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专题05 透镜及其应用——【全国通用】2020-2022三年中考物理真题分类汇编(原卷版+解析版)
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专题05 透镜及其应用
【2022年】
一、多选题
1.(2022·河北)小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,分别测出物距u和像距v,实验数据如下表。下列说法正确的是( )
实验次数
1
2
3
4
5
物距u/cm
60
30
20
15
12
像距v/cm
12
15
20
30
60
A.该凸透镜的焦距为20cm
B.从第1次实验到第5次实验,成在光屏上的像越来越大
C.当u=45cm时,移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
D.第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,则眼镜片对光起会聚作用
【答案】BC
【解析】
A.由第3次实验数据可知,u=v=2f=20cm时,成等大的像,所以焦距为10cm,故A错误;
B.从第1次实验到第5次实验,物距都大于1倍焦距,成实像,且物距减小,根据凸透镜的成像规律“成实像时,物近像远像变大”可知,光屏上的像越来越大,故B正确;
C.当u=45cm时,大于20cm,即大于2f,所以移动光屏,可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像,故C正确;
D.第5次实验后,在贴近凸透镜左侧放一眼镜片,向右移动光屏,能在光屏上成清晰的像,说明放上眼镜片后,像距变大,说明眼镜片对光有发散作用,故D错误。
故选BC。
2.(2022·天津)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像。下列说法正确的是( )
A.投影仪应用了该次实验的成像规律
B.照相机应用了该次实验的成像规律
C.要在光屏上得到更大的清晰像,需将蜡烛靠近透镜,光屏远离透镜
D.要在光屏上得到更大的清晰像,需将蜡烛靠近透镜,光屏靠近透镜
【答案】BC
【解析】
AB.由图中可知,此时物距大于像距,故由凸透镜的成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,故照相机应用了该次实验的成像规律,故A错误,B正确;
CD.要在光屏上得到更大的清晰像,则由“物近像远像变大”可知,应减小物距,增大像距,即需将蜡烛靠近透镜,光屏远离透镜,故C正确,D错误。
故选BC。
二、单选题
3.(2022·上海)已知在某物体透过凸透镜在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像,若将物体移动到距离凸透镜30厘米处,则此时成( )
A.放大的虚像 B.正立的虚像 C.放大的实像 D.缩小的实像
【答案】D
【解析】
在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像,则像距大于二倍焦距,即
25cm>2f
可得
f<12.5cm
将物体移动到距离凸透镜30厘米处,此时物距30cm,则
u=30cm>2f
所以成倒立缩小的实像。
故选D。
4.(2022·北京)小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是( )
A.“关灯”两字放大的像是实像
B.提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上
C.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm
D.提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm
【答案】C
【解析】
由图可知,像是正立的,所以成正立放大的虚像,由凸透镜成像规律可知,当物距小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,由于该凸透镜焦距为10cm,所以提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm,故ABD错误,C正确。
故选C。
5.(2022·海南)下列物品利用光的反射规律成像的是( )
A. 显微镜B.照相机C.老花镜 D.“拐弯镜”
【答案】D
【解析】
A.显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,显微镜的原理是:先通过物镜使物体成一倒立、放大的实像,然后再通过目镜把这个实像再次放大,利用光的折射规律成像,故A不符合题意;
B.物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,应用是照相机,利用光的折射规律成像,故B不符合题意;
C.老花镜即凸透镜,物距小于1倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,利用光的折射规律成像,故C不符合题意;
D .“拐弯镜”即凸面镜,利用光的反射规律成像,可扩大视野范围,故D符合题意。
故选D。
6.(2022·山西)如图所示,是创新小组的同学们自制的照相机。在较暗的教室内,让凸透镜对着明亮的室外,拉动纸筒,在半透明膜上可看到室外实验楼清晰的像,若想在半透明膜上成实验楼更大清晰的像,下列做法正确的是( )
A.相机向前移,纸筒向前伸 B.相机向后移,纸筒向后缩
C.相机不移动,纸筒向后缩 D.相机和纸筒的位置均不变
【答案】A
【解析】
A.相机向前移,物距减小,根据凸透镜成像规律可知,像距会变大,像也变大,所以纸筒向前伸来增大像距,则可在半透明膜上成更大的清晰的像,故A正确;
B.相机向后移,物距增大,根据凸透镜成像规律可知,像将变小,故B错误;
C.相机不移动,物距不变,所像距也不会变,所以纸筒向后缩不能得到更大清晰的像,故C错误;
D.相机和纸筒的位置均不变,像的大小不会发生变化,故D错误。
故选A。
7.(2022·河南)小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器,如图所示。盒底上放标本,盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜,为了在盒盖上方附近,通过凸透镜观察到标本正立、放大的像,凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是( )
A.f=5cm h=10cm B.f=10cm h=12cm
C.f=5cm h=12cm D.f=10cm h=6cm
【答案】D
【解析】
ABCD.盒盖处安装凸透镜,盒底处有昆虫标本,要使凸透镜作放大镜使用时,物距必须小于焦距,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
8.(2022·上海)把放大镜正对太阳光,可在距放大镜10cm处得到一个最小最亮的光斑;若用此放大镜来放大观察邮票上的细小部分,则邮票到透镜的距离应该( )
A.小于10cm B.等于10cm
C.在10cm到20cm之间 D.大于20cm
【答案】A
【解析】
凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在焦点,并且焦点到光心的距离为焦距,因此透镜的焦距为
若用此放大镜来放大观察邮票上的细小部分,物距应小于焦距时,所成像是正立放大的虚像,则邮票到透镜的距离应该小于焦距f,即
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.(2022·湖北黄冈)2022年5月10日,在蔚蓝地球的映衬下,我国发射的天舟四号货运飞船成功对接空间站天和核心舱。如图所示是对接过程中核心舱上摄像机拍摄的照片。下列说法正确的是( )
A.核心舱摄像机的镜头相当于凸透镜
B.光通过摄像机的镜头都是沿直线传播
C.地球通过核心舱上摄像机的镜头成虚像
D.天舟四号靠近核心舱时,它在核心舱摄像机上成的像逐渐变小
【答案】A
【解析】
A.生活中的照相机、摄像机、投影仪等仪器的镜头都是凸透镜,故A正确;
B.光通过摄像机镜头后会发生折射现象;故B错误;
C.地球与核心舱的距离很远,远远的大于凸透镜的一倍焦距,所以所成的像一定是实像,故C错误;
D.根据透镜成像物近像远向边大的规律可知,天舟四号靠近核心舱时,它在核心舱摄像机上成的像逐渐变大,故D错误。
故选D。
10.(2022·安徽)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30cm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
【答案】A
【解析】
把凸透镜正对着太阳,太阳光是平行光,且平行于主光轴,在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑,这个光斑就是凸透镜的焦点,所以该凸透镜的焦距是f=10cm。将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处,此时物距u>2f,根据凸透镜成像规律可知,可以在另一侧的光屏上得到烛焰倒立、缩小的实像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
三、作图题
11.(2022·重庆)如图,请在答图中画出入射光线经过凸透镜折射后的光线。
【答案】
【解析】
过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出,如下图所示:
12.(2022·重庆)请在图中画出平行于主光轴的光线经凸透镜折射后的光线_______.
【答案】见解析
【解析】
根据凸透镜焦点的定义可知,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线会经过焦点,据此画出折射光线,如图:
点睛:涉及凸透镜或凹透镜的光路作图,应牢记凸透镜和凹透镜的三条特殊光线,在画图中灵活运用,像这一类的作图即可迎刃而解.
四、实验题
13.(2022·湖北武汉)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰______(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)______就是根据该原理工作的;
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15cm刻度线处,应该向______(填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像;
(3)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处,再将点燃的婚烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是______(填“0”“1”“2”或“3”)。
【答案】 放大 投影仪 左 0
【解析】
(1)[1][2]如图,物距为12.0cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,成的是倒立的放大的实像;投影仪就是利用这一原理制成的,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,像距在两倍焦距开外,成的倒立的放大的实像。
(2)[3]保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15.0cm刻度线处,物距变大,则像距变小,光屏需要向左移动。
(3)[4]将凸透镜乙和光屏分别固定在70.0cm和85.0cm刻度线处,则像距为
像距小于焦距,而此题若点燃的蜡烛从15.0cm刻度线处缓慢地向右移动到50.0cm刻度线处,物距始终大于两倍焦距,若光屏能承接到像,则说明成的是实像,当物距大于两倍的焦距时,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,才能够承接到像,而此时像距为15.0cm,小于一倍的焦距,故无法承接到像,故在光屏上得到烛焰清晰像的次数是0。
14.(2022·陕西)如图-1所示,人眼的功能类似于照相机,学习了凸透镜成像规律后,小明对人眼和照相机如何成清晰的像,进行了进一步研究;
(1)人眼结构中,视网膜到晶状体的距离不变,相当于“探究凸透镜成像规律”实验中,___________到凸透镜的距离不变,能否看清远近不同的物体,可能与晶状体的焦距有关,使用变焦照相机拍照,能否得到清晰的像,可能同时与焦距和像距有关,于是他用图-2装置进行探究;
(2)实验前,调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,是为了使像呈现在___________;
(3)实验主要步骤:①保持光屏到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节“F”光源到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、物距和像的高度;
②保持___________到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、像距和像的高度;
(4)实验数据如下表所示:物体的高度H=5.0cm
实验序号
物距
像距
焦距
像的高度
1
17.1
15.0
8.0
4.4
2
30.0
15.0
10.0
2.5
3
60.0
15.0
12.0
1.3
4
25.0
11.8
8.0
2.4
5
25.0
16.7
10.0
3.3
6
25.0
23.1
12.0
4.6
①分析___________三组数据可知:当像距不变时,物距变大,要成清晰的像,凸透镜焦距要变大;
②分析4、5、6三组数据可知:当物距不变时,凸透镜焦距越___________,像距越大,像也越大;
根据以上探究可知:人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的;用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时,是通过同时调节焦距和像距,使物体成大小不同的清晰的像;
(5)实验结束后,小明和同学们进行了如下交流:
①人长时间看近处物体,眼睛容易疲劳。学习较长时间后,建议同学们适当远眺,使睫状体放松,晶状体变___________(选填“厚”或“薄”),焦距变大,舒缓眼疲劳,保护眼睛;
②用变焦相机拍完西安钟楼的全景后,要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些,应该把照相机的镜头___________(选填“向前伸”或“往后缩”)同时增大焦距。
【答案】 光屏 光屏中央 “F”光源 1、2、3 大(或长) 薄 向前伸
【解析】
(1)[1]在人眼结构中,外界事物透过晶状体最终成像在视网膜上,视网膜相当于凸透镜成像规律中的光屏,故视网膜到晶状体的距离不变,相当于光屏到凸透镜的距离不变。
(2)[2]实验前,调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,是为了使像最终能够在光屏的中央显现。
(3)[3]保持“F”光源到凸透镜的距离不变,保持物距不变,换上不同焦距的凸透镜,直到光屏上成清晰的像,可以探究焦距与像距之间的关系。
(4)[4]要得出“当像距不变时,物距变大,要成清晰的像,凸透镜焦距要变大。”的结论,需要控制像距保持不变,改变物距,故选1、2、3组数据。
[5]分析4、5、6三组数据可知,物距保持不变,透镜的焦距逐渐增大,发现像距也在逐渐增大,且像的高度也在逐渐增大,故当物距不变时,凸透镜焦距越大,像距越大,像也越大。
(5)[6]人长时间看近处物体,晶状体收缩变厚,对光的偏折能力变大,眼睛的焦距变小,远眺时,使睫状体放松,晶状体变薄,对光的偏折能力变小,眼睛的焦距变大,远处物体射来的光刚好聚在视网膜上,可以看清远处的事物,可以起到舒缓眼疲劳,保护眼睛的作用。
[7]拍完西安钟楼的全景后,需要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些,则物距保持不变,像变大,分析表格数据可知,此时焦距变大,故把照相机的镜头像前伸。
五、填空题
15.(2022·广东)如图所示,电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰___________立的实像。利用这一成像规律可制成___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),若保持蜡烛和光屏的位置不变,仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比应___________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 倒 照相机 不变
【解析】
[1][2]由图可知,物距大于像距,即电子蜡烛位于凸透镜的二倍焦距之外,凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机的成像原理与之相同。
[3]凸透镜成像性质是由物距所决定的,实验中保持蜡烛和光屏的位置不变,仅更换焦距相同、尺寸更大的凸透镜,相当于物距大小不变,此时光屏上所成像的大小不变。
16.(2022·山西)如图所示,西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成___________镜,若要“火生”应把“艾”放在镜的___________位置。
【答案】 凸透 焦点
【解析】
[1]削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生,将冰削圆,对着太阳能生火,说明削成的圆冰对火有会聚作用,所以是冰块制成凸透镜。
[2]太阳光都会会聚到凸透镜的焦点位置,要快速生火,需把“艾”放在镜的焦点位置。
17.(2022·四川成都)眼睛成像情况与___________成像情况相同(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),青少年如果不注意用眼卫生,容易患上近视,近视眼用凹透镜来矫正,这是利用了凹透镜对光___________的作用。
【答案】 照相机 发散
【解析】
[1]眼睛成像时,物距远大于眼睛的二倍焦距,所成的像为倒立、缩小的实像,故可知其成像情况与照相机成像情况相同。
[2]近视眼是由于晶状体变厚,对光的偏折能力增强,使得光线在视网膜之前会聚,故矫正近视眼需要使光线推迟会聚,利用凹透镜来矫正近视眼是利用了凹透镜对光有发散作用,可以使光线推迟会聚。
【2021年】
一、多选题
1.(2021·天津)在时究凸透镜成像规律时,将焦距为10cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上(如图),在光屏上得到了烛焰清晰的像(图中光屏未画出)。下列说法正确的是( )
A.光屏上所成的是倒立、缩小的实像 B.光屏上所成的是倒立、放大的实像
C.光屏一定位于60~70cm刻度之间 D.光屏一定位于70~90cm刻度之间
【答案】AC
【解析】
AB.由题意知,凸透镜的焦距为10cm,由图可知物距为
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
因为物距u>2f,在光屏上呈现倒立缩小的实像,故B错误,A正确;
C.因为物距u>2f,根据凸透镜成像的规律,像距大于1倍焦距,小于2倍焦距,即
10cm<v<20cm
所以,光屏一定位于60~70cm刻度之间,故D错误,C正确。
故选AC。
2.(2021·辽宁)汽车电子后视镜通过摄像头成像,将车侧后方路况呈现在显示屏上,如图所示。下列说法正确的是( )
A.摄像头成的是正立、缩小的虚像
B.当侧后方车靠近摄像头时,显示屏上车的像变大
C.屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成
D.普通后视镜与电子后视镜成像原理相同
【答案】BC
【解析】
A.摄像头成的是倒立、缩小的实像,故A错误;
B.凸透镜成实像时,物近像远像变大,当侧后方车靠近摄像头时,物距减小,显示屏上车的像变大,故B正确;
C.光的三原色是红、绿、蓝,屏上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成,故C正确;
D.普通后视镜是光的反射形成的,电子后视镜成像是凸透镜成像,光的折射形成的,故D错误。
故选BC。
二、单选题
3.(2021·重庆)如图所示现象中,由于光的反射形成的是( )
A.林间光束B.水中倒影C.铅笔“折断” D.瓢虫“变大”
【答案】B
【解析】
A.林间光束是由光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.平静的水面相当于平面镜,水中倒影是平面镜成像现象,故属于光的反射,故B符合题意;
C.铅笔在水面“折断”是由于光从水中通过空气进入人的眼睛时,光线的传播方向发生改变而形成的虚像,故属于光的折射现象,故C不符合题意;
D.瓢虫“变大”属于凸透镜成像,是光的折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
4.(2021·江西)小明同学在探究凸透镜成像规律时,把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置,移动光具座上的光屏得到一清晰像(光屏未画出),则该透镜的焦距可能是( )
A.10cm B.20cm C.30cm D.40cm
【答案】A
【解析】
蜡烛在光屏上成的像是实像。当物体距凸透镜大于凸透镜一倍焦距时,即可通过凸透镜成实像。此时,蜡烛与凸透镜的距离为30cm,所以,此实验中,凸透镜的焦距是小于30cm的,10cm、20cm都是有可能的。若其焦距为10cm,此时物距大于二倍焦距,则像距小于二倍焦距且大于一倍焦距,即光屏位置在标尺的70~80cm刻度线之间;若其焦距为20cm,此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,则像成在二倍焦距以外,即像与透镜的距离大于40cm。但透镜到光具座右端的距离只有40cm,此时像成在光具座右端以外了。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2021·上海)凸透镜成像,焦距是 10 厘米,蜡烛和凸透镜之间的距离是 35 厘米,能成像的性质是( )
A.放大实像 B.放大虚像 C.等大实像 D.缩小实像
【答案】D
【解析】
凸透镜焦距是 10 厘米,蜡烛和凸透镜之间的距离是 35 厘米,物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像。
故选D。
6.(2021·河南)图为投影式电子白板,它利用投影机将画面投影到屏幕上,投影机的镜头相当于一个凸透镜,下列说法正确的是( )
A.投影机的镜头与近视眼镜为同一种透镜
B.光经投影机的镜头成像利用的是光的折射
C.画面经投影机镜头成的是正立放大的虚像
D.屏幕上的丰富色彩由红、白、蓝三种色光混合而成
【答案】B
【解析】
A.投影机的镜头是凸透镜,与近视眼镜是发散透镜,即凹透镜,故是不同的透镜,故A错误;
B.光经投影机的镜头成像利用的是光的折射,光经过透镜发生折射,故B正确;
C.画面经投影机镜头成的是倒立的放大的实像,故C错误;
D.屏幕上的丰富色彩由红、绿、蓝三种色光混合而成,故D错误。
故选B。
三、作图题
7.(2021·辽宁)如图所示,S′是点光源S在平面镜中所成的像,S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求:(1)画出点光源S;(2)补充入射光线;(3)画出反射光线经过凸透镜的折射光线。
【答案】
【解析】
通过平面镜作出S′的对称点S,即为光源S的位置,连接S与反射光线和平面镜交点E,则SE即为反射光线EF的入射光线;由图可知,光线EF过凸透镜左侧焦点F,则该光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出,如图所示
四、实验题
8.(2021·重庆)(1)在探究凸透镜成像的规律时:
①调节凸透镜、光屏、烛焰的中心处于___________(选填“相同”或“不同”)高度。
②如图所示,测出了凸透镜的焦距;若凸透镜不动,把蜡烛移到光具座15cm刻度处,调节光屏,在光屏上会成倒立、___________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像,生活中的___________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)是用这一原理制成的。
(2)在探究物质熔化特点时,得到图甲物质温度随时间变化的图像,由图像可知该物质属于___________(选填“晶体”或“非晶体”),图中A点的温度如图乙温度计所示,读数为___________℃,熔化过程需___________(选填“吸热”或“放热”)。
【答案】 相同 放大 投影仪 晶体 39 吸热
【解析】
(1)①[1]实验前要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在同一高度,其目的是使像能成在光屏的中央。
②[2][3]由图可知凸透镜的焦距为
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
凸透镜不动,把蜡烛移到光具座15cm刻度处,物距为15cm,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,在光屏上会成倒立、放大的清晰实像,投影仪应用此原理制成的。
(2)[4]由图甲可知,物质熔化过程中,温度不变,属于晶体。
[5]图中A点的温度如图乙温度计所示,温度计的分度值是1℃,温度计的示数是39℃。
[6]固体熔化时需要吸收热量。
9.(2021·湖南长沙)小伟让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜,观察到光通过透镜后会聚在光屏的点F上(如图甲),这个点离凸透镜光心的距离为10.0cm,小伟想用光路图记录这一现象,请帮他在甲图中把光路图补充完整______;小伟在图乙所示的实验装置中探究凸透镜的成像规律,他把这个凸透镜固定在零刻度线的位置不动,蜡烛放在如图乙所示的位置,移动光屏可得到一个清晰倒立、______的实像,他把蜡烛沿主光轴向左移动一段距离后,应把光屏向______移动,光屏上才会再次出现一个清晰的像。
【答案】 缩小 左
【解析】
[1]平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜,观察到光通过透镜后会聚在光屏的点F上(如图甲),这个点离凸透镜光心的距离为10.0cm,凸透镜的焦距为f=10cm,如图
[2] 蜡烛放在如图乙所示的位置时,物距为30cm,蜡烛位于二倍焦距以外,移动光屏可得到一个清晰倒立、缩小的实像,像在一倍焦距和二倍焦距之间。
[3] 把蜡烛沿主光轴向左移动一段距离后,增大了物距,物距增大相距减小,故应把光屏向左移动适当距离,光屏上才会再次出现一个清晰的像,此时像会更小。
10.(2021·江苏)小明用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)图中光屏上恰好成一清晰的像,该像的性质是倒立、______的实像。
(2)图中只移动蜡烛和光屏,可以模拟照相机成像原理的操作是______(填字母)。
A.都左移 B.都右移
C.蜡烛左移,光屏右移 D.蜡烛右移,光屏左移
(3)完成实验后,他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置,发现光屏上的像由清晰变模糊,向左移动光屏又发现清晰的像,说明该透镜对光有______作用,可以矫正的视力缺陷是______。
【答案】 等大 A 会聚 远视眼
【解析】
(1)[1]由图可知,蜡烛到凸透镜的距离为
光屏到凸透镜的距离
物距等于像距时,等于两倍焦距,即,成倒立、等大的实像,凸透镜的焦距
(2)[2]模拟照相机成像原理,u>2f,f
(3)[3]他将另一透镜放在图中45cm刻度线位置,发现光屏上的像由清晰变模糊,向左移动光屏又发现清晰的像,说明成像在原来光屏的前方,该透镜对光有会聚作用,是凸透镜。
[4]远视眼是成像在视网膜的后方,需要使用对光有会聚作用的透镜,使像成在视网膜上,故凸透镜可以矫正远视眼。
11.(2021·湖北武汉)某同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。
(1)用焦距为10cm的凸透镜进行实验,蜡烛和凸透镜放置在如图甲所示的位置,将光屏移动到图示位置时,光屏上得到烛焰清晰的、______、______立的实像;
(2)保持凸透镜和光屏的位置不变,换用焦距为20cm的凸透镜继续实验,下列说法正确的是______(填序号);
①向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
②向左移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
③向右移动蜡烛,可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
④无论怎样移动蜡烛,在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
(3)如图乙所示,F表示凸透镜的焦点,S表示烛焰,S′表示S经凸透镜所成的像,请在图乙中画出入射光线SA经过凸透镜之后的光线。______
【答案】 缩小 倒 ④
【解析】
(1)[1][2]如图所示,物距大于像距,所以蜡烛经凸透镜成的是倒立、缩小的实像。
(2)[3]由上一小题可知,蜡烛经凸透镜成的是倒立、缩小的实像,则像距在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,即光屏与凸透镜之间的距离大于10cm小于20cm。如果保持凸透镜和光屏的位置不变,换用焦距为20cm的凸透镜继续实验,则光屏处于新凸透镜的一倍焦距以内,所以,无论怎样移动蜡烛,在光屏上都得不到烛焰的清晰的像。
(3)[4]由图可知,像和物体都处于主光轴上方,所以像是虚像;像是物体发出的光线经凸透镜折射后,折射光线的反向延长线会聚而成的,连接S’S并延长,与主光轴的交点O即为光心,由此确定凸透镜的位置;延长光线SA,与凸透镜的交点即为该光线的入射点,将像点S’与入射点相连并延长,即为经凸透镜后的折射光线,作图如下:
12.(2021·山西)在探究“凸透镜成像的规律”实验中:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在______。
(2)将蜡烛和光屏移动到如图甲所示的位置时,光屏上出现了烛焰倒立、等大的实像,此凸透镜的焦距为______cm。
(3)改变蜡烛位置,移动光屏到如图乙所示的位置时,光屏上恰好得到一个清晰的像,生活中的______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动到10cm处,为了在光屏上得到清晰的像,应把光屏向_____(选填“左”或“右”)移动。
【答案】 同一高度 10 照相机 左
【解析】
(1)[1]实验中,过光心传播方向不变,三者中心大致在同一高度,可以使实验过程中像在光屏中央。
(2)[2]成倒立等大实像时,像距等于物距,都为2倍焦距,所以2f=20cm,f=10cm。
(3)[3][4]在光屏上成像时物距满足大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,对应照相机的原理;蜡烛向左移时,物远像近像变小,像向左移动,所以应向左移动光屏。
13.(2021·福建)在“探究凸透镜成像规律实验”中:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______;
(2)如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动透镜到______cm 刻度处,光屏上可再次成清晰______、倒立的实像;
(3)实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______;(填序号)
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
(4)实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
【答案】 同一高度 55 缩小 ② 发散 近
【解析】
(1)[1]为了是蜡烛的像呈现在光屏的中央,应该将点燃蜡烛,调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度。
(2)[2]如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,
u1=v2=40.0cm-25.0cm=15.0cm
v1=u2=70.0cm-40.0cm=30.0cm
保持蜡烛和光屏的位置不变,移动透镜到刻度尺上的刻度为
70.0cm-15.0cm=55.0cm
[3]如图甲所示,光屏上呈现的是倒立、放大的实像,根据光路的可逆性,光屏上可再次成清晰缩小、倒立的实像。
(3)[4]实验一段时间后,蜡烛燃烧变短,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,要让像重新回到光屏中心,可将蜡烛上调、将光屏上调或将透镜下调,故①③不符合题意,②符合题意。
故选②。
(4)[5][6]实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像,说明此时像呈现在原来位置的前侧,与近视眼类似。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜,光屏上也能成清晰的像。说明凹透镜对光线具有发散作用。
14.(2021·河北)小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。
(1)实验时,使___________在同一水平高度。
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏在图所示位置时,光屏上出现了等大清晰的像,此凸透镜的焦距为_______cm。
(3)保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像,接下来的操作是_______。
(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45cm处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像,小明观察像的方法是_______。
【答案】 蜡烛烛焰、凸透镜光心、光屏中心 10.0 将蜡烛和光屏均向左移动合适的距离 在凸透镜右侧合适位置直接观察
【解析】
(1)[1]实验时,为了使像成在光屏的中央,蜡烛烛焰、凸透镜光心、光屏中心应该在同一高度上。
(2)[2]根据凸透镜成像规律可知,当物体在二倍焦距时,物体和像等大,所以此时
则该凸透镜的焦距为10.0cm。
(3)[3]根据凸透镜成像规律可知,当像为倒立缩小实像时,物体在二倍焦距之外,所以需要将蜡烛向左移动,根据“物远像近像变小”可知,光屏也应该向左移动。
(4)[4]保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45cm处,此时蜡烛在一倍焦距以内,成虚像,光屏上观察不到像,需要在凸透镜右侧合适位置通过透镜直接观察。
15.(2021·辽宁)学习小组“探究凸透镜成像的规律”,进行了如下操作:
(1)安装好器材后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们三者中心在______;
(2)实验时,将凸透镜放置在光具座50cm刻度处,烛和光屏移动到如图所示的位置时,光屏上得到烛焰清晰的像,保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜移动到光具座_____cm刻度处,光屏上再次出现烛焰______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的清晰的像,生活中_______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个原理制成的;
(3)将一个凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像变得模糊了,向_______(选填“左”或“右”)移动光屏,像又变得清晰了,用这种方法可以矫正_______(选填“近视”或“远视”);
(4)实验中蜡烛燃烧变短,烛焰的像离开了光屏的中央,将凸透镜向_______移动,烛焰的像就可以重新回到光屏的中央。
【答案】 同一高度 65 缩小 照相机 右 近视 下
【解析】
(1)[1]在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,为了使像呈现在光屏的中央,应该调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们三者中心在同一高度上。
(2)[2][3][4]由图可知,蜡烛在35.0cm刻度尺,凸透镜在50.0cm刻度尺,光屏在80.0cm刻度尺,此时物距为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
像距为
80.0cm-50.0cm=30.0cm
此时光屏上得到的是倒立放大的实像;根据折射中光路可逆的特点,可将物距、像距交换,即将凸透镜移动到光具座65.0cm处,让物距增大为30.0cm,此时光屏上将出现倒立、缩小的实像,生活中照相机是利用这一原理制成的。
(3)[5][6]将一个凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于凹透镜具有发散作用,这是折射光线会延迟会聚,即像距增大,导致光屏上的像变得模糊了,要想光屏上的像重新变得清晰,应该将光屏向右移;近视眼可以用这一方法进行矫正。
(4)[7]蜡烛燃烧变短,根据光线经过透镜中心传播方向不变,可知烛焰的像会偏高,为了使像呈现在光屏的中央,此时应该将凸透镜向下调节。
五、填空题
16.(2021·安徽)如图,L表示凸透镜,MN为主光轴。O为光心,F为焦点。从S点发出两条光线,一条经过光心,另一条平行于主光轴,请在图中画出它们经凸透镜后的出射光线______。
【答案】
【解析】
通过光心后传播方向不变,故将SO延长,并标上向下的箭头,平行于主光轴后,过焦点,故将折射点与焦点用实线连接,并标上向下的箭头,故如下图所示:
。
17.(2021·江西)如图所示是南昌海昏侯博物馆“刘充国印”的展台,透过上方镜能看到放大的印章,这属于光的___________现象;通过下方镜能看到印章底部的字,这属于光的___________现象。
【答案】 折射 反射
【解析】
[1]光通过透镜时,由空气进入玻璃、再进入空气。光由一种物质进入另外一种物质时,会发生折射。
[2]印章底部反射出来的光射到下方镜面上时,发生反射,进入人的眼中,人才能看见印章的底部。
18.(2021·辽宁)在探究凸透镜成像规律的实验中,向水透镜内注入适量的水,调节蜡烛、光屏的位置如图所示,发现光屏上得到一个倒立的、______的实像。保持蜡烛位置不动,向水透镜内继续注水,将光屏向靠近水透镜的方移动,又得到烛焰清晰的像。这一过程模拟了______(选填“近视眼”或“远视眼”)的形成。
【答案】 缩小 近视眼
【解析】
[1]如图所示,调节蜡烛、光屏的位置,此时物距大于像距,光屏上得到一个倒立的、缩小的实像。
[2]保持蜡烛位置不动,向水透镜内继续注水,水透镜变厚,对光的偏折能力强,成像在原来光屏的前方,将光屏向靠近水透镜的方移动,又得到烛焰清晰的像,近视眼就是晶状体太厚,对光的偏折能力强,成像在视网膜的前方,这一过程模拟了近视眼的形成。
【2020年】
一、多选题
1.(2020·天津)在探究凸透镜成像规律的实验中,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处时,在透镜另一侧距透镜15cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.光屏上成倒立、缩小的实像
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
【答案】BC
【解析】
据题意知,此次实验所成的像能用光屏来承接,所成的像应是倒立、实像,而且像距小于物距,那么所成的像是缩小的,这个是照相机成像所应用的规律,故BC正确,AD错误。
故选BC。
二、单选题
2.(2020·安徽)图a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是
A.甲→乙→丙→丁
B.乙一丙一甲一丁
C.乙一丁→甲一丙
D.丙→甲→乙→丁
【答案】C
【解析】
凸透镜先贴着刻度尺,此时物距小于凸透镜的一倍焦距时成的是正立、放大的虚像,看到的是乙图;接下来凸透镜逐渐远离刻度尺,物距增大,当增大到等于凸透镜的一倍焦距时,不成像;继续远离刻度尺,当物距大于一倍焦距且小于两倍焦距时,成倒立、放大的实像,此时看到的是丁图;继续远离至物距等于凸透镜的两倍焦距时,成倒立、等大的实像,此时看到的是甲图;凸透镜继续远离至大于凸透镜的两倍焦距时,成倒立、缩小的实像,此时看到的是丙图。故ABD错误,C正确。
故选C。
3.(2020·福建)小明只能看清近处的物体,而看不清远处的物体,来自远处某点的光会聚在他的视网膜前。那么( )
A.他可能患上近视眼,需用凸透镜矫正 B.他可能患上近视眼,需用凹透镜矫正
C.他可能患上远视眼,需用凸透镜矫正 D.他可能患上远视眼,需用凹透镜矫正
【答案】B
【解析】
小明只能看清近处的物体,而看不清远处的物体,来自远处某点的光会聚在他的视网膜前,说明小明的晶状体折光能力太强,因此他患上的是近视眼,近视眼需要用发散透镜进行矫正,即需用凹透镜矫正。
故选B。
4.(2020·北京)如图所示的光现象中由于光的反射形成的是( )
A.桥在水中形成的倒影B. 日晷上呈现针的影子
C. 透过放大镜看到放大的字D. 人透过水球所成的像
【答案】A
【解析】
A.桥在水中形成的倒影,属于平面镜成像,是光的反射形成的,故A符合题意;
B.日晷面上呈现晷针的影子是由光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.透过放大镜看到放大的字,属于凸透镜成像,是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.水球相当于凸透镜,人透过水球成的像,是光的折射形成的,故D不符合题意。
故选A。
5.(2020·湖北武汉)全国多地在欢迎援鄂抗疫英雄凯旋时举行了“飞机过水门”的最高礼仪。某次仪式中,摄影师拍摄了如图所示的照片,他所用的照相机的镜头相当于一个凸透镜,像成在照相机的底片上,下列说法正确的是
A.所成的像是缩小的实像 B.所成的像是缩小的虚像
C.所成的像是放大的实像 D.所成的像是放大的虚像
【答案】A
【解析】
照相机的镜头相当于一个凸透镜,此时飞机很远,物距大于二倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像,A正确,BCD错误。故选A。
6.(2020·湖北黄冈)在研究水和食用油吸热能力的实验中,为了让全班同学都能看清讲台上温度计的示数,老师用手机对着温度计摄像(如图),并通过调节好的投影仪,将温度计示数投影到大屏幕上,但发现大屏幕上的温度计示数比较暗淡。下列分析正确的是
A.用手电筒照亮温度计示数可使大屏幕上的示数明亮
B.用手电筒照亮大屏幕可使大屏幕上的示数明亮
C.温度计的示数在大屏幕上成缩小的实像
D.温度计的示数在大屏幕上成放大的虚像
【答案】A
【解析】
A.用手电筒照亮温度计示数可使温度计反射进入投影仪的光更多,使大屏幕上的示数更明亮,故A项正确;
B.用手电筒照亮大屏幕不能使大屏幕上的示数明亮,故B项错误;
CD.温度计的示数在大屏幕上成放大的实像,故CD项错误。
故选A。
7.(2020·广东深圳)2020年6月21日上演了日环食的重磅天象。下列与“影”相关现象所涉及的原理和日环食形成原理相同的是( )
A.手影B.水中倒影C.幻灯机投影 D.杯弓蛇影
【答案】A
【解析】
日环食是由于光的直线传播形成的。
A.手影是光沿直线传播时被手挡住形成的,故A符合题意;
B.水中倒影是岸上的物体的光经水面反射后形成的,即平面镜成像,故B不符合题意;
C.幻灯机投影,利用的是凸透镜成像,属于光的折射,故C不符合题意;
D.杯弓蛇影是弓的光经过水面的反射进入人的眼中,人才能看到,所以说是由于光的反射形成的,故D不符合题意。
故选A。
8.(2020·河北)在探究凸透镜成像的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛和光屏都向右移动,光屏上可成清晰的像,该成像规律应用在照相机上
C.在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片,只向左移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像,该镜片对光起发散作用
D.用f=15cm的凸透镜替换图中透镜,只向右移动光屏,可在光屏上成清晰的像
【答案】D
【解析】
A.由图可知,物距等于像距,则光屏上得到一个清晰等大的实像,则有
解得
故A错误;
B.将蜡烛和光屏都向右移动,光屏上可成清晰的像,物体处于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,投影仪就是利用该原理制成的,故B错误;
C.贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片,只向左移动光屏,说明透镜对光线有会聚作用,在光屏上成清晰缩小的像,故C错误;
D.用f=15cm的凸透镜替换图中透镜,u=20cm,则f<u<2f,此时成倒立、放大的实像,像距大于2倍焦距,向右移动光屏,可在光屏上成清晰的像,故D正确。
故选D。
9.(2020·湖南长沙)2020年6月21日,我国多地可以看到罕见的日环食,天文爱好者用墨水成像、小孔成像、相机拍照等方式观看或记录了这一天象奇观,下列说法正确的是( )
A.日食形成的原因是光沿直线传播
B.太阳在墨水中形成倒影是光的折射现象
C.太阳通过小孔成像是光的反射现象
D.太阳通过照相机镜头成的是虚像
【答案】A
【解析】
A.月球转到太阳和地球之间,太阳、地球和月球在同一直线上,由于光是沿直线传播的,太阳发出的光线被月球遮挡,地球上的人在某个区域看到日环食,在某个区域看到日偏食,所以日环食是光直线传播的结果,故A正确;
B.水中倒影,属于平面镜成像,是光的反射现象,故B错误;
C.太阳通过小孔成像是由光的直线传播形成的,故C错误;
D.太阳通过照相机镜头成倒立、缩小的实像,故D错误。
故选A。
10.(2020·山西)小亮在重阳节送给奶奶一个台式放大镜(如图)。放大镜的焦距为25cm。奶奶正确使用这个放大镜看书时( )
A.书与放大镜之间的距离应等于25cm
B.书与放大镜之间的距离应小于25cm
C.看到的是倒立、放大的虚像
D.看到的是正立、放大的实像
【答案】B
【解析】
正确使用这个放大镜看书时,放大镜成正立、放大的虚像,需满足,即书书与放大镜之间的距离应小于25cm,故B正确。
故选B。
三、填空题
11.(2020·广东)如图所示,点燃的蜡烛及焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上,要在光屏上承接到烛焰______(选填“正立”或“倒立”)、放大的清晰实像,需将光屏向______(选填“左”或“右”)移动;一段时间后, 蜡烛变短了,烛焰在光屏上成的像会向______(选填“上”或“下”)移。
【答案】 倒立 右 上
【解析】
[1]由图知,物距为
根据凸透镜成像的规律知,此时成倒立的、放大的实像;此时像距,应大于,故需将光屏向右移动。
[3]根据凸透镜成像的规律知,蜡烛变短了,烛焰在光屏上成的像会向上移。
12.(2020·陕西)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。
【答案】 会聚 二倍焦距(或2f) 靠近
【解析】
[1]凸透镜对光有会聚作用。
[2]照相机的工作原理是:当物距大于2倍焦距时,利用凸透镜成倒立、缩小的实像。所以拍照时,镜头与被拍摄对象之间的距离应大于凸透镜的2倍焦距。
[3]利用凸透镜成实像时,像和像距的变化是相同的,物距和像距的变化是相反的。要想把文字的像拍大一点,需增大像距,并同时减小物距,所以他应该将照相机的镜头靠近石碑。
四、实验题
13.(2020·河南)小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。
(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度,目的:______;
(2)如图所示,光屏上呈现一个清晰的像保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,要再次在光屏上得到清晰的像,应将光屏向______移动,像的大小将变______;
(3)小亮认为:凸透镜成实像时,不但像与物上下是颠倒的,而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小亮的观点______。
【答案】 确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央 左 变小 将蜡烛换成字母“F”的LED灯
【解析】
(1)[1]三心同高的目的是确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央。
(2)[2][3]物远像近像变小,所以光屏左移,像变小。
(3)[4]将蜡烛换成字母“F”的LED灯,光屏上可以呈现上下左右都相反的像,即可证明。
14.(2020·江苏南京)小明做“探究凸透镜成像规律”实验:
(1)调整实验器材高度时,蜡烛 ______ (选填“需要”或“不需要”)点燃;
(2)他用同一凸透镜做了两次实验,如图甲、乙所示,光屏上均有清晰的像(未画出),其中成缩小像的是图 ______ ;
(3)凸透镜的焦距可能是 ______ (填字母);
A.5cm B.8cm C.10cm D.15cm
(4)在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,则所加镜片可以矫正图 ______ (选填“丙”或“丁”)的视力缺陷。
【答案】 需要 甲 C 丁
【解析】
(1)[1]只有将蜡烛点燃,才可以调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度。
(2)[2]图甲中物距大于像距,光屏上成倒立、缩小的实像。
(3)[3]图乙中,物距小于像距,成倒立、放大的实像,物距
u=50cm-32cm=18cm
2f>18cm>f①
像距
v=73cm-50cm=23cm
23cm>2f②
由①②得到
11.5cm>f>9cm
故选C。
(4)[4]将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次呈现清晰的像,说明该镜片将光线会聚了,对光线起到会聚作用的是凸透镜,可以矫正远视眼,远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,丁图是远视眼,此镜片可以矫正丁图的视力缺陷。
15.(2020·北京)某同学利用焦距为y1的凸透镜做了三次实验,透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示。
(1)由图所示的实验现象可知:随着物距的不断变小,像距和像的大小变化情况是______;
(2)在图乙所示的实验中,只将凸透镜换为焦距为f1的凸透镜(f1< y1),为在光屏上得到清晰的像,光屏应向______侧移动。
【答案】 都变大 左
【解析】
(1)[1]观察甲、乙、丙三个图的实验现象发现,凸透镜位置不变,蜡烛靠近凸透镜时,即物距缩短,光屏远离凸透镜,即像距变大,且光屏上成的像变大。
(2)[2]由图乙可知成的是倒立、放大的实像,此时物距大于一倍焦距且小于两倍焦距,像距大于两倍焦距,即
只将凸透镜换为焦距为f1的凸透镜(f1< y1),焦距变小了,相当于物距变大,要想在光屏上得到清晰的像,应该将光屏向左移动。
16.(2020·上海)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,应调整凸透镜的中心,光屏的中心与烛焰的中心大致在同一______,以保证像成在光屏中央;将烛焰与光屏置于凸透镜的______(选填“两侧”或“同侧”),移动光屏直到光屏上所成的______像最清晰(选填“实”或“虚”),像是______的(选填“正立”或“倒立”)。
【答案】 高度 两侧 实 倒立
【解析】
[1]为了使像成在光屏的中央,实验前要调整凸透镜的中心,光屏的中心与烛焰的中心大致在同一高度。
[2]实像与物体在透镜的两侧,所以将烛焰与光屏置于凸透镜的两侧。
[3]光屏能接收到的像是实像,虚像不可以用光屏接收。
[4]实像都是倒立的。
五、作图题
17.(2020·广东)请画出入射光线通过透镜后的折射光线.
( )
【答案】
【解析】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,过光心的光线其传播方向不变;如图所示:
18.(2020·福建)如图,点光源S位于凸透镜一侧。在图中画出S发出的两条光线通过凸透镜后的折射光线。
【答案】
【解析】
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,如图所示:
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