初中物理沪粤版(2024)八年级上册(2024)3.6 凸透镜成像规律精品课后练习题
展开考点01 探究凸透镜成像规律
1.小明利用如图所示的光具座“探究凸透镜成像规律”,他将观察和测量的部分结果记录在下表中:
(1)分析表中信息可得:凸透镜的焦距 cm;当物距时,像距 cm;当物距时,像的性质是 ;
(2)如图是航天员王亚平在太空授课制作水球时呈现的情景,此时,她在球中所成的像与上表中第 次实验所成像的性质相同。
2.如图甲所示是小林做“探究平面镜成像的特点”的实验装置,A和B是两个外形相同的蜡烛,把玻璃板固定在光具座上40cm刻度线处。
(1)此实验应在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境进行;
(2)图甲中,当蜡烛B移到 cm刻度线处时,蜡烛B与蜡烛A的像完全重合;
(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放一块光屏,光屏上承接不到蜡烛A的像,说明平面镜所成的像是 (选填“实像”或“虚像”);
(4)在(3)的基础上,撤去玻璃板,在40cm刻度线处放一个凸透镜,再向右移动光屏会得到清晰的烛焰像, 就是利用了此成像特点;
(5)如图乙所示,一束光与镜面成30°角射向平面镜。请画出反射光线,并标出反射角的度数。
3.以下是“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)如图A所示,由甲图中可知,凸透镜的焦距是 ;当蜡烛的烛焰、凸透镜的中心和光屏中心在同一高度,位置如乙图所示时,光屏上得到一个清晰的像,该像是倒立、 的实像。
(2)小明同学想利用LED发光字研究凸透镜所成实像与发光物体在上下左右的位置关系,如图B所示的汉字中,适合做本次研究的LED光源的是 字。
4.小明利用如图所示的装置,探究凸透镜成像规律。
(1)如图甲所示,一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,说明凸透镜对光有 作用,测出凸透镜的焦距是 cm;
(2)利用甲图中的凸透镜,如图乙所示,光屏上呈现清晰的像,生活中的 是根据这一原理做成的;若只把该凸透镜换成焦距的另一个凸透镜,发现光屏上烛焰的像变模糊了,此时他应将光屏 ,光屏上才会重新出现烛焰清晰的像。
5.小明用同一个凸透镜进行探究。
(1)当“F”型光源、凸透镜(左表面为平面)和光屏如图甲放置时,光屏上得光源清晰的像。如果将光源移至P点,光屏向 (选填“左”或“右”)适当移动,光屏上就能得到一个是清晰倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;再将光源向右移动一段距离后,无论怎样调节光屏,光屏上都得不到像,此时应从透镜的 (选填“左”或“右”)侧再进行观察;
(2)保持透镜位置不变,将光源移至点后,调节光屏,小明从图甲位置M处观察,现象如图乙所示,为光源的实像,其成像原理与 (选填“投影仪”或“照相机”)相同,透镜中还能看到两个像B、C,你认为由透镜左表面成的像可能是 (选填“B”或“C”)。
考点02 凸透镜成像规律的应用
6.杨光同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验中元件摆放位置如图所示,在光屏中心呈现出清晰的烛焰的像,此时物距为30cm,下列说法正确的是( )
A.此透镜的焦距可能为16cm,光屏上呈倒立、缩小的实像
B.此透镜的焦距可能为12cm,光屏上呈倒立、放大的实像
C.保持蜡烛和透镜位置不变,仅拿掉光屏,如图,用肉眼在A位置沿图示方向能看到实像
D.保持透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,光屏应向右移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像
7.某小组同学利用焦距为10cm的凸透镜,进行“探究凸透镜成像规律”的实验,蜡烛到透镜的距离用u表示。根据你在课堂上探究得到的实验结论,判断下列说法正确的是( )
A.当时,在光屏上不能得到蜡烛的像
B.当时,光屏上得到清晰、缩小的像
C.当时,光屏上得到清晰、放大的像
D.蜡烛从距透镜12cm处移到18cm处,像变小
8.如图是小丽在郑州蝶湖森林公园游玩时拍摄的“戒指桥”的美景,关于这张照片,下列说法正确的是( )
A.戒指桥在水中的倒影模糊是因为光在水面发生了漫反射
B.戒指桥经照相机镜头成的是倒立缩小的实像
C.戒指桥的实际高度一定比远处的大楼的高度要高一些
D.拍摄位置不变时,要使像变大些,应调节相机的焦距变小一些
9.如图所示是博物馆内“刘充国印”的展台,上方是凸透镜,透过它能看到放大的印章;下方是平面镜,通过它能看到印章底部的字。下列说法正确的是( )
A.透过凸透镜可观察到倒立放大的印章
B.观察到的像与印章在凸透镜的同侧
C.若想看到更大的印章,可以将凸透镜靠近印章
D.下方平面镜成像原理与凸透镜成像原理相同
10.照相机能“记住”生活中的美好瞬间。如图所示的四个图中,是物体AB经透镜成的像,能较好说明照相机成像原理的图是( )
A.B.
C.D.
11.某实验小组在探究凸透镜成像规律的实验时,调整位置如图所示,光屏上刚好出现烛焰清晰的像,此时成的是 像;若仅将图中的凸透镜换成中间带小孔的黑色硬塑料板,那么在光屏上会出现 像。
12.如图所示,小明在项目学习的过程中自制了一架照相机模型,使用的凸透镜焦距为8cm。小明在教室里,用它观察窗外的树木,前后移动内纸筒,在半透明膜上可以看到树木 (选填“倒立”或“正立”)的像。小明位置不变,用它观察窗户时,为再次成清晰的像,半透明膜应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
13.如图的无人机携带着焦距一定的微型摄像机进行航拍。地面景物通过摄像机镜头,成像在感光晶片上,形成倒立、 的实像;当无人机上升时,须 镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。
14.某班同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时,为了确定凸透镜的焦距,让一束平行光经过凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,如图-1所示,则该凸透镜的焦距是 cm;将该凸透镜紧靠如图-2甲所示的一幅卡通熊猫图片,然后将凸透镜逐渐远离图片。此过程中,通过凸透镜观察到如图-2乙所示的四个不同的像,四个像出现的先后顺序是 ,观察到图②时,图片与凸透镜之间的距离是 cm。
15.如图所示是小明准备制作的昆虫观察瓶,为便于观察瓶底的小昆虫,他应去掉瓶盖(厚度不计)在瓶口处安装一块焦距 (选填“大于”“等于”或“小于”)10cm的凸透镜,此时通过凸透镜可以观察到小昆虫正立、放大的 (选填“实像”或“虚像”)。利用手机拍照记录的过程中,手机摄像头与昆虫的距离应满足 的条件。
考点03 凸透镜成像作图
16.如图为凸透镜成像的一种情况,其中AB是物体,请作出物体经过凸透镜折射后所成实像的位置。
17.物体AB通过凸透镜成像A'B',MN是凸透镜的主光轴。作光路图,画出凸透镜的位置以及它的一个焦点F(凸透镜用“”表示)。
18.三束光线射向凸透镜,请补充完整这三束光线通过凸透镜的光路图。
19.平面镜水平放置且镜面朝上,在镜面上方竖直放置一凸透镜,在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S,请通过作图说明S能成几个像。
20.画出光源S经过凸透镜成的像S';
21.如图所示,SA为点光源S发出的一条光线,该光线经过平面镜反射后射向凸透镜,F和P分别为凸透镜的焦点和二倍焦距处,已知S在平面镜中成的像正好与凸透镜右侧的P点重合,请在图中画出平面镜的位置,并画出SA经平面镜反射后再经过凸透镜折射的光线。
一、单选题
1.(江苏盐城·中考真题)“嫦娥六号任务”搭载的意大利激光角反射器,为月面探测提供服务,通过反射激光进行精准测量定位。以下光现象与其原理相同的是( )
A.三棱镜分解太阳光B.竿在阳光下形成影子
C.放大镜把字放大D.丹顶鹤在水中形成倒影
2.(黑龙江牡丹江·中考真题)把凸透镜正对着太阳,在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑。若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前15cm处,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置,可得到烛焰清晰的( )
A.倒立、缩小的实像B.倒立、放大的实像
C.倒立、等大的实像D.正立、放大的虚像
3.(北京·中考真题)如图所示的光现象,由于光的折射形成的是( )
A.故宫角楼在水中的“侧影”
B.树在地面上的“树影”
C.花在透镜下的“放大像”
D.月亮在水中的“像”
4.(山东临沂·中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变,则( )
A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0cm刻度线上,光屏上仍能承接到像
5.(四川资阳·中考真题)小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后,观察结果如图甲所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”;将白纸逐渐远离杯子的过程中,依次观察到情景可( )
A.丁、乙、丙B.乙、丙、丁C.丙、丁、乙D.丁、丙、乙
二、多选题
6.(天津·中考真题)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是( )
A.第1次实验的像距为20cmB.第2次实验成倒立、缩小的实像
C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同D.若物距是12cm,物体通过透镜所成的像是虚像
三、填空题
7.(江苏镇江·中考真题)在探究凸透镜成像规律的实验中,应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的 上。已知凸透镜焦距为,各元件初位置如图所示,要使光屏上成清晰的像:(1)若移动光屏,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;(2)若透镜向左移动,最终光屏上成的是倒立、 的实像。
8.(山东枣庄·中考真题)小明探究凸透镜的成像规律时,各器材位置如图所示,光屏上承接到烛焰清晰的像(未画出烛焰的像)。此时烛焰的成像特点与 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。若凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏的位置, (选填“仍能”或“不能”)在光屏上得到清晰的像,这说明光发生折射时,光路是 的。
9.(新疆·中考真题)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,用如图所示的实验器材进行实验,若凸透镜的焦距为10cm,将蜡烛放在距离凸透镜 (填“5.0”或“15.0”)cm位置时,移动光屏,可以在光屏上呈现清晰的 (填“缩小”或“放大”)的像。若使光屏上能呈现清晰的等大的像,选用的凸透镜的焦距最大为 cm。
四、作图题
10.(辽宁阜新·中考真题)在探究凸透镜成像规律的实验中,小新透过凸透镜看到烛焰S的像点S´,画出光路图确定像点S´的位置,图中O为光心,F为焦点(保留必要的作图痕迹)。
11.(辽宁鞍山·中考真题)如图所示,是放大镜的成像情况。根据凸透镜的成像规律确定该凸透镜的位置并将其画出,作出凸透镜的焦点。光心用O表示,焦点用F表示,保留作图痕迹。
五、实验题
12.(内蒙古赤峰·中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,两个小组同学选用的物体高度相同,但凸透镜焦距不同,部分实验数据如下表:
表1
表2
(1)由表中数据可知:物体高度和凸透镜焦距相同时,物距变大,所成实像高度的变化情况是 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(2)由实验数据还可知:物体高度和物距相同时, 不同,则像距不同,像的高度也不同。
13.(黑龙江大庆·中考真题)某实验小组探究凸透镜成像的实验,装置如图:
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,这个凸透镜的焦距可能是 (填选项字母);
A. B. C. D.
(2)小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,他可以将光屏向 (填“左”或“右”)移动;
(3)完成上述探究后,小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板,透过玻璃板能看到烛焰正立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的像,把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,光屏上 (填“有”或“没有”)烛焰的像。
14.(四川自贡·中考真题)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,进行了如下操作:
(1)实验前,调整凸透镜、烛焰和光屏,使三者的中心在 ;
(2)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 cm,当烛焰、凸透镜和光屏三者间位置调节到如乙图所示时,光屏上出现了倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的烛焰的像。
15.(青海·中考真题)如图甲所示,是天宫课堂中航天员王亚平讲授“水球光学实验”时的场景,受此影响“飞天”兴趣小组利用如图乙所示的实验装置展开了“凸透镜成像规律”的探究实验。
(1)图甲中水球相当于一个 ,它对光具有 作用;
(2)王亚平所成的像是倒立、缩小的 像,生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的;
(3)图乙中凸透镜的焦距为15cm,当蜡烛从10cm处移动至30cm处时,为了再次得到清晰的像,光屏应 (选填“远离”或“靠近”)凸透镜,且所成的像是倒立、 的实像;
(4)如果将蜡烛换成如图丙所示的“F”字光源,其优点是: (只写一条即可)。
16.(湖南长沙·中考真题)为了探究凸透镜成像的规律,小明找到了一个焦距未知的凸透镜。
(1)如图甲所示,在利用太阳光测量凸透镜焦距的过程中,小明发现凸透镜靠近白纸时,纸上的光斑越来越大。接下来,他应该使凸透镜与白纸之间的距离变 ,直至白纸上的光斑变得最小最亮。
(2)某次实验时烛焰在光屏上成清晰的像,如图乙所示,这个像是 、 的实像。
17.(四川南充·中考真题)如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为 ;
(2)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰 (选填“放大”“等大”“缩小”)的像,若仅将蜡烛与光屏位置对调,则在光屏上 (选填“能”“不能”)看到清晰的像;
(3)在(2)中将蜡烛与光屏位置对调后的场景下,该同学取了一幅眼镜给水透镜“戴上”,如图丙所示,发现光屏上的像变模糊,当往水透镜中加入适量的水后,发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该眼镜是 眼镜(选填“近视”“远视”)。
18.(内蒙古呼和浩特·中考真题)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时能在光屏上看到烛焰倒立、清晰的像,这个像是 (选填“虚像”或“实像”);若保持透镜位置不变,从图示位置开始,将蜡烛沿光具座向右移动,移动过程中,不断调节光屏位置,在光屏上得到烛焰清晰的像,直到移动光屏不成像时,这个过程像的大小 (选填“逐渐变大”或“逐渐变小”或“先变大后变小”或“先变小后变大”);继续将蜡烛沿光具座向右移动,人在透镜的 (选填“左侧”或“右侧”)可以看到烛焰正立放大的像。
一、单选题
1.有关显隐杯的记载,古籍中不乏其例。其原理是在杯内底中央置一图案,图案上盖一凸透镜,如图所示,杯中倒入酒,俯视时,图案处于酒与凸透镜组成的新透镜焦距之内,会被清楚地看到,则此时( )
A.杯中酒相当于一块凸透镜B.成的是缩小的像
C.新透镜成像原理与放大镜相同D.成的像是倒立的
2.在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中,小明组装的装置如图甲所示,他保持凸透镜的位置不变,不断地移动蜡烛位置,观察到四种烛焰的清晰像,如图乙所示,已知凸透镜的焦距为10cm,按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的像进行排序,正确顺序为( )
A.④③②①B.③②①④C.①②③④D.④①②③
3.已知一点光源S位于凸透镜一倍焦距内,成一虚像S',则在图所示的光路图中正确的是( )
A.B.
C.D.
4.如图所示在直角坐标系原点O处放置平面镜MN,它与坐标轴x呈45°。在O点正下方(s=15厘米)处水平放置一焦距为10厘米凸透镜。A为一点光源,则关于凸透镜所成的像正确的是( )
A.在凸透镜下方成一个实像,在凸透镜上方成一个虚像。
B.只在凸透镜下方成一个实像。
C.在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像,但左边的实像更靠近凸透镜。
D.在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像,但右边的实像更靠近凸透镜。
5.如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距为f,现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,则f
6.如图所示,平面镜和凸透镜的主光轴垂直并处在凸透镜两倍焦距处,在凸透镜另一侧两倍焦距处有一个点光源S。现将平面镜向凸透镜靠近的过程中,关于点光源所成的像,下述结论中错误的是( )
A.平面镜在移动过程中,最多只能成两个实像
B.平面镜移动到一定位置时,正好只成一个实像
C.平面镜移动到一定位置时,正好只成一个虚像
D.平面镜移动到一定位置时,正好既成一个实像,又成一个虚像
7.某人通过焦距为12cm、直径为4cm的放大镜(薄凸透镜)看报纸,报纸与放大镜的距离为3cm,且与放大镜的主光轴垂直,保持放大镜的位置不变,眼睛始终位于主轴上且距离放大镜24cm位置处进行观测(不考虑眼睛的大小),报纸上有部分区域是“盲区”(即眼睛观测不到),该区域的面积为( )
A.9πcm2B.5πcm2C.3πcm2D.2πcm2
8.凸透镜的焦距大小为20cm,点光源位于透镜主光轴上距离光心30cm,现移动凸透镜,使点光源距离凸透镜100cm,该过程中,点光源的像移动的路程为( )
A.25cmB.35cmC.45cmD.55cm
9.如图所示,是一款老年人阅读用超薄透镜。根据图中信息,下列分析正确的是( )
A.该透镜对光有发散作用
B.图中书上的字通过透镜成的是实像
C.当透镜逐渐远离书本时,像会一直变大
D.书本到透镜的距离小于透镜的焦距
10.下列叙述中,正确的是( )
A.在光的折射现象中,折射角一定小于入射角
B.凸透镜对光起会聚作用,因而物体经凸透镜所成的像总是缩小的
C.无论物体离平面镜远或近,它在平面镜中所成像的大小始终不变
D.凹面镜对光起会聚作用,凸面镜对光起发散作用
二、多选题
11.做凸透镜成像实验时,蜡烛、凸透镜、光屏如图放置,光屏上呈现清晰的像。下列分析错误的是( )
A.屏上的像是倒立、缩小的
B.该凸透镜的焦距可能是6cm
C.在实验过程中,蜡烛逐渐变短,光屏上的像将逐渐向上移动
D.若凸透镜不动,只将蜡烛和光屏的位置对调,屏上的像将变模糊
12.将物距增大到原来的三倍时,通过凸透镜所成的像的大小是原来像的,则此时所成像的放大率可能为( )
A.B.C.D.
13.在探究凸透镜成像的规律实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图1所示时,烛焰在光屏上恰好成一个清晰的像,下列说法正确的是( )
A.在光屏上所成烛焰的像应该是图2中的(a)图所示
B.在光屏上所成烛焰的像应该是图2中的(b)图所示
C.蜡烛的位置不动,要使烛焰所成像变小,应将透镜靠近蜡烛,同时调节光屏位置
D.蜡烛的位置不动,要使烛焰所成像变小,应将透镜远离蜡烛,同时调节光屏位置
14.张强学习了凸透镜成像后,在家进行实验探究,如图所示,把点燃的蜡烛固定在刻度处,把凸透镜固定在刻度处,当把光屏移到刻度处时,光屏上得到一个清晰等大的像。接着,他进行了下列操作,其中得出的结论错误的是( )
A.保持凸透镜不动,把蜡烛移到刻度处,移动光屏,光屏上将得到一个正立缩小的像
B.保持蜡烛和光屏不动,向右移动凸透镜,光屏上将得到一个缩小的像
C.保持凸透镜不动,把蜡烛移动到刻度处,要使光屏得到清晰的像,光屏应向右移动
D.保持凸透镜不动,把蜡烛移动到刻度处时,无论怎样移动光屏,光屏都无法接到像
15.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是10cm
B.当u=15cm时,在光屏上能得到一个放大的像
C.当u=25cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成
D.把物体沿主光轴从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中,像逐渐变小
三、填空题
16.(1)一束红光从AO射向三棱镜,如图所示。
①中画出光在三棱镜左表面的反射光,并标出反射角的大小 ;
②在图中画出光进入三棱镜和在三棱镜右表面的大致的折射光线 ;
③若分别把四种不同颜色的光,都沿AO射向三棱镜,光从三棱镜射出后颜色不变,则符合上述要求的入射光有 (选填:“白光”、“绿光”“红光”或“蓝光”);
(2)如图所示为某光学仪器内部部分光路图。物镜是凸透镜,O为光心,F为物镜焦点。
①在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线 ;
②目镜是 透镜(选填“凹”或“凸”);
③由光路可以判断,物体经物镜成一个 (选填“倒立”、“正立”)、 (选填“放大”、“等大”、“缩小”)的像;
④要使经物镜折射后的光线a经过C点,应使物镜沿主光轴水平 移动(选填“向左”或“向右”)。
四、实验题
17.李老师上课时拿个水晶球,让同学们透过它看远处倒立的建筑物的像(如图1所示),引起同学对凸透镜的成像的兴趣。为此老师让大家一起探究“凸透镜成像的规律”给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏各一个,火柴盒,发光LED灯F。
(1)江小涛在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图2(甲)所示的光斑,你认为他应该选择 (选填“甲”、“乙”)透镜来进行实验。
(2)随着蜡烛燃烧变短,此时光屏上的像如丙图所示,如果想让像仍然成在光屏的中央,可将 。
(3)如图丙,调整后,当烛焰的像位于光屏中央时,观察像,生活中利用这一原理制成的光学仪器是 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(4)如图3所示是江小涛通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象。某实验小组将装置中的蜡烛换成如图的发光LED灯F,当LED灯距凸透镜35cm时,移动光屏,可在光屏上得到的像为图中的_________。
A.B.
C.D.
(5)如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距f,现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,且f<D<2f,则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中,正确的是_________。
A.B.
C.D.
18.在光学作图中可用符号表示凸透镜,用符号表示凹透镜。它们的焦点和透镜中心可在主轴上分别用F和O来表示。图所示是光从空气通过凹透镜的光路图。图中光线Ⅰ表示平行于主轴的—条光线;光线Ⅱ表示通过凹透镜中心的一条光线;光线Ⅲ表示射向凹透镜焦点的一条光线,光线Ⅰ'、Ⅱ'、Ⅲ'分别表示了光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过凹透镜后的传播方向。
采用下述试验步骤,可粗略地测出一块凹透镜的焦距:
先在光具座上自左向右依次竖直放置一块凹透镜(焦距未知待测)、一块凸透镜(焦距已知为f)和一块平面镜,并将一个平行光源安装在凹透镜的左侧,使它能水平向右射出一束平行光;然后调节凹透镜、凸透镜和平面镜的高度,使它们的中心跟光源的中心大致在同一高度;最后打开光源,并调节凹透镜和凸透镜之间的距离,使光源发出的平行光通过两块透镜后入射到平面镜上,经平面镜反射后,反射光恰能沿原来的光路返回,测出此时两透镜之间的距离(用d表示)。
根据上述实验过程,完成下列要求:
(1)画出上述测定凹透镜焦距的原理图(用光路图来表示),并标出已知量和要测定的物理量 。
(2)这个凹透镜的焦距是 (用已知量的代数式表示)。
(3)说明在实验过程中能确认入射光束经平面镜反射后恰能沿原来光路返回的具体方法 。
19.小硕发现长时间观看使用手机对视力影响很大,于是在学习“凸透镜成像的规律”后,他和物理兴趣小组的同学开展“自制手机投影仪”的项目化学习活动。
【项目名称】手机投影仪
【项目材料】凸透镜若干、纸板、胶水、剪刀等。
【项目设计】
小硕和同学们设计如图所示的方案将纸板制成了纸盒,将手机和凸透镜固定到纸盒内,请你确定一下凸透镜的位置应固定在 。
【项目实施】
(1)用剪刀裁剪纸板并用胶水固定,制作了一个长50cm、宽20cm、高20cm的纸盒。
(2)选择焦距合适的凸透镜,以下所示是利用太阳光测量凸透镜焦距的方法,其中最合理的是 。
根据合理的方法,小硕测出了三块凸透镜的焦距分别是10cm、15cm、20cm。若手机和凸透镜相距20cm,为了能在白墙上得到清晰、放大的像,可选择 焦距的凸透镜。将手机和选好的凸透镜固定在纸盒上。
(3)最后,打开手机屏幕,盖上顶部纸板,就可以在白墙上看到手机的投影;
(4)对自制投影仪进行调试:
①为了投影仪使用过程中具有良好的观影效果,手机应该选择下图中 (填“A”或“B”)的放置方式。
②小丽同学建议选择光滑的白板作为屏幕,而小芳同学建议选择白墙作为屏幕。你赞成谁的建议?并说明理由 。
(5)设计改进:小硕和同学在使用时发现所设计的投影仪无法随意的改变像的大小,于是将手机固定在可以前后移动纸板上如图所示,这样手机在纸盒内就可以前后移动了。利用改进后的投影仪,为了让投在光屏上的画面更大一些并清晰,应该如何调节 。
20.小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏,做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)光具座上有A、B、C三个滑块用于放置凸透镜、光屏和蜡烛(如图甲所示),其中在B上应放置 ;实验中发现光屏上成像如图乙所示,你认为造成这种现象的原因是 。小明在实验过程中,保持凸透镜位置不变(如图丙所示),分别按以下情况调整好光屏的位置。则在给定的A、B、C、D、E、F、G各点中,把烛焰放在 点时,光屏上会出现倒立缩小的实像且最小;把烛焰放在 点时,光屏上会出现倒立放大的实像且最大。实验室给小明提供了焦距分别为10cm、50cm两种凸透镜,要想顺利完成探究实验,小明必须选择焦距为 cm的凸透镜;
(2)常用体温表的刻度部分为三棱体,横截面积如图丁所示。我们在测量体温时.如分别沿A、B、C、D方向观察读数。其中沿 方向观察易于读数,这是因为体温计在设计时应用了 (选填“显微镜”、“望远镜”或“放大镜”)的原理。
21.小红同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验:
(1)小红将光源、凸透镜和光屏安装在光具座上,点亮光源,移动光屏,发现光屏上承接到不完整的像。这是因为她遗漏了一个实验步骤,这一步骤是: ;
(2)如图甲所示,保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至16cm刻度线处,人眼观察到烛焰成像的情形是如图乙中的 (选填“A”“B”“C”或“D”)。
五、综合题
22.凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图甲表示,O点为光心,F为焦点。图乙中A′B′是物体AB经透镜所成的像。
(1)请画出图乙中两条入射光线的出射光线,完成成像光路图:
(2)在图乙中,物距用u表示,即u=BO;像距用v表示,即v=OB′;焦距用f表示,即f=OF。请运用几何知识证明∶
六、计算题
23.如图在遮光板上挖去一直径为 d1的洞,恰好可装入一薄透镜,光屏距遮光板长度为 d,若在光屏上所呈像的直径为 d2,求透镜的焦距。 (提示:如果两个三角形三个角对应相等,则他们为相似三角形,本题可以利用相似三角形对应边成比例来作答)
实验次数
物距u/cm
像距v/cm
像的性质
1
60
20
2
30
30
倒立、等大、实像
3
20
倒立、放大、实像
4
10
实验次序
物距/cm
像的性质
像距/cm
1
20
倒立、等大、实像
2
30
15
3
15
倒立、放大、实像
30
物距u/cm
像距v/cm
像高h/cm
11
9.2
5
17
7.1
2.5
40
5.7
0.9
物距u/cm
像距v/cm
像高h/cm
25
17
4
28
16.7
3.3
40
13.3
2
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