人教版(2024)八年级上册(2024)复习与提高练习题
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这是一份人教版(2024)八年级上册(2024)复习与提高练习题,共29页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
一.选择题(共 24 小题)
1.凸透镜成像实验中,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰缩小的像,则下列能成立的是()
①如果将物体靠近凸透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必须远离凸透镜,且光屏移动距离先大于后小于物体移动距离;
②同时移动物体与光屏,且移动距离相同,有可能在光屏上成清晰缩小的像;
③换用焦距较小的凸透镜后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜;
④保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,一定可以在光屏上的到另一个清晰的像.
A.①③B.②④C.②③D.③④
2.做“凸透镜成像”实验时,把蜡烛放在二倍焦距之外,移动光屏找到像.若将蜡烛向凸透镜移动 s1 的距
离(此时物距仍然大于二倍焦距),移动光屏重新找到像,光屏移动的距离为 s2.则下列说法正确的是()
A.光屏远离透镜移动,光屏上的像变小
B.光屏远离透镜移动,且 s2<s1
C.光屏靠近透镜移动,光屏上的像变大
D.光屏靠近透镜移动,且 s2=s1
3.在探究凸透镜成像规律时,将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上,调整后的位置如图,此时在
光屏上得到烛焰清晰的像,对于该次实验下列描述正确的是()
A.光屏上成倒立、缩小的实像
B.光屏上成倒立、放大的实像
C.照相机应用了该次实验的成像规律
D.投影仪应用了该次实验的成像规律
4.如图所示,AC 为入射光线,CB 为折射光线,且 AO<OB.已知 AO=10cm,该凸透镜的焦距可能是()
A.f=10cmB.f=5cmC.f=8cmD.f=12cm
5.下列说法正确的是()
A.凸透镜是很厚的透镜,而凹透镜是很薄的透镜
B.王伯伯戴的老花镜对光有会聚作用
C.汽车的观后镜是用凸面镜做成的
D.人在照镜时,人离镜近时所成的像特别大
6.如图,F 是透镜的焦点,其中不正确的光路图是()
A. B. C. D.
7.某物体放在凸透镜前 20cm 处时,在光屏上得到了物体倒立清晰的实像,则该凸透镜的焦距可能是(
A.10cmB.15cmC.20cmD.25cm
)
8.某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验,在光屏上得到了清晰的像,如图所示.他继续向水凸透镜
内注水,使水凸透镜的焦距变小,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上再次成清晰的像()
A.光屏应向右移动,成放大的像
B.光屏应向左移动,成缩小的像
C.光屏应向左移动,成放大的像
D.光屏应向右移动,成缩小的像
9.小明在探究凸透镜成像规律时,使用的凸透镜焦距为 10cm,实验装置如图 1,用红色的发光二极管“F”字样(大小如图 2)代替烛焰作为光源,调整后,在光屏上得到清晰像,再用遮光罩将凸透镜的上半部分遮
住,在光屏上所成像是图四幅图中的()
A. B. C. D.
10.某同学用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,此时光屏上成清晰的像,下列说法正确的是()
A.光屏上成的是倒立、放大的实像
B.投影仪成像利用了这一规律
C.向右适当移动凸透镜,光屏上可以成倒立、缩小的实像
D.向右适当移动蜡烛,光屏上可以成正立、放大的虚像
11.教室里安装的电子白板投影仪,其镜头的焦距为 15cm,为了在白板上得到清晰的像,投影仪镜头到白
板的距离应()
A.大于 30cmB.小于 15cm
C.等于 30cmD.大于 15cm 小于 30cm
12.关于实像与虚像,以下说法中,不正确的是()
A.实像都是倒立的,而虚像都是正立的
B.实像能呈现在光屏上,而虚像则不能
C.实像是经凸透镜所成的,而虚像则不是
D.实像是实际光线会聚而成的,而虚像则不是
13.如图所示,有一个圆柱体 PQ,放在凸透镜前图示位置,它所成的像的形状是()
A. B. C. D.
14.如图所示,MN 是凸透镜的主光轴,P、Q、S 是在主光轴上的三个位置,把一物点放在 P 处,像成在 Q
处,把物放在 Q 处,凸透镜位置不变,像成在 S 处,则可判断凸透镜的位置在()
A.P 的左边B.PQ 之间C.QS 之间D.S 的右边
15.做凸透镜成像实验过程中,当蜡烛距离透镜 25cm 时,在光屏上成放大的像,则下列说法正确的是(
A.蜡烛距离凸透镜 10cm 时,一定不能成像
)
B.蜡烛距离凸透镜 15cm 时,一定成放大的虚像
C.蜡烛距离凸透镜 30cm 时,一定成放大的实像
D.蜡烛距离凸透镜 50cm 时,一定成缩小的实像
16.如图所示是物体 AB 经照相机镜头成像原理示意图,当 AB 沿主光轴远离镜头时,则物体上 A 点的像 A′
会沿()移动.
A.A′OB.A′FC.水平向右D.水平向左
17.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,此时在光屏上得到烛焰清晰的图象;若保持透镜位置不动,将蜡烛移到光具座的 40cm 刻度处,对于此时像的性质判断
正确的是()
A.一定是放大的像
B.一定是缩小的像
C.一定是倒立的像
D.一定是正立的像
18.如图所示,凸透镜的焦距为 5 厘米,在透镜左侧 10 厘米处,有一个与主光轴垂直的物体 AB,在透镜右侧 15 厘米处放一个平面镜,镜面与凸透镜的主光轴垂直,则该光具组中,物体 AB 的成像情况是( )
A.一个正立实像,一个倒立实像,一个正立虚像
B.一个正立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
C.一个倒立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
D.一个正立实像,一个倒立实像,一个倒立虚像
19.如图所示,主光轴上有一点光源,在透镜的另一侧有一光屏.光屏、点光源通过凸透镜在光屏上形成
一个光斑,现让光屏稍微靠近凸透镜,光斑的面积会减小,设凸透镜的焦距为 f,由此可判断()
A.d 一定小于 f
B.d 一定大于 2f
C.d 一定大于 f,小于 2f
D.d 可能大于 2f,也可能小于 f
20.正午时,太阳光直射在水平地面,取一圆形薄透镜正对阳光,在距透镜 15cm 的地面上得到一个光斑,
其直径是透镜直径的一半,若将透镜向上移动少许,光斑变大.透镜的焦距是()
A.5cmB.10cmC.15cmD.30cm
21.一种手电筒上所有的聚光小电珠如图所示,其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜,灯丝(可看作一个点光源)发出的光通过它出射时,出射光束(图中实线所示)比无此透镜时的光束(图中虚线所示)要窄,
即它可减小光束的发散,有聚光功能.在这种小电珠中,灯丝应位于()
A.凸透镜的焦点以内
B.凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间
C.凸透镜的焦点处
D.凸透镜的两倍焦距处
22.如图是蜡烛的烛焰,把它放在距离凸透镜一倍焦距与二倍焦距之间,在凸透镜另一侧调节光屏可找到
一个清晰的像,这个像是下列图中的()
A. B. C. D.
23.甲、乙两只机械手表,放在凸透镜的主光轴上,如图所示,手表的表面正对透镜,跟主光轴垂直,从
透镜的另一侧适当位置观察手表,则下列关于手表秒针旋转方向的说法中,正确的是()
A.甲表秒针逆时针旋转,但表面上下左右都颠倒过来了
B.乙表秒针顺时针旋转,但表面上下左右都颠倒过来了
C.乙表秒针逆时针旋转,但表面上下左右都颠倒过来了
D.甲表秒针顺时针旋转,但表面上下左右都颠倒过来了
24.如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图.透镜的焦距为 15cm,要使蜡烛在光屏上成
清晰的像,在蜡烛、凸透镜和光屏三者中,只移动其中的一个,其余两个不动,下列措施中可行的是()
A.光屏向左移动B.光屏向右移动C.蜡烛向左移动D.透镜向右移动
二.填空题(共 2 小题)
25.如图所示,两个薄透镜 L1 和 L2 共轴放置,已知 L1 的焦距 f1=f,L2 的焦距 f2=﹣f,两透镜间的距离也是f,小物体位于物面 P 上,物距 u1=3f.
(2)现在两个透镜位置调换,若还要使给定的原物体的原像处成像,两透镜作为整体应沿光轴向边移
动距离,这个新的像是像(填“实”或“虚”)、像(填“正”或“倒”).
(1)小物体经过这两个透镜的像在 L2 的
边,到 L2 的距离
,是
像(填“实”或“虚”)、
像
(填“正”或“倒”).
26.小明做“研究凸透镜成像规律”的实验,第 1 次实验时,他使用透镜 1(焦距为 f1),在如图 1 所示的位置得到蜡烛的像;第 2 次实验时,他换用透镜 2(焦距为 f2),但保持蜡烛和透镜在光具座上的位置不变,光屏需要移动到图 2 所示的位置才可以得到蜡烛的像,由此可知:
(3)如果在第 1 次实验后,不改变蜡烛和光屏的位置,只是把透镜 1 换成透镜 2,那么为了在光屏上依旧
得到蜡烛清晰的像,可以在蜡烛和透镜 2 之间添加一个.
三.作图题(共 1 小题)
27.如图所示,OO'为凸透镜的主光轴,S'为点光源 S 经凸透镜所成的像,SA 为光源 S 发出的一条光线.请在图中适当的位置画出凸透镜,并完成光线 SA 通过凸透镜的光路图.
四.实验探究题(共 2 小题)
28.如图所示是“探究凸透镜成像规律”的实验装置.小阳进行了以下实验.
(1)在 50cm 刻线处先放置焦距为 5cm 的凸透镜,将点燃的蜡烛移至 30cm 刻线处,移动光屏,在光屏上找
到了烛焰清晰的像,这个像是倒立、的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”),这一实验现象可以
说明(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点.
(2)保持蜡烛位置不变,用焦距为 10cm 的凸透镜换下焦距为 5cm 的凸透镜,移动光屏,并在光屏上找到
了烛焰清晰的像,此时光屏与透镜之间的距离.(选填“变大”、“不变”或“变小”)
29.如图所示,凸透镜焦距为 15 厘米,将光屏放在光具座的 80 厘米刻度处,保持透镜位置不变,蜡烛应
(1)两次实验,u=
cm,第 1 次实验成的是
的
的实像;
(2)第
次实验得到的像比较大,且 f1
f2(选填“>”或“<”);
在
厘米刻度范围内移动,能在光屏上成像(选填“30﹣45”、“小于 30”或“大于 45”),用此凸透镜做
“验证凸透镜成像规律”的实验,固定蜡烛和光屏的距离 L,若 L=60 厘米,可以找到
次清晰的像;若
L>60 厘米,可以找到
次清晰的像;若 L<60 厘米,
找到清晰的像(选填“能”或“不能”)
五.解答题(共 2 小题)
30.在“探究凸透镜成像”的实验中,
(1)王民同学把一块凸透镜放在光具座上(如图所示),准备探究他的成像规律,他首先要
A.使镜片靠近蜡烛B.移动光屏找到像点C.吧蜡烛剪断一点D.测量并记录数据
(4)为满足教学需要,张老师资质了一个“平行光源”,如图所示,在一个开有细缝的纸罩扎住的圆筒里
按有凸透镜和可前后移动的灯泡,调节灯泡,当灯泡的灯线处在凸透镜的 位置时,从细缝中射出的光才会是平行光.
31.洋洋同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中,选用了焦距未知的凸透镜.
(1)将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏, ,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm.(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致
在上,为实验探究做好准备.
(3)如图乙所示,保持光屏和凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移动到 20cm 刻度处,为了在光屏上再次得
(2)王民同学完成上述步骤后按计划将蜡烛一次置于图中的 a、b、c、d、e 五点进行探究,在蜡烛置于
点
时,在光屏上能得到清晰放大的像,
机就是利用这一特点制成的.
(3)王民无论怎么移动,在光屏上总看不到像,这时,蜡烛置在
点,
就是利用这一点制成的,
到清晰的像,应向
(填“左”或“右”)调节光屏.如不移动光屏则应在凸透镜左侧附近安装一个焦距
适当的
(填光学元件名称).
(填“近视”或“远视”)眼就是利用这种透镜矫正的.
(4)在图乙基础上,将点燃的蜡烛移到标尺 35cm 处,然后前后移动光屏找到清晰的像.生活中
就是
利用这一成像原理来工作的.再将蜡烛向靠近透镜方向移动 1cm,则所成像的大小会
(填“变大”、“变
小”或“不变”).
(5)若保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到距凸透镜 5cm 处时,前后移动光屏,在光屏上
(填“能”
或“不能”)得到蜡烛的像,此时凸透镜成
(填“实”或“虚”)像.若想看到此像,观察方法应是
.
(6)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,结果
.
A.没有影响
B.不能成像
C.成一半的像
D.仍能成完整的像,但亮度变暗.
透镜专题训练
一.选择题(共 24 小题)
1.凸透镜成像实验中,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰缩小的像,则下列能成立的是()
①如果将物体靠近凸透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必须远离凸透镜,且光屏移动距离先大于后小于物体移动距离;
②同时移动物体与光屏,且移动距离相同,有可能在光屏上成清晰缩小的像;
③换用焦距较小的凸透镜后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜;
④保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,一定可以在光屏上的到另一个清晰的像.
A.①③ B.②④ C.②③ D.③④
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】透镜及其应用.
【分析】(1)凸透镜成像规律,最重要两句话是:①物距(u)减小,像距(v)增大,像变大(应用于实像),
②物距(u)减小,像距(v)减小,像变小(应用于虚像).
(2)结合凸透镜成像规律的表格:
【解答】解:
①物体靠近透镜即物距减小,像距增大,光屏应远离透镜,当 u>2f 时光屏移动距离小于物体移动距离,
当 f<u<2f 时光屏移动距离大于物体移动距离,所以光屏移动距离是先小于后大于物体移动距离,所以①错误.
②物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离,所以②错误.
③换用焦距更小的透镜,像会更前面会聚所以光屏必须靠近凸透镜,所以③正确.
④根据光路可逆的保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,可以光屏上成一个倒立、放大、实像,同时物距刚好是原来的像距,像距刚好是原来物距,所以④正确.
故选 D.
【点评】此题考查了物距、像距的变化,焦距改变成像特点,光路可逆等知识,是凸透镜成像的综合应用题.
2.做“凸透镜成像”实验时,把蜡烛放在二倍焦距之外,移动光屏找到像.若将蜡烛向凸透镜移动 s1 的距
离(此时物距仍然大于二倍焦距),移动光屏重新找到像,光屏移动的距离为 s2.则下列说法正确的是( )A.光屏远离透镜移动,光屏上的像变小
B.光屏远离透镜移动,且 s2<s1
C.光屏靠近透镜移动,光屏上的像变大
D.光屏靠近透镜移动,且 s2=s1
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】应用题;透镜及其应用.
【分析】掌握凸透镜成像的规律和应用:
物距(u)
成像特点
像距(v)
应用
u>2f
倒立
缩小
实像
f<v<2f
照相机
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
测焦距
2f>u>f
倒立
放大
实像
v>2f
投影仪/幻灯机
u=f
不成像
u<f
正立
放大
虚像
放大镜
①u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机;②2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪;③u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜.
【解答】解:
在“凸透镜成像”实验时,把蜡烛放在二倍焦距之外,移动光屏找到像,此时 u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,若将蜡烛向凸透镜移动 s1 的距离(此时物距仍然大于二倍焦距),移动光屏重新找到像,光屏移动的距离为 s2,在这种情况下,物体移动的距离大于像移动的距离,即 s2<s1,故 B 正确.故选 B.
【点评】此题是探究凸透镜成像的实验,考查了凸透镜成像的规律及应用,同时考查了物距和像距大小关系的应用.
3.在探究凸透镜成像规律时,将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上,调整后的位置如图,此时在
光屏上得到烛焰清晰的像,对于该次实验下列描述正确的是()
A.光屏上成倒立、缩小的实像
B.光屏上成倒立、放大的实像
C.照相机应用了该次实验的成像规律
D.投影仪应用了该次实验的成像规律
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】透镜及其应用.
【分析】凸透镜成像的三种情况和应用.
U>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
2f>U>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.
U<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜.
【解答】解:由图可知,物距大于像距,则 u>2f,此时成倒立缩小的实像,故 A 正确,B 错误;
照相机在生活中应用很广泛,照相机的原理是:物体在 2 倍焦距以外,像成在另一侧的 1 倍焦距和 2 倍焦距之间,成的是倒立、缩小的实像,投影仪成倒立、放大的实像,故 C 正确,D 错误.故选 AC.
【点评】此题考查了有关凸透镜成像的规律,掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系.此题需根据物距与像距的大小关系得出成像的特点及物距和像距的范围.
4.如图所示,AC 为入射光线,CB 为折射光线,且 AO<OB.已知 AO=10cm,该凸透镜的焦距可能是()
A.f=10cm B.f=5cm C.f=8cm D.f=12cm【考点】主光轴、光心、焦点和焦距.【专题】透镜及其应用.
【分析】根据题意,A 点通过凸透镜成像在 B 点,物距 AO 小于相距 OB,A 点在一倍焦距和二倍焦距之间,然后根据题中给出的选项讨论判断正确选项.
【解答】解:根据题意 AO<OB 可知,A 点成像在 B 点,像距大于物距,满足 f<u<2f,成倒立、放大的实像.因为 AO=10cm,选项 A、B、D 不能满足 f<10cm<2f,选项 C 能满足 f<10cm<2f,故 ABD 不符合题意,
符合题意.故选 C.
【点评】本题考查焦点概念的理解和凸透镜成像规律的灵活应用,有利于学生能力的培养.
5.下列说法正确的是()
A.凸透镜是很厚的透镜,而凹透镜是很薄的透镜
B.王伯伯戴的老花镜对光有会聚作用
C.汽车的观后镜是用凸面镜做成的
D.人在照镜时,人离镜近时所成的像特别大
【考点】凸透镜的会聚作用;平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案;凸面镜和凹面镜.
【专题】光的传播和反射、平面镜成像;透镜及其应用.【分析】解答此题从以下知识点入手:A、凸透镜是中间厚边缘薄的透镜,凹透镜是中间薄、边缘厚的透镜;B、老花镜是凸透镜,对光线有会聚作用;C、汽车的观后镜是凸面镜,对光有发散作用,根据光路可逆可以扩大视野;D、平面镜成像特点之一,物像等大.
【解答】解:A、凸透镜是中间厚边缘薄的透镜,凹透镜是中间薄、边缘厚的透镜,故本选项错误;
B、老花镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,故本选项正确;
C、汽车的观后镜是凸面镜,对光有发散作用,根据光路可逆可以扩大视野,故本选项正确;
D、平面镜所成得像是和物体等大的虚像,所以人在照镜时,不管你离镜子多近,所成的像也和你一样大,
故本选项错误.
故选 BC.
【点评】此题涉及到凸透镜、凹透镜的辨别、凸透镜对光线的作用,平面镜成像特点等知识点,综合性较强,是一道典型的题目.
6.如图,F 是透镜的焦点,其中不正确的光路图是()
A. B. C. D.
【考点】透镜的光路图.
【专题】透镜及其应用.
【分析】凸透镜三条特殊光线的作图:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴.②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点.③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变.
凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴.②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点.③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变.
【解答】解:A、入射光线平行于主光轴,经过凸透镜折射后,折射光线应该过焦点.故 A 错误.
B、通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴.故 B 错误.
C、平行于主光轴的入射光线经过凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过焦点.故 C 正确.
D、凹透镜对光线有发散作用,而图中的凹透镜对光线起了会聚作用,故 D 错误.
故选 ABD.
【点评】关于凸透镜和凹透镜三条特殊光线:射向另一个焦点的; 平行于主光轴的;过光心的.关于这三条特殊光线的考查一般是告诉入射光线让画出出射光线或者告诉出射光线让画出入射光线.解这种题目时,把握入射光线和出射光线的特点的对应是解决此题的关键.
7.某物体放在凸透镜前 20cm 处时,在光屏上得到了物体倒立清晰的实像,则该凸透镜的焦距可能是(
A.10cm B.15cm C.20cm D.25cm
【考点】凸透镜成像的应用.
【专题】透镜及其应用.
【分析】当物距大于焦距时,凸透镜成倒立的实像.
)
【解答】解:根据题意可知,当物距为 20cm 时,凸透镜成倒立清晰的实像,所以凸透镜的焦距小于 20cm,
故 AB 正确,CD 错误.
故选 AB.
【点评】本题考查凸透镜成像的特点,注意一倍焦距点为实像与虚像的分界点,二倍焦距点是放大或缩小实像的分界点.
8.某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验,在光屏上得到了清晰的像,如图所示.他继续向水凸透镜
内注水,使水凸透镜的焦距变小,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上再次成清晰的像()
A.光屏应向右移动,成放大的像
B.光屏应向左移动,成缩小的像
C.光屏应向左移动,成放大的像
D.光屏应向右移动,成缩小的像
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】应用题;探究型实验综合题.
【分析】首先根据物距与像距的关系,确定像的性质,然后再根据凸透镜成实像时,物远像小像变小来确定调节光屏的方法.
【解答】解:由图中可以看出,物距大于像距,在屛上得到清晰缩小的实像,此时 u>2f;
当他继续向凸透镜内注水,使水凸透镜的焦距变小,透镜的聚光能力变强,光线会比注水前要提前交汇,
所以像会向透镜方向移动,根据凸透镜成实像时,物远像小像变小,可知,要在光屏上成清晰的像,光屏
将靠近透镜向左移动,而且像变小.
故选 B.
【点评】本题考查了凸透镜成像的规律,要注意理解应用.此题比较有拓展性,有一定的拔高难度.
9.小明在探究凸透镜成像规律时,使用的凸透镜焦距为 10cm,实验装置如图 1,用红色的发光二极管“F”字样(大小如图 2)代替烛焰作为光源,调整后,在光屏上得到清晰像,再用遮光罩将凸透镜的上半部分遮
住,在光屏上所成像是图四幅图中的()
A. B. C. D.
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】应用题;透镜及其应用.
【分析】(1)凸透镜成像时,像与物上下、左右均倒(是互换的);
(2)物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像.当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像.(3)根据凸透镜物距和焦距的关系判断成像情况:
u>2f,成倒立、缩小的实像.
2f>u>f,成倒立、放大的实像.
u<f,成正立、放大的虚像.
【解答】解:
遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成物体完整像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗,故 AB 错误;
凸透镜固定在光具座零刻度线上,将光源“F”放在凸透镜左侧 40cm 处,此时 u>2f,所以在右侧光屏上成
倒立缩小的实像,故 C 错误,D 正确.
故选 D.
【点评】注意凸透镜成像时,像与物上下左右是互换的,用遮光罩挡住凸透镜的一部分,只能影响像的亮暗,不影响像的性质.
10.某同学用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”,此时光屏上成清晰的像,下列说法正确的是()
A.光屏上成的是倒立、放大的实像
B.投影仪成像利用了这一规律
C.向右适当移动凸透镜,光屏上可以成倒立、缩小的实像
D.向右适当移动蜡烛,光屏上可以成正立、放大的虚像
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】透镜及其应用.
【分析】根据物距和像距的关系判断成像情况和应用:凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像,应用于照相机;物距等于像距时,成倒立等大的实像,一般用来求凸透镜的焦距;物距小于像距时,成倒立放大的实像,应用于投影仪.
【解答】解:(1)如图,物距小于像距,光屏上成倒立、放大的实像,应用于投影仪,故 AB 正确;
(2)向右适当移动凸透镜,物距增大,像距变小,像变小,将光屏和蜡烛的位置互换.若原来得到的是放大,倒立的实像,在现在恰好就能得到倒立缩小的实像,故 C 正确;
(3)向右适当移动蜡烛,不可能成正立、放大的虚像,故 D 错误.
故选 ABC.
【点评】判断凸透镜的成像情况的几种方法:
根据物距和像距的大小关系;根据物距和焦距的关系;根据像距和焦距的关系.
11.教室里安装的电子白板投影仪,其镜头的焦距为 15cm,为了在白板上得到清晰的像,投影仪镜头到白
板的距离应()
A.大于 30cm B.小于 15cm
C.等于 30cm D.大于 15cm 小于 30cm
【考点】凸透镜成像的应用.
【专题】透镜及其应用.
【分析】掌握凸透镜成像的三种情况和应用.
U>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
2f>U>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.
U<f,成倒正立、放大的虚像,应用于放大镜.
【解答】解:镜头的焦距为 15cm,为了能成清晰的像,物体到镜头的距离 2f>u>f,镜头到白板的距离 v
>2f,即投影仪镜头到白板的距离应大于 30cm.
故选 A.
【点评】凸透镜的成像在实际生活中的应用非常广泛,很多光学器材都是利用凸透镜制成的:如幻灯机,投影仪、放大镜、显微镜、望远镜等.只不过是物距与焦距的关系不同,而出现了不同的像.
12.关于实像与虚像,以下说法中,不正确的是( )A.实像都是倒立的,而虚像都是正立的B.实像能呈现在光屏上,而虚像则不能C.实像是经凸透镜所成的,而虚像则不是D.实像是实际光线会聚而成的,而虚像则不是
【考点】实像与虚像的区别.
【分析】本题考查实像和虚像的定义.实像是实际光线会聚成的像,虚像不是实际光线会聚成的,而是实际光线的反向延长线会聚成的;实像可以用光屏接收到,虚像不能光屏接收到;实像和虚像都能用眼睛观察到.
【解答】解:A、如是果单个透镜,是正确的,如果是透镜组,就可能不正确了.如望远镜成倒立放大虚像.
C、经凸透镜可以成实像,小孔成像也可以成实像;看水里的物体、平面镜成像成的是虚像,凸透镜也可以
成虚像,所以错误
B、D,实像是实际光线会聚成的,能成在光屏上;而虚像是由实际光线的反向延长线会聚成的,不能成在
光屏上;故 B、D 正确;
本题选择不正确的选项,故选 A、C.
【点评】这是考查对实像和虚像定义的理解,请同学们理解好小孔成像、平面镜成像、凸透镜成的各种像的原理.
13.如图所示,有一个圆柱体 PQ,放在凸透镜前图示位置,它所成的像的形状是()
A. B. C. D. 【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.【专题】图析法.
【分析】本题要根据凸透镜的成像规律去判断圆柱体 PQ 所成的像的形状.
【解答】解:当 U>f 时,物距减小,像距变大像变大.圆柱体的左边在 2f 处,所成的像是倒立等大的;圆柱体的右边在 2f 以内,所成的像是倒立放大的,且右边的像距比左边的像距远.故选 B.
【点评】本题考查了凸透镜的成像规律,凸透镜成像规律是凸透镜知识的核心内容,要牢记住规律.
14.如图所示,MN 是凸透镜的主光轴,P、Q、S 是在主光轴上的三个位置,把一物点放在 P 处,像成在 Q
处,把物放在 Q 处,凸透镜位置不变,像成在 S 处,则可判断凸透镜的位置在()
A.P 的左边B.PQ 之间C.QS 之间D.S 的右边
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】实验分析法.
【分析】凸透镜成实像时,物像在凸透镜的异侧,
U>2f,成倒立、缩小的实像,2f>V>f;
U=2f,成倒立、等大的实像,V=2f;
2f>U>f,成倒立、放大的实像,V>2f.
凸透镜成虚像时,物像在凸透镜的同侧,U<f,成倒正立、放大的虚像,V>U.
【解答】解:A、当凸透镜在 P 的左边时,当物体在 P 点时,像在 Q 点,物像在凸透镜的同侧,成正立放大的虚像,V>U.把物放在 Q 处,凸透镜位置不变,像成在 S 处,物像在凸透镜的同侧,成正立放大的虚像,V'>U'.符合题意.
B、当凸透镜在 PQ 之间时,当物体在 P 点时,像在 Q 点,说明成倒立缩小的实像、或倒立等大的实像、或倒立放大的实像,并且焦距小于 PQ 且小于凸透镜到像的距离(因为当像是倒立的时候,像距一定大于焦距).把物放在 Q 处,凸透镜位置不变,此时物距大于一倍焦距,成实像,像一定和物体在凸透镜的异侧,在凸透镜的左侧,不会成在 S 处.不符合题意.
C、当凸透镜在 SQ 之间时,当物体在 P 点时,像在 Q 点,物像在凸透镜的同侧,成正立放大的虚像,但是 V <U,因为当物体成虚像时,像距不可能小于物距.不符合题意.
D、当凸透镜在 S 的右边时,和 C 选项一样,因为当物体成虚像时,像距不可能小于物距.不符合题意.
故选 A.
【点评】本题凸透镜成虚像时像距大于物距,以及凸透镜成实像时像距一定大于一倍焦距是解决本题的关键.
15.做凸透镜成像实验过程中,当蜡烛距离透镜 25cm 时,在光屏上成放大的像,则下列说法正确的是(
A.蜡烛距离凸透镜 10cm 时,一定不能成像
B.蜡烛距离凸透镜 15cm 时,一定成放大的虚像
C.蜡烛距离凸透镜 30cm 时,一定成放大的实像
D.蜡烛距离凸透镜 50cm 时,一定成缩小的实像
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】跨学科;声与光;透镜及其应用.
)
【分析】根据成像规律确定焦距的取值范围,然后根据焦距可能的大小分别对 4 个选项分别讨论确定符合题意的选项.
【解答】解:蜡烛距离透镜 25cm,即物距为 25cm,在光屏上的像一定为倒立的实像,所以成的像性质为倒立、放大的实像,则物距满足:f<25cm<2f,即 f<25cm…①,25cm<2f,两边同除以 2 得,12.5cm<f… ②,由①②得焦距的取值范围:12.5cm<f<25cm:
A.u=10cm 时,u<f,可以成虚像,故 A 选项错误;
B.u=15cm 时,当 u>f 时成实像;当 u<f 时成实像,故 B 选项错误;
C.u=30cm 时,若 u>f,一定成实像;若 f<u<2f 是放大的像;若 u>2f 是缩小的实像,故 C 选项错误;D.u=50cm 时,u>2f,一定成缩小的实像,故 D 选项正确.故选 D.
【点评】本题考查凸透镜成像规律,难点在于焦距的大小不是一个具体的值,而是在一个范围内,这就要求根据可能的取值分类讨论,从而确定最终的答案,难度较大.
16.如图所示是物体 AB 经照相机镜头成像原理示意图,当 AB 沿主光轴远离镜头时,则物体上 A 点的像 A′
会沿()移动.
A.A′O B.A′F C.水平向右 D.水平向左
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】压轴题;透镜及其应用.
【分析】掌握凸透镜成像的规律,根据凸透镜成实像时,遵循物近像远像变大的及过光心的光线传播方向不变的特点进行分析.
【解答】解:当 AB 沿主光轴远离镜头时,物距变大,此时像距应该减小,成的像也减小,由图知,平行于主光轴的光线经过凸透镜后始终通过焦点并会聚到像点,所以像会沿 A'F 的方向移动.故选 B.
【点评】此题是有关凸透镜成像规律的实验,要熟练掌握凸透镜成像的特点与物距像距的关系,解决此题的关键是理解凸透镜成像的原因.
17.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,此时在光屏上得到烛焰清晰的图象;若保持透镜位置不动,将蜡烛移到光具座的 40cm 刻度处,对于此时像的性质判断
正确的是()
A.一定是放大的像B.一定是缩小的像
C.一定是倒立的像D.一定是正立的像
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】透镜及其应用.
【分析】要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律,分析图象中物距和像距的大小关系,得出此时成像的特点及像距、物距与焦距的关系,从而判断当物体在 40cm 刻度处时物距与焦距的关系,从而得出成像的特点.
【解答】解:由图知,物距大于像距,此时成倒立缩小的实像,因此物距大于 2 倍焦距,像距处于 1 倍和 2 倍焦距之间.
物距=50cm﹣30cm=20cm;像距=65cm﹣50cm=15cm.
由上分析得:
20cm>2ff<15cm<2f
解得:7.5cm<f<10cm
将蜡烛移到光具座的 40cm 刻度处时,物距=50cm﹣40cm=10cm,处于 1 倍和 2 倍焦距之间,所以成倒立放大
的实像.
故选 AC.
【点评】此题考查了有关凸透镜成像的规律,掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系.此题需根据物距与像距的大小关系得出成像的特点及物距和像距的范围,难度稍大.
18.如图所示,凸透镜的焦距为 5 厘米,在透镜左侧 10 厘米处,有一个与主光轴垂直的物体 AB,在透镜右
侧 15 厘米处放一个平面镜,镜面与凸透镜的主光轴垂直,则该光具组中,物体 AB 的成像情况是()
A.一个正立实像,一个倒立实像,一个正立虚像
B.一个正立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
C.一个倒立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像
D.一个正立实像,一个倒立实像,一个倒立虚像
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验;平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案.【专题】图析法.
【分析】物体 AB 在凸透镜的二倍焦距处,得到倒立等大的实像.
物体在凸透镜中成的倒立的等大的实像在平面镜中又成正立等大的虚像.
物体在凸透镜中成的倒立的等大的实像,实像射出的光线经平面镜反射后经凸透镜又成倒立、缩小的实像.【解答】解:如图,①物体 AB 在凸透镜的二倍焦距处,得到倒立等大的实像 A1B1,
②实像 A1B1 如果不用光屏呈接,空气是比较干净时,眼睛是无法看到的,但是确实是存在的,实像 A1B1 又在平面镜中成像,相对 A1B1 来讲是正立的虚像 A2B2,但是相当于 AB 来讲是倒立的虚像.
③虚像 A2B2 是 A1B1 射出的光线经平面镜反射后,反射光线的反向延长线会聚形成的,反射光线好像是 A2B2 射出的,A2B2 在凸透镜二倍焦距以外,经凸透镜折射后形成相对 A2B2 是倒立、缩小的实像,相对 AB 是正立、缩小的实像 A3B3.
故选 D.
【点评】凸透镜成实像时,如果用光屏接能看到像,如果不用光屏接,空气又是比较干净的,眼睛是无法看到实像的,但是确实存在的,此处学生不容易理解.
19.如图所示,主光轴上有一点光源,在透镜的另一侧有一光屏.光屏、点光源通过凸透镜在光屏上形成
一个光斑,现让光屏稍微靠近凸透镜,光斑的面积会减小,设凸透镜的焦距为 f,由此可判断()
A.d 一定小于 fB.d 一定大于 2f
C.d 一定大于 f,小于 2f D.d 可能大于 2f,也可能小于 f 【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.【专题】图析法.
【分析】题目中光斑可能是点光源的像,可能是一个比较大的光斑.
根据凸透镜作图做出物体在二倍焦距以外、一倍焦距和二倍焦距之间,一倍焦距以内时点光源射出的光线经凸透镜折射后的光路,根据光屏靠近凸透镜时光斑减小得出答案.
点光源在一倍焦距以内时,和点光源放在焦点上进行比较,得出光线会聚后大致的位置.
点光源放在一倍焦距和二倍焦距之间,根据折射光线经凸透镜能成倒立、放大的实像,会聚在主光轴上的光路,判断光屏上光斑情况.
点光源放在二倍焦距以外,根据折射光线经凸透镜成倒立、缩小的实像,会聚在主光轴上的光路,判断光屏上光斑的情况.
【解答】解:如图一,点光源在焦点上,点光源射出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴.(如黑色的光线)当点光源在一倍焦距以内,点光源射出的光线,经凸透镜之后也会聚一些,但是不会到达平行光线的位置,如红色光线会聚在光屏上,形成比较大的光斑,光屏向凸透镜靠近时,光斑会减小.
如图二,点光源在一倍焦距和二倍焦距之间,点光源在另一侧会形成倒立、放大的实像,光屏没有放在实像的位置,而是放在和点光源距凸透镜等距离的位置上,光屏靠近凸透镜光斑会增大.
如图三,点光源在二倍焦距以外,点光源在另一侧会形成倒立、缩小的实像,到达实像位置后,光线继续向外传播,光屏没有放在实像的位置,而是放在和点光源距凸透镜等距离的位置上,光屏靠近凸透镜光斑会减小.
所以光屏和点光源与凸透镜等距离时,当点光源在一倍焦距以内和二倍焦距以外,光屏上形成光斑,光屏靠近凸透镜时,光斑减小.
故选 D.
【点评】凸透镜成实像时,折射光线到达实像位置,如果没有光屏承接,眼睛是看不到的,并且折射光线会继续向外传播,这点学生容易忽视.
20.正午时,太阳光直射在水平地面,取一圆形薄透镜正对阳光,在距透镜 15cm 的地面上得到一个光斑,
其直径是透镜直径的一半,若将透镜向上移动少许,光斑变大.透镜的焦距是()
A.5cmB.10cm C.15cm D.30cm
【考点】主光轴、光心、焦点和焦距.
【专题】透镜及其应用.
【分析】凸透镜对光线有会聚的作用;最小、最亮的光斑就是该凸透镜焦点的位置,焦点到透镜光心的距离就是焦距.得到的是 10cm 的光斑,说明太阳光经凸透镜已过焦点会聚的光斑.
【解答】解:
凸透镜对光线有会聚的作用,最小、最亮的光斑就是该凸透镜焦点的位置,焦点到透镜光心的距离就是焦距.在距透镜 15cm 的地面上得到一个光斑,光斑可能在焦点以外,也可能在焦点以内.将透镜向上移动少许,光斑变大,说明光斑在焦点以外.
如下图所示,D 为焦点,CD 为焦距.
已知光斑的直径是透镜直径的一半,根据相似三角形对应边成比例可得:
==2,则 CD=2DE;
而 CD+DE=15cm,即 CD+CD=15cm,解得 CD=10cm;
即凸透镜的焦距 f=CD=10cm.
故选 B.
【点评】考查了凸透镜焦距的求法,太阳光经凸透镜在光屏上出现最小最亮的光斑,就是凸透镜的焦点,此题的光斑不是凸透镜的焦点.
21.一种手电筒上所有的聚光小电珠如图所示,其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜,灯丝(可看作一个点光源)发出的光通过它出射时,出射光束(图中实线所示)比无此透镜时的光束(图中虚线所示)要窄,
即它可减小光束的发散,有聚光功能.在这种小电珠中,灯丝应位于()
A.凸透镜的焦点以内
B.凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间
C.凸透镜的焦点处
D.凸透镜的两倍焦距处
【考点】凸透镜成像的应用;凸透镜的会聚作用.
【专题】压轴题;图析法.
【分析】(1)透镜能使原来的光路变窄,因为凸透镜对光线有会聚作用,说明此透镜是凸透镜.
(2)点光源距离凸透镜的距离不同,对于同一凸透镜对光线的会聚能力是相同的.
当点光源在凸透镜的焦点上,光线经凸透镜折射后成为平行光.如图 1.
当点光源在凸透镜的二倍焦点上,点光源在凸透镜的二倍焦点上成清晰的像.如图 2.
当点光源在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,点光源射出的光线经凸透镜折射后介于平行和会聚在二倍
焦距之间.
如图 3.
当点光源在凸透镜的一倍焦距以内,点光源射出的光线经凸透镜折射后其光路比平行光要宽.如图 4.
【解答】解:A、如分析图 4,当灯丝在凸透镜的一倍焦距以内,灯丝射出的光线经凸透镜变得会聚一些,比原来的光路变窄,但是光路比平行光路要宽.符合题意.
B、如分析图 3,当灯丝在凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间,灯丝射出的光线经凸透镜变得会聚一些,比原来的光路变窄,点光源射出的光线经凸透镜折射后介于平行和二倍焦距之间.不符合题意.C、如分析图 1,当灯丝在凸透镜的焦点处,光线经凸透镜折射后成为平行光.不符合题意.
D、如分析图 2,当灯丝在凸透镜的两倍焦距处,点光源在凸透镜的另一侧二倍焦距处得到清晰的像.不符
合题意.
故选 A.
【点评】本题点光源在一倍焦距处和二倍焦距处是特殊的点,光线经凸透镜之后的折射情况是学生比较熟悉的,然后根据这两种情况,分析点光源在一倍焦距以内和一倍焦距和二倍焦距之间折射光线的情况.这种分析对于学生来讲是比较困难的.
22.(2011•永州)如图是蜡烛的烛焰,把它放在距离凸透镜一倍焦距与二倍焦距之间,在凸透镜另一侧调
节光屏可找到一个清晰的像,这个像是下列图中的()
A. B. C. D.
【考点】凸透镜成像的应用.
【专题】压轴题;透镜及其应用.
【分析】凸透镜成像时,2f>u>f,成倒立、放大的实像;凸透镜成倒立的像,物像上下颠倒,左右颠倒.
【解答】解:AB、物像上下不颠倒.选项错误.
C、物像上下颠倒,左右颠倒,并且是放大的像.选项正确.
D、物像上下颠倒,左右颠倒,是缩小的像.选项错误.
故选 C.
【点评】凸透镜成倒立的像,物像上下颠倒,左右颠倒,这是判断此题的关键.
23.(2010 秋•西城区校级期中)甲、乙两只机械手表,放在凸透镜的主光轴上,如图所示,手表的表面正对透镜,跟主光轴垂直,从透镜的另一侧适当位置观察手表,则下列关于手表秒针旋转方向的说法中,正
确的是()
A.甲表秒针逆时针旋转,但表面上下左右都颠倒过来了
B.乙表秒针顺时针旋转,但表面上下左右都颠倒过来了
C.乙表秒针逆时针旋转,但表面上下左右都颠倒过来了D.甲表秒针顺时针旋转,但表面上下左右都颠倒过来了【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.【专题】透镜及其应用.
【分析】这是一个凸透镜成像问题.先根据凸透镜成像规律判断出甲乙两图的成像情况,然后再判断指针的转动方向.
【解答】解:由图可知:甲图中的表到凸透镜的距离小于焦距,此时在凸透镜的另一侧看到的是正立放大的手表像,所以看到的秒针与实际转向一样.
乙图中的表到凸透镜的距离大于焦距而小于二倍焦距,在较远的距离上(大于像距)可看到物体上下倒立、左右颠倒的放大的像,好像表顺时针(或逆时针)转了 180°.可是表针的转动方向不会改变,这一点与在平面镜中看到的表的指针转向不同.但表面上下左右都颠倒过来了,所以选项 ACD 错误,选项 B 正确.故选 B.
【点评】此题主要考查凸透镜成像规律,乙图中看到的秒针比直接看到的粗大(这个比较容易判断),难点是判定乙图中的表的指针转动方向,总之是一道难题.
24.(2009•茂名)如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图.透镜的焦距为 15cm,要使蜡烛在光屏上成清晰的像,在蜡烛、凸透镜和光屏三者中,只移动其中的一个,其余两个不动,下列措施中
可行的是()
A.光屏向左移动 B.光屏向右移动 C.蜡烛向左移动 D.透镜向右移动
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】压轴题.
【分析】本题首先要知道使蜡烛在光屏上成清晰的像的条件:物体在焦点以内,无论怎样移动光屏,都不会在光屏上得到像;其次要用到透镜的焦距为 15cm;可通过调节蜡烛或透镜满足蜡烛在一倍焦距以外.【解答】解:将蜡烛左移,在一倍焦距和二倍焦距之间时,在光屏上会出现一个清晰的像;
透镜向右移动,也可以实现物体在一倍焦距和二倍焦距之间,或物体在二倍焦距以外时,在光屏上能成实
像的情形.
故选 C、D.
【点评】凸透镜成像的规律:概括为三区域两点
u>2f,成倒立缩小的实像;
u=2f,成倒立等大的实像;
f<u<2f,成倒立放大的实像;
u=f,不成像;
u<f,成正立放大的虚像.
实像能在光屏上呈现,虚像不能在光屏上呈现.
二.填空题(共 2 小题)
25.(2016•黄冈校级自主招生)如图所示,两个薄透镜 L1 和 L2 共轴放置,已知 L1 的焦距 f1=f,L2 的焦距 f2= ﹣f,两透镜间的距离也是 f,小物体位于物面 P 上,物距 u1=3f.
(1)小物体经过这两个透镜的像在 L2 的 右 边,到 L2 的距离 f ,是 实 像(填“实”或“虚”)、倒 像(填“正”或“倒”).
(2)现在两个透镜位置调换,若还要使给定的原物体的原像处成像,两透镜作为整体应沿光轴向 左 边移动距离 2f ,这个新的像是 实 像(填“实”或“虚”)、 倒 像(填“正”或“倒”).
【考点】凸透镜成像的应用;凹透镜的发散作用.
【专题】应用题;图析法;透镜及其应用.
【分析】(1)根据凸透镜成像的规律,当 u>2f 时,成倒立、缩小的实像,此时 2f>v>f.凸透镜成像公式+=并结合图来到 L2 的距离.
(2)根据光的可逆原理,第二次的物距等于第一次的像距,当 u=2f 时,成倒立、等大的实像,【解答】解:(1)由物距 u1=3f.可知 u>2f,则在 L1 的右侧成倒立、缩小的实像,
由+=可得,+=,解得 v=1.5f,
因为 L1 的焦距 f1=f,L2 的焦距 f2=﹣f,两透镜间的距离也是 f,所以小物体经过这两个透镜的像到 L2 的距离
为 1.5f﹣0.5f=f,
(2)根据光的可逆原理可知,现在两个透镜位置调换,若还要使给定的原物体的原像处成像,第二次的物距等于第一次的像距,所以,透镜组应整体向左平移 3f﹣f=2f,最终得到的是倒立等大的实像.故答案为:(1)右;f;实;倒;(2)左;2f;实; 倒.
【点评】本题考查凸透镜成像特点的定量分析,准确把握各量的大小,灵活运用公式+=是解题关键.
26.(2015 秋•福田区期末)小明做“研究凸透镜成像规律”的实验,第 1 次实验时,他使用透镜 1(焦距
为 f1),在如图 1 所示的位置得到蜡烛的像;第 2 次实验时,他换用透镜 2(焦距为 f2),但保持蜡烛和透镜在光具座上的位置不变,光屏需要移动到图 2 所示的位置才可以得到蜡烛的像,由此可知:
(3)如果在第 1 次实验后,不改变蜡烛和光屏的位置,只是把透镜 1 换成透镜 2,那么为了在光屏上依旧得到蜡烛清晰的像,可以在蜡烛和透镜 2 之间添加一个 凸透镜 .
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】探究型实验综合题.
【分析】(1)物距指物体到透镜的距离,根据凸透镜成像规律,u>2f,成倒立缩小的实像;u=2f,成倒立等大的实像且 v=2f=u;f<u<2f,成倒立放大的实像;u<f,成正立放大的虚像;
(2)根据凸透镜成像规律,利用凸透镜成像时物距与像距的关系判断像的大小;u>2f,成倒立缩小的实像且 f<v<2f;u=2f,成倒立等大的实像且 v=2f=u;f<u<2f 且 v>2f,成倒立放大的实像;
(3)发光体发出的无数条光线经凸透镜折射后会聚,从而形成发光体的实像,会聚的程度取决于透镜的焦距,焦距越大,会聚点离透镜越远.
【解答】解:(1)由图 1、图 2 可知物距 u=25cm;在图 1 中,u>v,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立缩小的实像;
(2)由图可知 u=20cm,图 1 中,u>v1,成倒立缩小的实像,则 u>2f1 得 f1<10cm;图 2 中,u<v2,成倒立放大的像,则 f2<u<2f2,得 20cm>f2>10cm,因此第 2 次成的像大,且 f1<f2;
(3)由上题可知 f1<f2,因此不改变蜡烛和光屏的位置,只是把透镜 1 换成透镜 2,折射光线会聚的点会远离图一中光屏原位置,如果光屏位置不变,必须要让光线提前会聚,因此加一凸透镜.
故答案为:(1)25; 倒立;缩小;(2)2;<;(3)凸透镜.
【点评】本题考查了凸透镜成像的规律,要求学生掌握凸透镜成实像时,由物距与像距的关系来判断所成像的大小,较有拓展性,有一定的难度.
三.作图题(共 1 小题)
27.如图所示,OO'为凸透镜的主光轴,S'为点光源 S 经凸透镜所成的像,SA 为光源 S 发出的一条光线.请在图中适当的位置画出凸透镜,并完成光线 SA 通过凸透镜的光路图.
(1)两次实验,u= 25 cm,第 1 次实验成的是
倒立 的 缩小 的实像;
(2)第
2
次实验得到的像比较大,且 f1
<
f2(选填“>”或“<”);
【考点】透镜的光路图.
【专题】作图题;透镜及其应用.
【分析】本题的关键是确定凸透镜的位置,根据过凸透镜光心的光线传播方向不变,找到凸透镜的光心,根据已知的主光轴画出凸透镜的位置;
根据点光源发出的光线 SA 经凸透镜折射后通过它的像点 S′,完成光路图.
【解答】解:
过凸透镜光心的光线传播方向不变,所以连接 SS′,交凸透镜的主光轴于一点(该点为光心),过交点垂直主光轴画出凸透镜;
入射光线 SA 交凸透镜于点 A,连接 AS′并用箭头标出光的传播方向,即为入射光线 SA 的折射光线.
【点评】本题的难点在于不会确定凸透镜的位置,入射光线 SA 不是特殊光线,在作折射光线时有一定难度.记住凸透镜的三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点
四.实验探究题(共 2 小题)
28.(2016•兰州二模)如图所示是“探究凸透镜成像规律”的实验装置.小阳进行了以下实验.
(1)在 50cm 刻线处先放置焦距为 5cm 的凸透镜,将点燃的蜡烛移至 30cm 刻线处,移动光屏,在光屏上找到了烛焰清晰的像,这个像是倒立、 缩小 的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”),这一实验现象可以说明 照相机 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)的成像特点.
(2)保持蜡烛位置不变,用焦距为 10cm 的凸透镜换下焦距为 5cm 的凸透镜,移动光屏,并在光屏上找到了烛焰清晰的像,此时光屏与透镜之间的距离 变大 .(选填“变大”、“不变”或“变小”)
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】实验题;实验分析法;探究型实验综合题.
【分析】(1)凸透镜成像的几种情况进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像.2f>u>f,成倒立、放大的实像.u=2f,成倒立、等大的实像.u<f,成正立、放大的虚像.
(2)在此题中给出了三种焦距,所以要注意物距相同时成像特点与焦距的大小关系.
【解答】解:(1)当 f=5cm,u=50cm﹣30cm=20cm,满足 u>2f,成倒立、缩小的实像.该原理应用于照相机;
(2)当 f=10cm,u=20cm,满足 u=2f,成倒立、等大的实像;
本实验保持物距不变,而是换用不同焦距的透镜,烛焰在光屏上所成的像也在不断变化,由以上实验现象可知,凸透镜所成的像可能与凸透镜焦距有关系,焦距越小的透镜成的像越小,故用焦距为 10cm 的凸透镜换下焦距为 5cm 的凸透镜时,焦距变大像变大像距也增大,故光平与透镜之间的距离变大.故答案为:(1)缩小;照相机;(2)变大.
【点评】本题考查学生对凸透镜成像实验及凸透镜成像规律的掌握,要求学生能够根据实验要求设计实验并能分析出实验的现象,要熟练掌握凸透镜成像的规律才行.
29.如图所示,凸透镜焦距为 15 厘米,将光屏放在光具座的 80 厘米刻度处,保持透镜位置不变,蜡烛应在 小于 30 厘米刻度范围内移动,能在光屏上成像(选填“30﹣45”、“小于 30”或“大于 45”),用此凸透镜做“验证凸透镜成像规律”的实验,固定蜡烛和光屏的距离 L,若 L=60 厘米,可以找到 1 次清晰的像;若 L>60 厘米,可以找到 2 次清晰的像;若 L<60 厘米, 不能 找到清晰的像(选填“能”或“不能”)
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】实验题;透镜及其应用.
【分析】(1)根据告诉的像距和焦距,利用凸透镜成像的规律可以确定物距的大小,从而确定了蜡烛的移动范围.
(2)在凸透镜成实像的规律中,若物体处于 1 倍焦距和 2 倍焦距之间、物体处于 2 倍焦距以外时各种情况中物体运动速度和像运动速度的变化分析即可判断;
【解答】解:(1)凸透镜的焦距为 15cm,此时的像距为 20cm,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以此时成的是倒立缩小的实像,物距应该大于二倍焦距.即此时的蜡烛到凸透镜的距离大于 30cm,而此时的凸透镜位于 60cm 处,所以蜡烛应该在小于 30cm 的刻度范围内移动.
(2)在凸透镜成实像的规律中,若物体处于 1 倍焦距和 2 倍焦距之间时,物体远离透镜,则像要靠近透镜,而二者的速度不同,物体远离透镜的速度小,像的靠近透镜速度快,所以物像距离在变小,直到物体处于 2 倍焦距处,像也处于另一侧 2 倍焦距处,即此时物像距离最小,即四倍焦距;
物体从 2 倍焦距处向外远离透镜时,像要靠近透镜,而二者的速度不同,远离透镜的速度大,像的运动速度小,所以物像距离又会变大,也大于四倍焦距;故可知当物体处于 2 倍焦距处,像处于另一侧的 2 倍焦距处时,物像距离最小.
故用此凸透镜做“验证凸透镜成像规律”的实验,固定蜡烛和光屏的距离 L,若 L=60 厘米,即此时恰好物体处于 2 倍焦距上,像处于另一侧的 2 倍焦距上,所以可以在光屏上找到 1 次清晰的像;
若 L>60 厘米,根据光路的可逆性可知,可以找到 2 次清晰的像,即一次物体处于 2 倍焦距以外,一次物体处于 1 倍焦距和 2 倍焦距之间;若 L<60 厘米,此时不可能在光屏上找到像.
故答案为:小于 30;1;2;不能.
【点评】知道并理解凸透镜的成像规律和特点是解决该题的关键.
五.解答题(共 2 小题)
30.(2015 秋•封开县期末)在“探究凸透镜成像”的实验中,
(1)王民同学把一块凸透镜放在光具座上(如图所示),准备探究他的成像规律,他首先要C
A.使镜片靠近蜡烛B.移动光屏找到像点C.吧蜡烛剪断一点D.测量并记录数据
(2)王民同学完成上述步骤后按计划将蜡烛一次置于图中的 a、b、c、d、e 五点进行探究,在蜡烛置于 c 点时,在光屏上能得到清晰放大的像, 幻灯(投影) 机就是利用这一特点制成的.
(3)王民无论怎么移动,在光屏上总看不到像,这时,蜡烛置在 e 点, 放大镜 就是利用这一点制成的,
(4)为满足教学需要,张老师资质了一个“平行光源”,如图所示,在一个开有细缝的纸罩扎住的圆筒里按有凸透镜和可前后移动的灯泡,调节灯泡,当灯泡的灯线处在凸透镜的 焦点 位置时,从细缝中射出的光才会是平行光.
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】实验题;简答题;探究型实验综合题.
【分析】(1)在实验时为了使像成在光屏上,就要调整三者中心在同一高度上,根据图示的三者的中心高度情况确定如何操作.
(2)凸透镜成像时,当物体介于 1 倍焦距与 2 倍焦距之间时,成倒立放大的实像,幻灯机正是应用这一原理;
(3)当 u<f 时成的像是虚像,虚像是不会成在光屏上的;放大镜是根据凸透镜成正立放大的虚像的原理制成的;
(4)由于平行于主光轴的光线经凸透镜后必过凸透镜的焦点,依据光的可逆性光自焦点射向凸透镜折射出的光线必与主光轴平行.
【解答】解:(1)由图知,烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处,应把蜡烛剪短一些,这样烛焰的像才能成在光屏的中央;故选 C;
(2)当成清晰放大的像时,则物距介于 1 倍焦距与 2 倍焦距之间,由图可知,只有 c 点符合;幻灯机正是应用这一原理;
(3)由于当 u<f 时成的像是虚像,虚像是不会成在光屏上的;故这时,蜡烛置在 e 点,放大镜就是利用这一点制成的;
(4)根据凸透镜的成像规律,经过焦点的光线经凸透镜折射后必与主光轴平行;所以,调节灯泡,当灯泡的灯线处在凸透镜的焦点位置时,从细缝中射出的光才会是平行光.故答案为:(1)C;(2)c;幻灯(投影);(3)e;放大镜;(4)焦点.
【点评】有关凸透镜成像的规律是光学中的难点,要掌握成像的规律及其应用.
31.(2015 秋•大同期末)洋洋同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中,选用了焦距未知的凸透镜.
(1)将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏, 直到光屏上出现一个最小最亮的光点 ,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 10 cm.
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致在 同一高度 上,为实验探究做好准备.
(3)如图乙所示,保持光屏和凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移动到 20cm 刻度处,为了在光屏上再次得到清晰的像,应向 右 (填“左”或“右”)调节光屏.如不移动光屏则应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的 凸透镜 (填光学元件名称). 远视 (填“近视”或“远视”)眼就是利用这种透镜矫正的.(4)在图乙基础上,将点燃的蜡烛移到标尺 35cm 处,然后前后移动光屏找到清晰的像.生活中 投影仪或幻灯机 就是利用这一成像原理来工作的.再将蜡烛向靠近透镜方向移动 1cm,则所成像的大小会 变大(填“变大”、“变小”或“不变”).
(5)若保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到距凸透镜 5cm 处时,前后移动光屏,在光屏上 不能 (填“能”或“不能”)得到蜡烛的像,此时凸透镜成 虚 (填“实”或“虚”)像.若想看到此像,观察方法应是从凸透镜右侧透过透镜观察 .
(6)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,结果D.
A.没有影响B.不能成像
C.成一半的像D.仍能成完整的像,但亮度变暗.
【考点】凸透镜成像规律及其探究实验.
【专题】实验题;简答题;探究型实验综合题.
【分析】(1)焦点到凸透镜的距离叫做焦距;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度,能使像成在光屏的中央;
(3)当 u>2f 时,成倒立缩小的实像;凸透镜对光有会聚作用;
(4)当 2f>u>f 时,成倒立放大的实像;物距变小,像距变大;
(5)u<f,成正立、放大的虚像;
(6)物体由无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像.所以遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像.
【解答】解:(1)用平行光作光源,平行光线经凸透镜后会聚到一点,移动光屏,直到光屏上出现一个最小最亮的光点便是凸透镜的焦点,所以焦距为 60cm﹣50cm=10cm;
(2)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心.(3)在图乙所示情况下,保持光屏和凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移动到 20cm 刻度处,物距变小,像距变大,成像于光屏后,应向右调节光屏.若不移动光屏,为了使光屏上可成像,由于凸透镜对光有会聚作用,应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的凸透镜,才能在光屏上再次得到清晰的像;远视眼就是利用这种透镜矫正的;
(4)若保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到标尺 35cm 处,此时物距为 u=50cm﹣35cm=15cm,处于蜡烛位于 1 倍焦距和 2 倍焦距之间,所以成倒立放大的实像;投影仪或幻灯机利用此原理制成的;再将蜡烛向靠近透镜方向移动 1cm,则物距变小,像距和所成像的大小会变大;
(5)若将蜡烛移到距凸透镜 5cm 处时,此时 u<f,成正立、放大的虚像,在光屏上不能得到蜡烛的像;若想看到此像,观察方法应是从凸透镜右侧透过透镜观察;
(6)遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,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.
故答案为:(1)直到光屏上出现一个最小最亮的光点;10; (2)同一高度;(3)右;凸透镜;远视;(4)投影仪或幻灯机、变大;(5)不能;虚;从凸透镜右侧透过透镜观察;(6)D.
【点评】凸透镜成像的规律涉及四个方面的内容:物距与焦距的关系;成像性质;像距与焦距的关系;应用.只要告诉这四个方面中的一个,就可以确定其余的三个方面.
要确定凸透镜的成像性质,只要知道:物距与焦距的关系、凸透镜成像的应用、像距与焦距的关系这三个方面中的一个即可.
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