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备考2024年中考物理重难点精讲精练:57-热点29 探究凸透镜成像规律实验(精练)moban
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中考物理热点复习精讲精练
热点29探究凸透镜成像规律实验(精练)
1.如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置,实验中所使用的透镜焦距为10cm。实验中将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁四个位置,观察光屏上成像情况(光屏位置未标出)。下列说法正确的是( )
A.蜡烛在甲位置时,需将光屏移动到大于70cm的位置,才能在光明上成清晰的像
B.将蜡烛从甲位置移到乙位置,需将光屏向右移动才能再次得到清晰的像
C.蜡烛在丙位置时,光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D.蜡烛在丁位置时,成正立、放大的实像,与放大镜成像原理相同
2.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是16cm
B.当v=20cm时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的
C.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像
D.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变大
3.小涵在用如图所示装置做探究凸透镜成像规律的实验,她移动蜡烛、凸透镜和光屏找到清晰的蜡烛的像,这个像是图中的( )
A. B. C. D.
4.小闻同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时,将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图所示的位置,光屏中心正好出现清晰的像(未画出)。下列说法中正确的是( )
A.凸透镜的焦距为20cm
B.屏上的像是倒立等大的实像
C.取走光屏,则凸透镜不成像
D.蜡烛燃烧变短,屏上像的位置会上升
5.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,则下列判断不正确的是( )
A.这个清晰的像是倒立、缩小的实像
B.此凸透镜的焦距大于20cm
C.将蜡烛移动到30cm刻度处,移动光屏,一定能在光屏上得到另一个清晰的像
D.将蜡烛移动到5cm刻度处,应向左移动光屏,才能再次在光屏上得到清晰的像
6.小华在完成“探究凸透镜成像规律”实验后,为进一步了解“视力矫正”的原理,移动蜡烛,先让烛焰在光屏上成了一个清晰的像,如图所示。然后他在蜡烛和凸透镜之间放置不同类型的镜片,下列说法正确的是( )
A.放置镜片前,光屏上得到的是倒立、放大的实像
B.放置镜片前,光屏上得到的是倒立、缩小的虚像
C.将远视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,使光屏靠近透镜,又能在光屏上看到清晰的像
D.将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,使光屏靠近透镜,又能在光屏上看到清晰的像
7.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20厘米处,在凸透镜另一侧距凸透镜10厘米处的光屏上得到烛焰清晰的像,则下列说法错误的是( )
A.凸透镜成像应用了光的折射原理
B.光屏上所成的是倒立、缩小的实像
C.将点燃的蜡烛移至距凸透镜5厘米处,调节光屏至适当位置就能在光屏上得到烛焰清晰的像
D.透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上就能得到烛焰清晰的像
8.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是20cm
B.蜡烛移至10cm处,凸透镜不动,移动光屏,不能在光屏上得到清晰的像
C.蜡烛移至32cm处,凸透镜不动,移动光屏,能在光屏上得到清晰的像
D.蜡烛移至45cm处,凸透镜不动,移动光屏,也能在光屏上得到清晰的像
9.在“探究凸透镜成像规律”实验中,依次改变蜡烛的位置,移动光屏直到找到清晰的像,记录数据如表所示:
实验次数
1
2
3
4
物距u/厘米
30
20
15
5
像距v/厘米
15
20
30
/
下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是10厘米
B.当u=30厘米时,得到的是倒立、放大的实像
C.当u=15厘米时,得到的是倒立、缩小的实像
D.当u=5厘米时,得到的是正立、放大的实像
10.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的表格,如表所示,则该凸透镜的焦距是 厘米,当物体到凸透镜的距离为10厘米时,在光屏上呈现 像。
物距(cm)
10
16
20
像距(cm)
30
16
15
11.小明同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验。当蜡烛与凸透镜的位置如图甲所示时,人眼在 (填“A、B、C”)处能观察到蜡烛经凸透镜折射所成的像,像是图乙中的 (填“1、2、3、4”)。
12.在探究“凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)按如图甲所示的操作,可测出凸透镜焦距是 cm。
(2)把蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 。把蜡烛凸透镜固定后调整光屏到凸透镜的距离,当它们的位置如图乙所示时,光屏上出现了清晰的像,该像是 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的,生活中的 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用这一成像原理。
(3)在图乙所示位置的基础上,保持蜡烛不动,将凸透镜和光屏同时向右移动相同的距离后,光屏上 (填“能”或“不能”)再次成清晰的像。
(4)由于蜡烛燃烧变短,发现光屏上的像偏上,为使像仍能成在光屏中央,应将凸透镜向 (填“上”或“下”)调节。
(5)小华又用一个焦距为8cm的凸透镜替换原来的凸透镜,放在图中50cm刻度线处,保持蜡烛和光屏的如图乙所示位置不变,像又变得模糊了,为使像再次清晰,她应将蜡烛 (填“靠近”或“远离”)凸透镜。
13.某兴趣小组用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验:
(1)如图所示,将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装光具座上,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于 ,其目的是 。
(2)小明将蜡烛和凸透镜放置在如图所示位置,要得到明亮、清晰的像,则光屏放在 之间的某个位置,利用此时的成像原理可制成 。(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(3)小红将蜡烛移动到20cm刻度线处,仍保持凸透镜位置不变,再移动光屏,在光屏上会成清晰的、倒立 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的 像。实验过程中,蜡烛在燃烧中不断缩短,导致光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动。
(4)小虎同学将蜡烛和透镜固定,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到清晰的像,原因可能是 (写出一个)。
14.小华做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)小华利用平行光源,完成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。
(2)如图乙,将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏固定在光具座上,光屏上恰好成烛焰清晰的像, (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)也利用了这一成像规律。
(3)保持图乙中凸透镜和光屏的位置不变,小华将蜡烛移动到15cm刻度线处,光屏上得不到清晰的像。如果把凸透镜看成人的眼睛,光屏看成视网膜,则此时成像情况相当于 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成因。
(4)将图乙中的凸透镜换成带有三个小孔的挡光板,如图丙,调整光屏位置可从光屏上看到三个烛焰的像,它们呈 (选填“”或“”)形状排列,继续向右移动光屏你能看到 。
15.在做“探究凸透镜成像的规律”实验中,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点,如图甲所示。
(1)由图甲可知,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)调整蜡烛、凸透镜和光屏的位置如乙图所示,在光屏上能成倒立、 的实像;
(3)小明将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,为了能在光屏上再次看到蜡烛清晰的像,应使光屏 (填“远离”或“靠近”)透镜;
(4)乙图中,将蜡烛向远离凸透镜方向移动一小段距离L1,为使光屏上再次呈现清晰的像,应将光屏向 (填“远离”或“靠近”)透镜的方向移动一小段距离L2,通过实验可知,L1 L2(填“<”“=”或“>”)。
(5)乙图中,将图中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏, (填“能”或“不能”)找到某一位置,使像清晰呈现在光屏上。
16.小华做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)在调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时,蜡烛 (选填“需要”或“不需要”)点燃;调整它们高度的目的是 ;
(2)他用同一凸透镜做了四次实验,如图中甲、乙、丙、丁所示,光屏上均有清晰的像(未画出)。四次实验中,成缩小像的是 图(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”);由图乙、丙、丁可知,随着蜡烛向透镜靠近,光屏上像的大小变化情况是 (选填“变大”或“变小”);
(3)在图乙所示的实验中,仅将凸透镜换为焦距更小的凸透镜。为在光屏上得到清晰的像,应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜移动。
17.小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲所示,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。由图甲可知,凸透镜的焦距为 cm;
(2)小明把烛焰放在距凸透镜17cm处时如图乙所示,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(3)如图丙,把蜡烛放在二倍焦距以外的a点,移动光屏找到像;接着光屏和凸透镜不动,把蜡烛从a点移到b点,要使烛焰的像还能清晰地呈在光屏上,则需在凸透镜和蜡烛间再加一个合适的 (选填“凸透镜”或“凹透镜”);
(4)在探究凸透镜成像规律实验中,当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距以内时,人眼观察烛焰成像的情形是图中的 。
18.小明用焦距为10cm的透镜做“探究凸透镜成像规律”实验,凸透镜、蜡烛、光屏的位置如图所示。
(1)要使像成在光屏上,在蜡烛和透镜不动的情况下,光屏就向 移动(选填“左”或者“右”),直到屏上的像 为止。
(2)在完成(1)基础上,将蜡烛与光屏的位置互换,透镜不动,光屏上得到一个 、 实像。
(3)从实验可知,在凸透镜成实像的情况下,蜡烛离凸透镜越近,所成的像越 ,像距离凸透镜的距离越 。还可得到规律, 点是成虚实像的分界点, 点是成放大像与缩小像的分界点。
(4)实验一段时间后,蜡烛变短了,要使蜡烛的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏的向 移动。
(5)换用另一块凸透镜,再次将烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度后,在光具座上无论如何移动光屏,都不能承接到烛焰的像,原因可能是 。
答案与解析
1.【分析】凸透镜成像规律:物距小于焦距,成正立、放大的虚像,应用为放大镜;
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、放大的实像,应用为投影仪或幻灯机;
物距等于二倍焦距,成倒立等大实像;
物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,应用为照相机;
凸透镜成实像时物近像远像变大。
【解答】解:A、蜡烛在甲位置时,物距为45cm,大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以需将光屏移动到60cm到70cm之间的位置,才能在光屏上成清晰的像,故A错误;
B、将蜡烛从甲位置移到乙位置,此时物距变小,像距变大,所以光屏应该右移,故B正确;
C、蜡烛在丙位置时,物距为15cm,大于一倍焦距小于二倍焦距,光屏上成的清晰的像为倒立、放大的实像,故C错误;
D、蜡烛在丁位置时,物距为5cm,小于焦距,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同,故D错误。
故选:B。
2.【分析】(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。
u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,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。
(2)当物距大于焦距时,凸透镜成实像;凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】解:A、u=v=2f,凸透镜成倒立、等大的实像,如图,u=v=2f=16cm 时,所以f=8cm,故A错误;
B、当v=20cm时,像距大于二倍焦距,凸透镜成放大的像,其应用是投影仪,故B正确;
C、当u=12cm时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,故C错误;
D、把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,物距变大,像距变小,像逐渐变小,故D错误。
故选:B。
3.【分析】当物距小于像距时,凸透镜成倒立、放大的实像。
【解答】解:由图可知,物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像,故B正确。
故选:B。
4.【分析】(1)根据图示信息确定焦距大小;
(2)能在光屏上成像,并且物距大于像距,只有u>2f,2f>v>f,成倒立缩小实像;
(3)凸透镜成像与有无光屏无关;
(4)因为经过光心的光线方向不发生改变,则蜡烛变短时,像应该先上移动。
【解答】解:
A、根据图示信息可知,物距大于像距,成倒立缩小实像,此时u>2f,即35cm>2f,焦距大小为f<17.5cm,故A错误;
B、能在光屏上成像,并且物距大于像距,只有u>2f,2f>v>f,成倒立缩小实像,故B错误;
C、凸透镜成像与有无光屏无关,所以取走光屏,则凸透镜仍能成像,故C错误;
D、因为经过光心的光线方向不发生改变,则蜡烛变短时,像应该向上移动,故D正确。
故选:D。
5.【分析】(1)根据像距和物距的关系判断成像的特点;
(2)物距成像的特点,根据物距的范围确定焦距的大小;
(3)凸透镜成实像时,具有物近像远像变大的特点;
(4)根据焦距的大小,由物距与焦距的关系进行判断。
【解答】解:A、由图知,像距小于物距,此时成倒立缩小的实像,故A正确;
B、由于成倒立缩小的实像,所以u=50cm−15cm=35cm,v=70cm−50cm=20cm,可知35cm>2f,f<20cm<2f,解得10cm<f<17.5cm;而u+v>4f,即35cm+20cm>4f,解得:f<13.75cm,综上所述,10cm<f<13.5cm,故B错误;
C、将蜡烛移动到30cm刻度处,物距减小,像距将变大,像也变大,所以应向右移动光屏,光屏上得到清晰倒立、放大的像,故C正确;
D、将蜡烛移动到5cm刻度处,u=50cm−5cm=45cm>2f,物距增大,像距减小,像也变小,所以应向左移动光屏,光屏上得到清晰倒立、缩小的实像,故D正确。
故选:B。
6.【分析】(1)(2)根据像距和物距的大小关系,来判断成像的特点;
(3)远视镜是凸透镜,对光线具有会聚作用;
(4)近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用。
【解答】解:AB、由图知,物距大于二倍焦距,像距小于物距,光屏上得到的是倒立、缩小的实像,故AB错误;
C、远视镜片是凸透镜,对光线具有会聚作用,所以远视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,像将提前会聚,使光屏靠近透镜,能在光屏上看到清晰的像,故C正确;
D、近视镜片是凹透镜,对光线具有发散作用,所以近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,像将延迟会聚,使光屏远离透镜,能在光屏上看到清晰的像,故D错误。
故选:C。
7.【分析】(1)凸透镜成像的原理是光的折射;
(2)当物距大于像距时,成倒立、缩小的实像,此时u>2f,f<v<2f;
(3)当物距小于像距时成正立、放大的虚像;
(4)在折射现象中,光路可逆。
【解答】解:A、凸透镜成像的原理是光的折射,故A正确;
B、由题可知,此时u=20cm,v=10cm,u>v,成倒立、缩小的实像,此时u>2f,f<v<2f,即20cm>2f,f<10cm<2f,解得5cm<f<10cm,故B正确;
C、由B可知,5cm<f<10cm,将点燃的蜡烛移至距凸透镜5厘米处,此时物距小于焦距,成正立、放大的虚像,不能用光屏承接,故C错误;
D、由于折射现象中,光路可逆,所以若透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上就能得到烛焰清晰的像,故D正确。
故选:C。
8.【分析】(1)当物距等于二倍焦距时,像距也为二倍焦距,成倒立等大的实像;
(2)当物距大于两倍焦距时,成倒立、缩小的实像;
(3)当物距大于一倍焦距小于两倍焦距时,成倒立放大的实像;幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的;
当物距大于两倍焦距时,成倒立、缩小的实像;照相机、摄像机就是根据这个原理制成的;
(4)当物距等于焦距时,成正立放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上。
【解答】解:A、由图示知,刻度尺的分度值为1cm,蜡烛与凸透镜镜的距离为20.0cm,即物距为20.0cm,此时在光屏上成的像是倒立、等大的实像,根据凸透镜成像规律可知此时物距等于二倍焦距,所以凸透镜的焦距为10.0cm。故A错误;
B、把蜡烛移至刻度尺10cm处,凸透镜不动,此时物距为40cm大于两倍焦距,移动光屏在一倍焦距与两倍焦距,能在光屏上得到清晰的像,故B错误;
C、把蜡烛移至刻度尺32cm处,凸透镜不动,此时物距为18cm大于一倍焦距小于两倍焦距,移动光屏在2倍焦距之外,能在光屏上得到清晰的像,故C正确;
D、把蜡烛移至刻度尺45cm处,凸透镜不动,此时物距为5cm小于焦距,成正立放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,故D错误。
故选:C。
9.【分析】凸透镜成像的四种情况:①u>2f,成倒立、缩小的实像;②u=2f,成倒立、等大的实像;③2f>u>f,成倒立、放大的实像;④u<f,成正立、放大的虚像。
【解答】解:A、根据表格中的数据可知,当u=v=20cm时,成倒立、等大的实像,则f=10cm,故A正确;
B、u=30厘米时,物距大于二倍焦距,得到的是倒立、缩小的实像,故B错误;
C、当u=15厘米时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,得到的是倒立、放大的实像,故C错误;
D、当u=5厘米时,物距小于焦距,得到的是正立、放大的虚像,故D错误。
故选:A。
10.【分析】(1)当物体在凸透镜的二倍焦距处时,物距等于像距,从图象中找到物镜和像距相等的点,再根据这时2f=u计算焦距;
(2)当f<u<2f时,物体通过凸透镜成倒立放大的实像。
【解答】解:根据表格中的数据可知,当物距u=16cm时,像距v=16cm,此时物距等于二倍焦距,即:2f=16cm,所以凸透镜焦距是8cm;
因为8cm<10cm<16cm,所以这时f<u<2f,这时成倒立放大的实像。
故答案为:8;倒立、放大的实。
11.【分析】当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像。
【解答】解:如图甲所示,此时物距为6cm,小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,所以应该在B侧观察,像是图丙中的4。
故答案为:B;4。
12.【分析】(1)一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,会聚于一点,凸透镜与光屏间的距离为焦距;
(2)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛火焰、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;
物距位于一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,应用为投影仪;
(3)凸透镜成实像时,物远像近像变小;
(4)根据物与像移动方向相反确定屏上像移动的方向;
(5)减小凸透镜的焦距,相当于增大物距。
【解答】解:(1)一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,会聚于一点,凸透镜与光屏间的距离为焦距,该凸透镜的焦距为10.0cm;
(2)蜡烛火焰、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,这样做的目的是:使像成在光屏的中央;
由图乙可知,此时物距为15.0cm,位于一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,应用为投影仪;
(3)保持蜡烛不动,将凸透镜向右移动一段距离,相当于增大物距。根据物远像近像变小的规律可知,应将光屏向左移动才能得到清晰的像,故将光屏向右移动不能再次成清晰的像;
(4)蜡烛在燃烧过程中不断变短,导致光屏上的像向上移动,可以通过向下移动凸透镜的方法使像呈在光屏的中央;
(5)用一个焦距为8cm的凸透镜替换原来的凸透镜,由于焦距变小,相当于增大了物距,应减小像距,应将光屏靠近凸透镜,才能使像再次清晰。
故答案为:(1)10.0.;(2)同一高度;放大;投影仪;(3)不能;(4)下;(5)靠近
13.【分析】(1)桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上;调节三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心。
(2)根据蜡烛和凸透镜所在的刻度算出物距,根据物距与焦距的关系来判断像距与焦距的关系,即光屏离凸透镜的距离范围。
(3)当物距等于二倍焦距时,像距也等于二倍焦距,此时成倒立、等大、实像;远视镜对光起会聚作用,使得成像靠近凸透镜。
(4)光屏上找不到像时,可能是成虚像,也可能是像距十分远,也可能是不成像。
【解答】解:(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度处,使像成在光屏中央;
(2)由图可知物距是50cm,大于二倍焦距,所以像距在一倍和二倍焦距之间,即光屏离凸透镜距离应大于15cm,小于30cm,即在65cm刻线和80cm刻线之间;
(3)蜡烛在20cm刻线处时,物距等于30cm,即二倍焦距处,此时成倒立、等大、实像;实验过程中,蜡烛在燃烧中不断缩短,导致光屏上的像向上移动;
(4)可能是物距小于焦距,此时成虚像;可能是物距等于焦距,此时不成像;可能是物距略大于焦距,此时像距非常远。
故答案为:(1)同一高度;使像成在光屏的中央;(2)一倍焦距到两倍焦距;照相机;(3)等大;实;上;(4)蜡烛在焦点处。
14.【分析】(1)根据凸透镜的焦点和焦距定义进行判断,焦距是从焦点到凸透镜的距离;
(2)当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,应用为投影仪;
(3)近视眼的成因是像呈在视网膜的前方,需要用凹透镜矫正;
(4)小孔成像的原理是光的直线传播;
小孔成像时,当物距一定时,像距越大,像越大;
【解答】解:(1)由甲图知,焦点到凸透镜的距离为60.0cm﹣50.0cm=10.0cm,所以焦距为10.0cm;
(2)小华将蜡烛移至35cm刻度线处,此时的物距为50.0cm﹣35.0cm=15.0cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,其应用是投影仪;
(3)凸透镜和光屏的位置不变,小华将蜡烛移动到15cm刻度线处,物体远离透镜,根据物远像近像变小可知此时像在光屏的前方,相当于近视眼,需要用凹透镜矫正;
(4)由于小孔成像的原理是光的直线传播,所以将图乙中的凸透镜换成带有三个小孔的挡光板,如图丙,调整光屏位置可从光屏上看到三个烛焰的像,它们呈 形状排列,继续向右移动光屏,像距变大,能看到像变大。
故答案为:(1)10.0;(2)投影仪;(3)近视眼;(4);像变大。
15.【分析】(1)通过甲图所示的现象,结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距;
(2)当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;
(3)近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用;
(4)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小;
(5)物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距。
【解答】解:(1)平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点。焦点到光心的距离是焦距,根据图示中光屏在刻度尺上的位置,可以读出该凸透镜的焦距是:f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm;
(2)由图可知,此时的物距要大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像;
(3)光屏上已经得到了一个清晰的像,某同学将近视眼镜镜片放在了蜡烛和透镜之间,由于近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用,像延迟会聚了,要使光屏上重新出现清晰的像,光屏应远离透镜;
(4)将蜡烛向远离透镜方向移动一小段距离l1,物距变大了,像距变小,为使光屏上再次呈现清晰的像,应将光屏向靠近透镜的方向移动一小段距离l2,由前面解答可知,原来凸透镜倒立、缩小的实像,则u>2f,f<v<2f,所以可知物距的变化范围大于像距的变化范围,则蜡烛移动的距离要大于光屏移动的距离,即l1>l2;
(5)将图中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,则物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距,即v>60cm,像距过大,超出了光具座所提供的长度,所以光屏上找不到清晰的像。
故答案为:(1)10.0;(2)缩小;(3)远离;(4)靠近;>;(5)不能。
16.【分析】(1)实验时需要蜡烛火焰的中心、光心和光屏的中心在同一直线上;目的是使物体成像在光屏的中心;
(2)物距大于2倍焦距时物体成倒立的缩小的实像;物距减小,像距变大,则放大倍数变大;
(3)焦距变小,相当于物距变大,则像距变小,据此判断。
【解答】解:(1)调整蜡烛、凸透镜和光屏高度时,应保持三心共线,为了确定烛焰的中心,需点燃蜡烛;其目的是使点燃的蜡烛成像在光屏的中心;
(2)根据凸透镜成像规律可知,物距大于2倍焦距时成倒立缩小的实像,由图可知,甲图中物距最大,所以甲图成缩小的实像;由乙、丙、丁可知,随着蜡烛靠近透镜,物距减小,像距变大,则光屏上像的大小变大;
(3)在图乙中,将凸透镜换为焦距更小的凸透镜,相当于物距变大,则像距变小,故光屏应靠近透镜移动。
故答案为:(1)需要;使物体成像在光屏的中心;(2)甲;变大;(3)靠近。
17.【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,焦距是指焦点到透镜光心的距离;
(2)凸透镜成像的三种情况: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;
(3)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小。凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散作用。
(4)利用题目中告诉的物距与焦距的关系:物距小于一倍焦距,结合凸透镜成像的规律,即可确定人观察到得烛焰的像的性质,从而可以确定答案。
【解答】解:(1)一束平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后,在光屏上会聚成了一个最小、最亮的光斑,最小、最亮的光斑就是焦点,由图可知,焦距为41.0cm﹣30.0cm=11.0cm;
(2)烛焰放在距凸透镜17cm处时,物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;
(3)蜡烛放在二倍焦距以外的a点,移动光屏找到像,蜡烛从a点移到b点,物距变大,像距变小,像会成在光屏的左侧,要使光屏和凸透镜位置不动,在光屏上仍能得到清晰的像,使会聚成像的光线延后会聚到光屏上,即光线要发散一些,凹透镜对光线有发散作用,所以在凸透镜和蜡烛之间再加一个凹透镜;
(4)当物距小于一倍焦距时,物体在凸透镜成的是正立的放大的虚像,且像距大于物距,只有选择项C中所示的情况符合这个规律。
故答案为:(1)11.0;(2)放大;(3)凹透镜;(4)C。
18.【分析】(1)在探究凸透镜成像规律时,物体在一倍焦距和二倍焦距之间时,像在二倍焦距之外;
(2)当物体在二倍焦距之外时,物体在一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立缩小的实像;
(3)凸透镜成实像时,物距减小,像距变大像变大;焦点是实像和虚像的分界点;二倍焦距是放大和缩小的像的分界点;
(4)凸透镜成实像时是倒立的,物体下降,像上升;
(5)当物体在焦点时不成像,物体在焦点内时,成虚像,光屏上无像。
【解答】解:(1)如图所示,物体在一倍焦距和两倍焦距之间,故像在2倍焦距之外,故光屏需要向右移动,直至出现一个清晰的蜡烛的像为止;
(2)在完成(1)基础上,将蜡烛与光屏的位置互换,透镜不动,物体在2倍焦距之外,像在一倍焦距和两倍焦距之间,故此时成的是倒立缩小的实像;
(3)根据凸透镜成像规律,凸透镜成实像时,蜡烛离凸透镜越近,所成的像越远越大;
还可得到规律,一倍焦距是分虚实,一倍焦距内成的是虚像,一倍焦距外成的实像;二倍焦距分大小,二倍焦距点是等大的像,大于二倍的焦距成的是缩小的实像,小于二倍的焦距是放大的像;
(4)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,要使蜡烛的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏的向上移动;
(5)不能承接到烛焰的像,即无法成实像,那么只有可能成的是虚像,即物距在一倍焦距之内,或者刚好在一倍焦距上不成像。
故答案为:(1)右;清晰;(2)倒立;缩小;(3)大;远;焦;二倍焦距;(4)上;(5)蜡烛到凸透镜的距离小于或等于焦距。
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