所示,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度,其目的是使像成在光屏的中央.
(2)[2]凸透镜焦距为10cm,物距为6cm,物距小于一倍焦距,此时凸透镜成的像为放大、正立的虚像,像在折射光线的反向延长线的交点上,应该在光屏一侧接收折射光线,透过凸透镜观察所形成的像。
(3)[3]像的位置应该是像最清晰的位置,各小组的像距不同的原因,可能是有的小组光屏上的像不是最清晰的时候测量的。
23. 同一高度 30 异 2
【详解】(1)[1]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央位置。
(2)[2]折射时光路是可逆的,由第一组数据知,物距为30cm时,像距为15cm,所以当物距为15cm时,像距为30cm。
[3]虚像与蜡烛在凸透镜的同侧,所以要观察虚像,眼睛应与蜡烛在凸透镜的异侧进行观察。
[4]通过对实验数据的分析可知,物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像,物距在一倍焦距和二倍焦距之间成倒立、放大的实像,由此可知,2倍焦距处是放大与缩小的实像的分界点。
24. 光屏中央 11.0 靠近 是
【详解】(1)[1]烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度,这样做的目的是使像成在光屏的中央位置,便于观察成像情况
(2)[2]凸透镜正对平行光,平行光线平行于主光轴,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,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是
f=41.0cm﹣30.0cm=11.0cm
(3)[3]如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,物距变大,像距变小,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向靠近透镜的方向移动
[4]当光屏上出现清晰的像后,遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部的光线,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,由于折射光线减少,会聚成的像变暗
25. 相同 10.0 放大 投影仪
【详解】(1)[1]凸透镜成像规律实验中,为了让像呈在光屏中央,应该将烛焰、凸透镜中心和光屏的中心调整到相同高度。
(2)[2]平行光会聚的位置即为凸透镜的焦点位置,焦点到光心的距离为焦距,所以该凸透镜焦距为10.0cm。
(3)[3]图乙中,物距为15cm,物距满足
所以光屏上会出现倒立放大的实像。
[4]利用凸透镜成倒立放大实像的有投影仪,幻灯机。照相机成倒立、缩小的实像,放大镜成正立、放大的虚像。
26. 同一高度 缩小 10cm<f<20cm 注水 短 右侧
【详解】(1)[1]为使像成在光屏中央,便于观察,应烛焰、水透镜、光屏三者的中心在同一高度上;
(2)[2][3]三者摆放位置如图甲所示,在光屏上成了一个清晰的像,此时u>v,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,即:f<20cm<2f,解得: 10cm<f<20cm;
(3)[4][5]用水透镜模拟正常眼睛,将图甲中的烛移动到光具座上40cm处,物距减小,所以要想在像距不变的情况下,在光屏上得到一个清晰的像需要将凸透镜的焦距变短,需要使凸透镜对光线的会聚能力变强,故应对水透镜注水;
(4)[6]老花镜是凸透镜,对光线有会聚作用,在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片,则可以看清物距更小的物体,即图中蜡烛右侧的物体。
27. 焦点 放大 投影仪 左
【详解】(1)[1]因为凸透镜对光的会聚作用,平行光经凸透镜折射后,会在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,这点是凸透镜的焦点。
(2)[2][3]已知该凸透镜的焦距为10cm,由图可知,此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,投影仪是根据这一原理工作的。
(3)[4]如果使烛焰沿主光轴向左移动一段距离,则此时物距变大,若要在光屏上得到清晰的像,像距应该变小,即光屏应向左移动。
28. 实像 左 等大
【详解】(1)[1]由题意知,凸透镜的焦距为10cm,由图知,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,所以在光屏上成放大、倒立的实像。
(2)[2][3]若将蜡烛移动30cm刻度线处,此时蜡烛在2f处,物距等于2f,则像距也为2f,应将光屏向左移动到二倍焦距位置,此时成倒立、等大的实像。
29. 甲透镜 D 完整 光屏上还没有出现清晰的像就测像距 远离
【详解】(1)[1]如图所示,甲透镜对光有会聚作用,所以甲透镜为凸透镜,乙透镜对光有发散作用,乙透镜为凹透镜,应该选择甲透镜进行实验。
(2)[2]让凸透镜正对阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,此点可能在焦点前,也可能在焦点后,故透镜的实际焦距可能小于L,也可能大于L,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)[3]如图乙所示,遮去凸透镜的上面一半,不会影响透镜成像,由于物距不变,像距不变,像的位置不变,则光屏上的像和原来相比,像仍完整但会变暗。
(4)[4]对于同一凸透镜,物距一定,像距一定,而小组实验数据不同,数据差别不是因为长度测量误差导致的,出现这种情况的操作原因是光屏上还没有出现清晰的像就测像距。
(5)[5]近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,放在蜡烛与凸透镜之间,使凸透镜成像延迟会聚,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏远离凸透镜才能重新得到清晰的像。
30. 同一高度 10 倒立缩小的实 光路是可逆的
【详解】(1)[1]为了使蜡烛的像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。
[2]由凸透镜的成像规律可知,当物距等于两倍焦距时,像距也等于两倍焦距,此时蜡烛成倒立等大的实像,由图像乙可知
v=u=2f=20cm
故该凸透镜的焦距
f=10cm
(2)[3]由图像甲可知,此时的物距u=40cm,满足
u>2f
根据凸透镜成像规律可知,此时蜡烛成倒立缩小的实像。
(3)[4]由图甲可知,像距v=13cm,对调蜡烛和光屏的位置,光屏上的像依然清晰,是因为光的折射中,光路是可逆的,此时物距在一倍和两倍焦距之间,成倒立放大的实像。
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