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中考物理二轮专题复习专题03 透镜及其应用(含解析)
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这是一份中考物理二轮专题复习专题03 透镜及其应用(含解析),共111页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题等内容,欢迎下载使用。
★三年真题
考点一:透镜概念与透镜作图
一、选择题
1.(2021·云南昆明市)如图1所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于 SKIPIF 1 < 0 点。现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径,在图2的四种表示中,正确的是( )。
A.甲B.乙C.丙D.丁
【答案】A。
【解析】 SKIPIF 1 < 0 点为像点,经过P点发出的光线最终都会通过 SKIPIF 1 < 0 点,故BCD不符合题意,A符合题意。故选A。
2.(2020•淮安)将如图甲所示的黑白卡片放在一只未装满水的薄高脚玻璃杯后面,在高脚杯前方观察到的现象如图乙所示,此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个( )。
A.凸透镜B.凹透镜C.凸面镜D.凹面镜
【答案】A。
【解析】玻璃杯中有水的这一部分中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜。黑白卡片是左右颠倒的,成倒立、放大的实像。故选:A。
3.(2020•咸宁)关于常见的光学仪器,下列说法正确的是( )。
A.焦距越小的凸透镜,对光的会聚作用越明显;
B.校园内安装的监控摄像头,相当于一个凹透镜;
C.想要矫正近视眼,要用适当的凸透镜片做成眼镜;
D.平行于主光轴的光,通过凹透镜后一定经过焦点
【答案】A。
【解析】A、焦距越小的凸透镜,焦点离凸透镜越近,偏折越明显,对光线会聚作用越明显,故A正确。
B、校园里安装的监控摄像头,和照相机的原理相同,是一个凸透镜,故B错误。
C、凹透镜对光线有发散作用,近视眼是因为晶状体过厚,像成在视网膜的前方,所以矫正近视眼选择适当的凹透镜做镜片,故C错误。
D、平行于主光轴的光线,通过凹透镜后变得发散,发散光线的反向延长线过焦点,折射光线不过焦点,故D错误。故选:A。
4.(2019·盐城)小明利用太阳光测量凸透镜焦距,下列操作最合理的是( )。
A. B.
C. D.
【答案】C。
【解析】利用太阳光测量凸透镜焦距,应将透镜正对太阳光,且观察光斑的纸张也应正对太阳光。故C符合要求。
二、填空题
5.(2021·海南中考真题)近期某地出现了龙卷风特殊天气,龙卷风内外存在巨大的压强差是由于其中心空气流速大,压强________,导致周边的物体被“吸入”龙卷风中心;某人用手机拍下龙卷风的照片,手机镜头相当于__________透镜。
【答案】小;凸。
【解析】流体压强和流速的关系是:流速越快压强越小。
手机镜头是凸透镜,成像利用了凸透镜成像规律。
6.(2021·江西中考真题)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】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。
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。
7.(2021·浙江湖州市)小明用手机拍照,发现手机镜头过于靠近拍摄对象时(如图所示)无法正常对焦,拍出的照片模糊,此时像成在感光器(相当于光屏)______(选填“前”或“后”)。小明发现将______透镜紧靠在手机镜头上可以解决这一问题,从而理解了手机微距镜头的工作原理。
【答案】后;凸透镜;
【解析】当成像清晰时,像在光屏上,当手机再靠近时,物与像移动方向相同,即像会远离透镜,因此手机镜头过于靠近拍摄对象时,所以像成在感光器(相当于光屏)后。
像成在感光器(相当于光屏)后,光线更会聚一点,像就成在光屏上,因此可以在手机镜头前凸透镜解决这个问题。
8.(2021·四川泸州市)盛夏凌晨池塘边草木上的露珠是空气中的水蒸气_______形成的。为防止儿童溺水,在池塘边上安装了如图所示的摄像头,其镜头是一个_______(选填“凸”或“凹”)透镜,当儿童靠近池塘的过程中,通过镜头所成的实像越来越_______(选填“大”或“小”)。
【答案】液化;凸;大。
【解析】露珠是空气中的水蒸气遇冷液化而成的。
摄像头的镜头是一个凸透镜,能成缩小倒立实像,儿童靠近池塘时,物距变小,所成的像变大。
9.(2020·恩施)将矿泉水瓶遗弃野外易引起山火,是因为瓶中的水相当于______,可会聚太阳光引燃干草或枯枝。隔着薄膜上的水滴看很近的字,会看到通过水滴形成的______的虚像(具体描述像的性质);如果想让看到的字再变大点,应让水滴______ (选填“靠近字、远离字”或“面积增大”)。
【答案】(1)凸透镜;(2)正立的放大;(3)远离字。
【解析】矿泉水瓶中的水,中间厚,两边薄,相当于一个凸透镜。
隔着薄膜上的水滴看很近的字,此时薄膜上的水滴相当于一个放大镜,物距在一倍焦距内,放大镜成正立的放大的虚像,若要让看到的字再变大点,此时应该在一倍焦距的范围内增大物距,即应让水滴远离字。
10.(2019·张家界)我校中考成绩连续多年在县区领先,这和我校配备的多媒体投影仪等现代化教学手段不无关系,它是利用 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)成像的原理。光线在屏幕上发生了 ,使坐在各个方向的同学都能看见屏幕上的像。①正在播放的投影仪屏幕,②正在播放的笔记本电脑屏幕, 是光源。
【答案】凸透镜;漫反射;②。
【解析】投影仪的镜头是凸透镜,因此投影仪是利用凸透镜成像的原理制成的;
屏幕用表面粗糙的白布做成,能使射向屏幕的光发生漫反射,即使光线射向四面八方,能使各个方向的同学都能看到屏幕上的像;
(3)正在播放电影的屏幕不能发光,能反射光线,故不是光源;正在播放的笔记本电脑屏幕能发光,故是光源。故②是光源。
故答案为:凸透镜;漫反射;②。
三、作图题
11.(2021·安徽中考真题)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:
。
12.(2021·广西贵港市)(1)请在图中画出光线经过凹透镜后的光路图。(F为焦点)
【解析】(1)平行主光轴的光线射入凹透镜,折射光线的反向延长线直线左侧的虚焦点,故用直线将虚焦点和折射点相连,并延长,标上向上的箭头,即为折射光线,指向虚焦点的将平行主光轴,故过折射点画一条直线,平行主光轴,并在直线上标上箭头,故如下图所示:
13.(2021·贵州中考真题)根据下列要求,分别完成作图。
(1)请画出图中a、b两条光线经过凹透镜之后的光线;
【解析】(1)凹透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。所以,图中a、b两条光线经过凹透镜之后的光线如下图
14.(2021·湖北中考真题)(1) 请画出图中对应的折射光线;
【解析】(1)由图示知,入射光线过焦点,则通过凸透镜的折射光线平行于主光轴,作图如下:
15.(2021·贵州安顺市)如图甲所示是我国首创的“吸毒人员瞳孔检测鉴定仪”,它主要对眼球经凸透镜成的像进行分析,从而为辨别吸毒人员提供了依据。如图乙所示是一束来自眼球表面的光,请画出此光线经凸透镜后折射光线的大致位置。
【解析】凸透镜对光有会聚作用,由此确定折射光线的大致位置,如图所示:
16.(2021·内蒙古通辽市)如图所示,凸透镜的主光轴与水面相平,F是凸透镜的焦点,一束与水面平行的光射到凸透镜上,经凸透镜折射后在水面发生了反射和折射,请画出此过程的光路图。
【解析】由图示知,入射光线平行于主光轴,则通过凸透镜后的折射光线过焦点,此折射光线射向水面,在水面处发生反射和折射,根据反射定律中,反射角等于折射角,确定反射光线的位置,再根据:光从空气射向水中,折射角小于入射角,大概确定折射光线,所以作图如下:
17.(2021·广东中考真题)如图所示,蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。
①根据凸透镜成像规律,在图甲中标出A所成的像A′的大致位置;
②借助辅助线或光路图,在图乙中找到A所成的像A′的确切位置,保留作图痕迹。
【解析】①由题意知,蜡烛与凸透镜的距离大于二倍焦距,由像距小于二倍焦距而大于一倍焦距,且烛焰中心A在主光轴上,则其像也在主光轴上,由此大致可确定像点A′,作图如下:
②过A点作出烛焰在主光轴的上面部分,过烛焰的顶端作两条光线,其一平行于主光轴的入射,其折射光线过焦点,另一光线过光心O,其折射光线传播方向不改变,两光线的交点,即是烛焰顶端通过凸透镜所成的像,过此像点作主光轴的垂线,此线与主光轴的交点即为A所成的像A′的确切位置,面烛焰顶端像点与A′的连线即是烛焰上面部分所成的像,作图如下:
18.(2021·四川眉山市)如图所示,从点光源S射出的一条光线经P处的平面镜反射后,反射光线射向凹透镜的焦点方向。
(1)画出平面镜;(2)作出反射光线经凹透镜折射后的光线。
【解析】根据光的反射定律,两角相等,即反射角和入射角相等,故入射光线和反射光线的夹角的角平分线即为法线,再过P点做法线的垂线,即为平面镜的位置,指向凹透镜虚焦点的入射光线,将平行主光轴射出,故过折射点做主光轴的平行线,并标上向右的箭头,故如下图所示:
。
19.(2021·四川凉山彝族自治州)请在下图的方框内画出合适的光学元件。______、______
【解析】折射光线比入射光线向主光轴发散一点,该透镜对光线有发散作用,因此填凹透镜,如图所示:
图中的光学元件不能使光线透过,但能改变光路,所以该图中是平面镜,如图所示:
20.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州)请在图乙中补画出穿过透镜的光线;
【解析】)平行于凹透镜主光轴的光经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过透镜焦点,如图所示:
21.(2021·湖北宜昌市)小静在玩耍时透过爷爷的老花眼镜看到了小玩偶的像,请你在下图中作光路图确定玩偶S点所成像S′的位置。图中O为老花镜的光心,F为其焦点。
【解析】老花眼镜是一个凸透镜,玩偶S点位于该透镜的一倍焦距以内,S点发出的无数条光中,照射到透镜上的光都会发生折射,这些折射光线或折射光线的反向延长线的交点就是S的像。作其中的两条特殊光线:过光心的光传播方向不变;平行于主光轴的光经凸透镜折射后折射光线过焦点。这两条光线的反向延长线的交点即S点的像S′,如图所示:
22.(2021·湖南邵阳市)请你将光路补充完整。
【解析】根据平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后,折射光线经过焦点,经过光心的光线,传播方向不变,如图所示:
23.(2021·新疆中考真题)请在图中画出从光源S射向透镜的两束光的折射光路;
【解析】凸透镜中平行于主光轴的光线过焦点,过光心的光线沿直线传播,如下图所示:
24.(2021·江苏连云港市)按照题目要求作图。
(1)如图甲所示,请画出这条光线经过凸透镜后的折射光线;(____)
【解析】平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点,如下图所示
25.(2021·重庆中考真题)请按要求完成下列作图:
在图甲中画出折射光线的入射光线;
【解析】(1)由图甲知,通过凹透镜的折射光线的反向延长线过异侧焦点,那么入射光线平行于主光轴,作图如下:
26.(2020·孝感)如图所示,SC、SD为点燃的蜡烛发出的两条光线,光线SC平行于凸透镜的主光轴,O为凸透镜的光心,F为凸透镜的焦点:光线SD斜射到平面镜上。请画出:
①光线SC经过凸透镜折射后的光线;
②光线SD经过平面镜反射后的光线。
【解析】过点D作法线DN,作 SKIPIF 1 < 0 ,直线DE即为反射光线;因入射光线SC平行于凸透镜的主光轴,故经凸透镜后的折射光线通过右焦点F,如下图所示。
27.(2020•岳阳)图中给出入射光线和出射光线,请在方框中画出适当的透镜。
【解析】从光路可知,此题的透镜为会聚透镜,为凸透镜。所选凸透镜如图所示。
28.(2020·广东)请画出图中入射光线经凸透镜后的折射光线。
【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;答案如图所示:
29.(2020·衡阳)如图所示,请补充平面镜的入射光线和透镜的折射光线,完成光路图。
【解析】经过入射点作出法线,因为反射光线与镜面的夹角是45°,所以反射角为90°﹣45°=45°。根据反射角与入射角相等作出入射光线;
反射光线平行于凸透镜的主光轴,经过凸透镜后折射光线过焦点,如图所示:
30.(2020·丹东)如图,凹透镜与凸透镜的主光轴平行且凸透镜的主光轴与水面重合,凹透镜的虚焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,凸透镜的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,一条光线经凹透镜(该光线的延长线过凹透镜的虚焦点F1)折射后射向凸透镜,后经凸透镜折射后最终射入水中,请画出此过程的光路图。
【解析】对准凹透镜的虚焦点入射的光线,经透镜折射后,折射光线平行于主光轴;平行于凸透镜主光轴入射的光线,经凸透镜折射后,折射光线的经过凸透镜的焦点;当光从空气中斜射入水中时,在水和空气的界面发生折射,折射角小于入射角,如下图所示。
31.(2020·呼和浩特)如图所示,画出两条光线经凸透镜折射后的光路图。
【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:
32.(2020·通辽)如图所示,有一条经过平面镜反射过点P的反射光线且平行于主光轴入射到凹透镜上,S'为像点,请确定点光源S的位置,并补全光路图。
【解析】根据平面镜成像的规律:像与物关于镜面对称,作出像点S'关于平面镜的对称点即为点光源S,反射光线与平面镜的交点O即为入射点,连接SO即为入射光线;对于凹透镜,平行于主光轴的光线通过凹透镜折射后光线反向延长通过虚焦点;补全光路图如图所示:
33.(2020·广安)请将下图中的光路图补充完整。
【解析】过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变;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,如图所示:
34.(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。
【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:
35.(2019·广州)图为某望远镜内部部分光路图,物镜是凸进镜,O为光心,F为物镜焦点,焦距为 500mm。
(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”、“凸“)。
(3)用此望远镜观测月球时,月球经物镜成一个_____ (选填“倒立”、“正立“)______(选填“放大”、“等大”“缩小”)的像.
【答案】(1)如图;(2)凹;(3)倒立;(4)缩小。
【解析】(1)由凸透镜的三条特殊光线得,过光心的光线传播方向不改变,经过焦点的光线经凸透镜折射后平行主光轴射出,据此即可作出光线a、b经物镜折射前的入射光线,如图所示;
;
(2)由图知,目镜对光线a、b有发散作用,说明目镜是凹透镜;
(3)用此望远镜观测月球时,由于物距u>2f,所以月球经物镜成一个倒立、缩小的实像。
36.(2019·扬州)如图,请完成光线通过凸透镜的光路图。
【答案】如图。
【解析】光线经过经过凸透镜光心传播方向不改变,光线经过凸透镜二倍焦距时,透过凸透镜后折射光线过另一方二倍焦距处。
37.(2019·遂宁)如图,OA是光源S发出的一条经平面镜反射后的反射光线,反射光线OA经过了凸透镜焦点F。请作出OA的入射光线和经凸透镜折射后的折射光线。
【解析】过反射点垂直于镜面作出法线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角,在法线左侧作出入射光线,对于凸透镜,过焦点的光线经凸透镜折射后,其折射光线平行于主光轴;如图所示。
考点二:透镜成像规律
一、选择题
1.(2021·广西贺州市)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,蜡烛在光屏上恰好成一清晰等大的实像,则下列说法正确的是( )。
A.将蜡烛移动到光具座10cm处,保持凸透镜的位置不变,要在光屏上得到清晰的像,光屏应向右移动;
B.将蜡烛移动到光具座10cm处,保持凸透镜的位置不变,移动光屏所成清晰的像与照相机成像的原理相同;
C.该凸透镜的焦距为20cm;
D.随着实验的进行蜡烛逐渐变短,在光屏上所成的像会向下移动
【答案】B。
【解析】ABC.由图示知,物距为20.0cm,光屏上成等大的清晰像,则此凸透镜的焦距
f= SKIPIF 1 < 0 u= SKIPIF 1 < 0 ×20.0cm=10.0cm
将蜡烛移动到10cm刻度线处,则物距为40.0cm,凸透镜位置不变,则与图示位置比较,物距变大,像距应变小,应向左移动光屏,才能再次承接到清晰的像。而此时的物距大于二倍焦距,所成的像是倒立、缩小的实像,这与照相机的原理相同,故AC错误,B正确;
D.实验中,蜡烛变短,过凸透镜光心的光线沿直线传播。故通过凸透镜所成的像会向上移动,故D错误。故选B。
2.(2021·湖北荆州市)在探究凸透镜成像规律的实验中,移动光屏距透镜20cm时,在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像。则( )。
A.蜡烛距透镜的距离大于20cm;
B.凸透镜的焦距大于10cm;
C.投影仪应用了该次实验的成像规律;
D.照相机应用了该次实验的成像规律
【答案】C。
【解析】B.光屏距透镜20cm时,在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像,说明像在二倍焦距以外,即20cm>2f
f SKIPIF 1 < 0 时,凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的,故用照相机拍摄景物时,景物到镜头的距离应大于二倍焦距,故B符合题意;
C.凸透镜对光线有会聚作用,阳光通过凸透镜可形成一个很小很亮的光斑,是利用了凸透镜对光线有会聚作用,故C符合题意;
D.近视眼是由于晶状体或眼球的前后方向太长,导致像成在视网膜的前方,而凹透镜对光线有发散作用,可延迟光线的会聚,从而使像成在视网膜上,因此近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的,故D符合题意。故选BCD。
12.(2021·山东潍坊市)某同学利用光具座、透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律,记录物距u、像距v得到的图象如图所示,则( )。
A.当 SKIPIF 1 < 0 时,成倒立、等大的像;
B.当 SKIPIF 1 < 0 时,成倒立、放大的像;
C.当 SKIPIF 1 < 0 时,成倒立、放大的像;
D.当 SKIPIF 1 < 0 时,成倒立、缩小的像
【答案】BD。
【解析】图中 SKIPIF 1 < 0 =5m-1时, SKIPIF 1 < 0 =5m-1,此时v=u=0.2m=20cm,像距等于物距,说明物体处于2倍焦距处,即2f=20cm,则f=10cm。
A.当 SKIPIF 1 < 0 时,物体处于1倍焦距处,不成像,故A错误;
B. 当 SKIPIF 1 < 0 时,f SKIPIF 1 < 0 u SKIPIF 1 < 0 2f,成倒立、放大的像 ,故B正确;
C.当 SKIPIF 1 < 0 时,u SKIPIF 1 < 0 2f,成倒立、等大的像,故C错误;
D.当 SKIPIF 1 < 0 时, u SKIPIF 1 < 0 2f,成倒立、缩小的像,故D正确。故选BD。
13.(2021·天津中考真题)在硏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。
14.(2020·山东泰安)小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验,当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时,在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm,其中正确的是( )。
A. ①②B. ②③C. ①④D. ③④
【答案】D。
【解析】由题意可知,物距18cm,光屏上观察到倒立放大清晰的像,
所以,2f>18cm>f,18cm>f>9cm。
③12cm和④16cm符合题意。故选D。
15.(2020·贵州黔南)关于透镜,下列说法正确的是( )。
A. 远视眼的人佩戴的眼镜是凹透镜;
B. 照相机中所成的像是放大正立的;
C. 用投影仪投放出来的电影画面属于虚像;
D. 丢弃的矿泉水瓶容易引起火灾,是因为矿泉水瓶相当于一个凸透镜,能会聚阳光
【答案】D。
【解析】A.远视眼像成在视网膜的后方,应佩戴凸透镜进行矫正,故错误;
B.照相机在使用时物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,故错误;
C.投影仪在使用时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像,故错误;
D.丢弃的矿泉水瓶与瓶内剩余的水组成一个中间厚边缘薄的的凸透镜,能会聚阳光,容易引起火灾,故正确。故选D。
16.(2020•南通)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,光屏上得到一个倒立、等大的实像,若想再模拟照相机的成像原理,应将( )。
A.蜡烛和光屏都远离透镜;
B.蜡烛和光屏都靠近透镜;
C.蜡烛远离透镜且光屏靠近透镜;
D.蜡烛靠近透镜且光屏远离透镜
【答案】C。
【解析】由题意和成像规律,可得题中的成像是:u=v=2f。欲再模拟照相机,照相机成倒立、缩小的实像,即应使物距u>2f,像距f<v<2f,故应使蜡烛远离透镜,同时光屏靠近透镜。
故选:C。
17.(2020•镇江)当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时,烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,方可在光屏上再次成清晰的像,则( )。
A.透镜甲的焦距为20cm;
B.透镜甲的焦距比乙的大;
C.第二次所成的像是放大的;
D.光屏移动的距离s<10cm
【答案】B。
【解析】A、由图可知,此时的u=v=2f,成的是倒立、等大的实像,所以2f=20cm,则f=10cm,故A错误;
B、现保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向左移动距离s,此时的像距减小,则物距不变的情况下,相当于减小了焦距,所以透镜甲的焦距比乙的大;故B正确;
C、替换乙后,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像,故C错误;
D、由于不知道乙透镜的焦距的大小,所以无法判定光屏移动的距离,故D错误。故选:B。
18.(2020•枣庄)在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像;若将此蜡烛移至凸透镜前12cm处时,则( )。
A.光屏上出现倒立放大的实像;
B.光屏上出现倒立缩小的实像;
C.无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像;
D.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大的实像
【答案】C。
【解析】距离凸透镜30cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,此时物距等于像距等于二倍焦距,所以凸透镜焦距:f=v=×30cm=15cm;
若现将物体移至透镜前12cm处时,物距:u=12cm,满足u<f条件,成正立、放大的虚像;虚像不能呈现在光屏上,故光屏上不会出现像,故ABD不符合题意,C符合题意。故选:C。
19.(2020•青海)在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,小敏所在的小组利用如图甲所示的装置。测出凸透镜的焦距,正确安装并调节实验装置后,在光屏上得到一个清晰的像,如图乙所示。下列说法中正确的是( )。
A.由图甲可知该凸透镜的焦距是40.0cm;
B.烛焰在如图乙所示的位置时,成像特点与照相机成像特点相同;
C.若烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动,烛焰所成的像将逐渐变小;
D.烛焰在如图乙所示的位置时,若用黑纸片将凸透镜遮挡一半,这时在光屏上只能成半个烛焰的像
【答案】C。
【解析】A、由甲图可知该透镜焦距为40.0cm﹣30.0cm=10.0cm,故A错误;
B、由图可知,物距处于f和2f之间,凸透镜成倒立放大的实像,是投影仪的成像原理,故B错误;
C、烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动,根据物距增大像距减小像减小,烛焰所成的像将逐渐变小,故C正确。
D、用黑纸片将凸透镜遮挡一半,透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线,成烛焰完整的像,只是像比原来变暗,故D错误;故选:C。
20.(2020•益阳)一位同学利用如图所示的器材做实验,先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验,在屏上得到了清晰的缩小实像,接下来他想改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验,如果不改变发光体和凸透镜的位置,则( )。
A.将光屏适当左移,可得到倒立放大的实像;
B.将光屏适当左移,可得到倒立缩小的实像;
C.将光屏适当右移,可得到倒立放大的实像;
D.将光屏适当右移,可得到倒立缩小的实像
【答案】B。
【解析】由“先用焦距为20cm的透镜甲进行实验,在屏上得到清晰缩小的实像”可知,此时u>2f;
当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,要在光屏上成清晰的像,光屏将靠近透镜移动,像变小。故ACD错误,B正确,故选:B。
21.(2020•西宁)小明在房间里进行探究凸透镜成像特点的情景如图所示。保持蜡烛的位置不变,只移动透镜,小明发现透镜在A、B两处时,墙壁上都能得到清晰的像,则两次所成的像( )。
A.都是正立的;
B.都是虚像;
C.透镜在B处时墙上成的像较大;
D.透镜在A处时墙上成的像较大
【答案】D。
【解析】墙相当于凸透镜成像实验中的光屏,墙上都能接到像,则像是实像,实像都是倒立的;故AB错误。
当凸透镜在A处时,物距小,像距大,像较大,其成像原理和投影机原理相同;当凸透镜在B处时,物距大,像距小,像较小,其成像原理和照相机原理相同,故C错误,D正确。故选:D。
22.(2020•临沂)当光具座上蜡烛、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。下列判断正确的是( )。
A.该凸透镜的焦距是10cm;
B.光屏上像的特点与照相机相同;
C.仅将凸透镜移至60cm刻度线处,光屏上可再次成清晰的像;
D.仅将蜡烛移至20cm刻度线处,光屏上模糊成像类似远视眼
【答案】C。
【解析】A、由图可知,此时的物距为u=20.0cm,像距为v=30.0cm,像距大于物距,成倒立、放大的实像,f<20cm<2f,30cm>2f,解得10cm<f<15cm,故A错误;
B、由图可知,此时的像距大于物距,成的是倒立、放大的实像,其应用是投影仪或幻灯机,故B错误;
C、将凸透镜移至60cm刻度线处,此时的物距为u=30.0cm,像距为v=20.0cm,根据光路可逆可知,此时成倒立、缩小的实像,故C正确;
D、仅将蜡烛移至20cm刻度线处,此时的物距变大,像距变小,像变小,像会成在光屏的前方,与近视眼的成因是相同的,故D错误。故选:C。
23.(2020•雅安)在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后,正确安装并调节实验装置如图乙所示,在光屏上得到一个清晰的像。下列说法正确的是( )。
A.乙图中成的是倒立放大的实像,符合放大镜的成像原理;
B.乙图中成的是倒立放大的实像,符合照相机的成像原理;
C.乙图中如果在烛焰与透镜之间放置一近视眼镜的镜片,则将光屏适当左移可得一个清晰的像;
D.在乙图中保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,则成像情况符合投影仪的原理
【答案】D。
【解析】AB.由甲图可知该透镜焦距为40.0cm﹣30.0cm=10.0cm,由图乙可知,物距大于像距,当物距大于二倍焦距时,所成的像是缩小、倒立的实像,是照相机的成像原理,故AB错误;
C.近视眼镜的镜片是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,靠近凸透镜时,使光线发散,像会聚在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像,故C错误。
D.根据光路的可逆性,若将光屏和蜡烛的位置互换,在光屏上仍能成像,此时物距小于像距,凸透镜成倒立放大的实像,其应用是投影仪,故D正确。故选:D。
24.(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u=40cm﹣20cm=20cm,光屏上得到一个清晰等大的实像,则u=2f=20cm,解得f=10cm,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,物距=20cm,f<u<2f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。
25.(2020•广安)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。凸透镜的位置固定不变,只移动点燃的蜡烛和光屏,下列说法正确的是( )。
A.把蜡烛移到刻度值为30cm处,再向左移动光屏,能在光屏上得到倒立缩小的清晰实像,成像规律可以应用于照相机;
B.把蜡烛移到刻度值为14cm处,再向右移动光屏,能在光屏上得到倒立放大的虚像,成像规律可以应用于投影仪;
C.把蜡烛移到刻度值为5cm处,再向右移动光屏,能在光屏上得到正立放大的虚像,成像规律可以应用于放大镜;
D.蜡烛在光屏上已成一个清晰的像,如果在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,为了在光屏上重新得到清晰的像,光屏应向左移动
【答案】A。
【解析】A、蜡烛移到刻度值为30cm处,u>2f,成倒立、缩小的实像,像距2fv>f,光屏应向左移动,是照相机工作原理,故A正确;
B、蜡烛移到刻度值为14cm处,2f>u>f,成倒立、放大的实像,故B错误;
C、蜡烛移到刻度值为5cm处,u<f,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,故C错误;
D、近视镜片是凹透镜,对光线起发散作用,放置后,光线延迟会聚,像距变大,应向右移动光屏才能得到清晰的像,故D错误。故选:A。
26.(2020·四川乐山)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,下列说法正确的是( ).
A. 将蜡烛移至a处时,移动光屏,可看见放大、正立的实像;
B. 将蜡烛移至b处时,移动光屏,可看见缩小、倒立的实像;
C. 将蜡烛移至c处时,移动光屏,可看见放大、倒立的实像;
D. 将蜡烛移至d处时,移动光屏,可看见放大、正立的虚像
【答案】C。
【解析】A.由图可知,将蜡烛移至a处时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,移动光屏,找不到像,故A错误;
B.将蜡烛移至b处时,物距等于焦距,此时不成像,故B错误;
C.将蜡烛移至c处时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,移动光屏,可看见放大、倒立的实像,故C正确;
D.将蜡烛移至d处时,物距大于焦距,移动光屏,可看见倒立的实像,故D错误。故选C。
27.(2020·衡阳)(多选)一位同学利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律,他先用焦距为20cm的凸透镜进行实验,在屏上得到清晰的像。接下来他想改用焦距为10cm的凸透镜继续进行实验,下列分析正确的有( )。
A.要使光屏再次成清晰的像,可只将光屏向右移;
B.要使光屏再次成清晰的像,可只将蜡烛向右移;
C.若只移动光屏重新得到清晰的像,像将变大;
D.若只移动蜡烛重新得到清晰的像,像将变大
【答案】BD。
【解析】AB、先用焦距为20cm的凸透镜进行实验,在屏上得到清晰的像,接下来改用焦距为10cm的凸透镜继续进行实验,在蜡烛和凸透镜位置不变的情况下,相当于增大了物距,则像距应该减小,所以应该将光屏向左移动,才能在光屏上呈现清晰的像;若不移动光屏,此时应该减小物距来增大像距,即将蜡烛向右移动,故A错误,B正确;
C、若只移动光屏重新得到清晰的像,像距变小了,则像会变小,故C错误;
D、若只移动蜡烛重新得到清晰的像,物距变小,像距变大,像将变大,故D正确。
故选:BD。
28.(2020•绵阳)如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜焦距是10cm,蜡烛放在A处,位于C处的光屏(图中未画出)上得到了清晰的像;保持透镜位置不变,将蜡烛移到B处,移动光屏再次得到清晰的像。关于光屏移动的方向和移动距离L屏与蜡烛移动距离L烛的大小关系,正确的是( )。
A.向右移动光屏,L屏<L烛B.向左移动光屏,L屏<L烛
C.向左移动光屏,L屏>L烛D.向右移动光屏,L屏>L烛
【答案】A。
【解析】将蜡烛放在A处时,此时的物距大于二倍焦距,光屏上得到了清晰的缩小像:保持透镜位置不变,向右移动蜡烛至B处,物距等于二倍焦距;光屏上得到清晰的放大像,像变大,则像距变大,由于实像与成像物体位于凸透镜的两侧,光屏应向右移动;
在物距大于像距时,移动蜡烛,蜡烛移动的距离要大于像移动的距离,即L屏<L烛;故A正确。
故选:A。
29. (2020·自贡)在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像,调节的方法是( )。
A. 透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏靠近透镜移动;
B. 透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动;
C. 透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏远离透镜移动;
D. 透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏靠近透镜移动
【答案】A。
【解析】由图知道,此时物距小于像距,成倒立放大的实像,要使光屏上呈现倒立、缩小的实像,要增大物距,同时减小像距,所以在凸透镜不动时,蜡烛远离凸透镜,同时光屏靠近凸透镜,故选A。
30. (2020·安徽)图 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→丙→甲→丁
C. 乙→丁→甲→丙 D. 丙→甲→乙→丁
【答案】C。
【解析】凸透镜由贴着刻度尺到逐渐远离的过程中,尺子到凸透镜的距离会经历由“一倍焦距之内”增加到 “一倍焦距到两倍焦距之间”,再增加到“两倍焦距之外”。所以会先成正立放大的虚像,即乙;再成倒立放大的实像,并不断减小到倒立缩小的实像,所以成实像的阶段会经历“丁-甲-丙”的过程。综上所述,选 C。
31.(2020·宁夏)小明在老师指导下,利用自制水透镜探究凸透镜成像的规律,如图甲所示,利用记录的实验数据,绘制了如图乙所示的像距v和物距u的关系图(实验过程中水透镜厚度不变)。实验过程中,下列说法正确的是( )。
A.该水透镜的焦距是20cm;
B.若要在光屏上成清晰缩小的像,物体应放在距透镜10cm至20cm之间;
C.在光屏上找到清晰缩小的像后,若在水透镜和物体之间放一凹透镜,光屏应远离水透镜才能再次找到清晰的像;
D.实验后,若利用注射器向水透镜内注水,其焦距变长选择理由∶____________
【答案】C;理由:在水透镜前加一凹透镜,对光线有发散作用,所成的像远离水透镜,故应远离水透镜太能再次找到清晰的像,故选C。
【解析】A.由图乙可知v=u=20cm时,u=2f=20cm,则f=10cm,故A错误;
B.水透镜f=10cm,若要成清晰缩小的像,应将物体放到2f以外,距透镜的距离大于20cm,故B错误;
C.在水透镜前加一凹透镜,对光线有发散作用,所成的像远离水透镜,故应远离水透镜才能再次找到清晰的像,故C正确,故选C;
D.用注射器向水透镜内注水,透镜会聚能力变强,焦距变短,故D错误。故选C。
32.(2019·苏州)将一凸透镜正对太阳,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如图所示。下列说法正确的是( )。
A.此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像;
B.仅在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜,可模拟近视眼的矫正;
C.将蜡烛移到30cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰等大的像;
D.将蜡烛移到40cm刻度处,移动光屏可在屏上得到清晰放大的像
【答案】B。
【解析】A、从图上看出,物距u=50.0cm-10.0cm=40.0cm。v=85cm-50cm=35cm,凸透镜u>2f,2f>v>f,成倒立、缩小的实像,此时像距大于二倍焦距,不会得到清晰的像,故A错误;
B、由A分析可知,像距较大要延迟光线会聚,应在凸透镜左侧附近放一合适的凹透镜,可模拟近视眼的矫正,故B正确;
C、u=v=2f,凸透镜成倒立等大的实像,由图可知,将蜡烛移到30cm刻度处,u=50cm-30cm=20cm≠2f,故移动光屏不能在屏上得到清晰等大的像。故C错误;
D、将蜡烛移到40cm刻度处,u=50cm-40cm=10cm,物距满足u<f,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上。故D错误。故选B。
33.(2019·河北)如图所示,小明将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜的成像规律。下列说法正确的是( )。
A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小
B.当光屏上成清晰像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像
C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像
D.当光屏上成清晰像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像
【答案】ABC。
【解析】A、根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故A正确;
B、发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像;当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜,能看到像。故B正确;
C、当蜡烛放在10cm处,物距u=40cm﹣10cm=30cm>2f,成倒立缩小的实像,故C正确;
D、若在蜡烛和透镜间放一远视眼镜,远视眼镜为凸透镜,对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,故D错误。故选:ABC。
34.(2019·菏泽)小明通过透镜观察“美丽潍坊”四个字,看到的情形如图所示,下列说法正确的是( )。
【答案】C。
【解析】图中看到字是倒立的,放大的像。应用了凸透镜成像时2f>U>f 时,在另一侧光屏上得到一个倒立、放大的实像,此透镜是凸透镜。
A、已知此透镜是凸透镜,凸透镜也可以成倒立、缩小的实像,故A错误;
B、凹透镜是矫正近视眼的眼镜。此透镜是凸透镜,故B错误;
C、此透镜是凸透镜,U>2f 时,在另一侧光屏上得到倒立、缩小的实像,照相机利用此原理,因此可以用来做照相机的镜头,故C正确。
D、由凸透镜成像规律可知,此时字到透镜的距离大于此透镜的焦距,故D错误。故选C。
35.(2019·百色)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32cm处,在透镜另一侧距透镜18cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,则( )。
A.光屏上所成的是倒立、放大的实像;
B.该透镜的焦距f小于9cm;
C.将点燃的蜡烛移至距透镜9cm处,不能观察到烛焰放大的虚像;
D.透镜位置不变,蜡烛和光屏位置互换,光屏上也得到烛焰清晰的像
【答案】D。
【解析】AB、蜡烛距离凸透镜32cm时,在透镜的另一侧18cm处光屏上得到一个清晰的像,物距大于像距,成倒立缩小实像;此时物体的位置在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,即32cm>2f;2f>18cm>f,解得:9cm<f<16cm,故AB错误;
C、将点燃的蜡烛移至距透镜9cm处,u<f,可以能观察到烛焰放大的虚像,故C错误;
D、光的折射现象中光路可逆,所以保持凸透镜位置不变,将蜡烛与光屏位置互换,光屏上仍能得到清晰的像。故D正确。故选:D。
36.(2019·盘锦)在探究“凸透镜成像规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此时光屏上出现了清晰的像(图中未画出),下列说法正确的是( )。
A.凸透镜焦距是15cm;
B.照相机利用了此成像规律;
C.蜡烛燃烧变短,光屏上的像也会向下移动;
D.保持蜡烛不动把凸透镜移动到35cm处,光屏向右移动,光屏上出现清晰的像
【答案】B。
【解析】AB、由图可知,u>v时,由凸透镜成像规律可知,此时在光屏上成倒立、缩小的实像,是照相机的工作原理,故B正确;
由图可知,物距u=50cm﹣20cm=30cm,像距v=65cm﹣50cm=15cm,则30cm>2f,f<15cm<2f,解得7.5cm<f<15cm,故A错误;
C、凸透镜成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,故C错误;
D、若将蜡烛放置在光具座35cm刻度线处,则u=50cm﹣35cm=15cm,因折射时光路是可逆的,所以此时的像距是30cm,则不需要移动光屏,光屏上就会出现清晰的像,故D错误。故选:B。
37.(2019·徐州)在“探究凸透镜成像规律”时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为刚才的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时的像( )。
A.是放大的;B.是缩小的;C.是等大的;D.以上三种都有可能
【答案】D。
【解析】在“探究凸透镜成像规律”时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,此时物距大于二倍焦距(u>2f),接着把物距调整为刚才的一半,则此时的物距应大于焦距(u′>f);
若此时的物距大于二倍焦距时,成的是倒立、缩小的实像;若此时的物距等于二倍焦距时,成的是倒立、等大的实像;若此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成的是倒立、放大的实像;
由此可知,光屏上的像可能是放大的,可能是缩小的,也可能是等大的,故D正确。
故选:D。
二、填空题
38.(2021·内蒙古中考真题)小华利用学过的知识制作照相机模型;她先用太阳光测出所用凸透镜的焦距;再用硬纸板制作两个粗细相差很少的纸筒,使一个纸简刚好能套入另一个纸筒内,并能前后滑动,在一个纸筒的一端嵌上凸透镜,另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜,如图1所示。
(1)制作模型时,小华测得凸透镜的焦距是10cm,则移动内筒使半透明薄膜距前端凸透镜的距离在___________cm到___________cm范围内才能找到清晰的像。
(2)小华用此照相机模型观察到物体的像如图2甲,想使半透明薄膜上的像变大些,如图2乙,应使镜头离被观察的物体___________(填“远一些”或“近一些”),同时调节内筒位置,使半透明薄膜上的像变得清晰。
【答案】10;20;近一些。
【解析】(1)照相机的物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,制作模型时,凸透镜的焦距是10cm,则移动内筒使半透明薄膜距前端凸透镜的距离在10cm到20cm范围内才能找到清晰的像。
(2)由图2甲,到图2乙,半透明薄膜上的像变大了,根据凸透镜成像的规律,物体靠近凸透镜,像远离凸透镜,像变大。应使镜头离被观察的物体近一些,同时调节内筒位置,使半透明薄膜上的像变得清晰。
39.(2021·甘肃兰州市)小亮做探究凸透镜成像规律的实验,将烛焰、凸透镜和屏移到如图所示的位置时,恰能在光屏中央得到一个清晰的像,跟这一成像原理相同的光学仪器是___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。若要使光屏上的像变大,则小亮应将蜡烛和光屏都向___________(选填“左”或“右”)移动。
【答案】照相机;右。
【解析】析图可知,此时物距大于像距,由此判断物体是在该凸透镜的两倍焦距以外,照相机就是根据这个原理制成的。
当物体离透镜越近时,光屏上的像越大,像离透镜越远,所以要使光屏上的像变大,则小亮应将蜡烛和光屏都向右移动。
40.(2021·黑龙江中考真题)如图所示,某同学在探究凸透镜成像规律实验中,他将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座50cm刻度线处,蜡烛放置在20cm刻度线处时,移动光屏可得到一个清晰倒立的、_______的实像(选填“放大”、“等大”、“缩小”);该同学又在蜡烛与凸透镜之间靠近凸透镜处放置一近视镜片,为了使光屏上再次呈现烛焰清晰的像,应将光屏沿着光具座向______移动(选填“左”或“右”)。
【答案】缩小;右。
【解析】物距为30cm,大于两倍的焦距,故成的是倒立的缩小的实像。
又在蜡烛与凸透镜之间靠近凸透镜处放置一近视镜片,近视镜片是发散光线的,故是凹透镜,故需要将光屏远离凸透镜,故将光屏向右移动。
41.(2020·黑龙江龙东)在“探究凸透镜成像规律”实验中,将凸透镜正对着太阳光,在距离凸透镜 15cm处得到一个最小最亮的光斑,则该透镜的焦距为 cm。若将一个物体放在此透镜前40cm处,可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立 (放大,等大,缩小)的实像。
【答案】15;缩小。
【解析】焦距是焦点到凸透镜光心的距离,凸透镜正对着太阳光,在距离凸透镜 15cm处得到一个最小最亮的光斑,光斑的位置即为焦点,故该透镜的焦距为15cm;当物距大于二倍焦距时,成倒立,缩小的实像,故物体放在此透镜前40cm处时,u=40cm>2f成成倒立,缩小的实像
42.(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】(1)倒立;(2)右;(3)上。
【解析】由图知,物距为: SKIPIF 1 < 0
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 SKIPIF 1 < 0 ,故需将光屏向右移动。
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。
43.(2020·江苏连云港)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,下表是小华同学实验时记录的几组数据,根据表中数据完成下列问题。
(1)此凸透镜的焦距为______cm;
(2)第3次实验中像距为______cm,判断依据是______。
【答案】(1)10;(2)30;(3)光路可逆。
【解析】(1)由表中第2次实验的数据,物距等于像距,像和物等大,
可知,此时u2=v2=2f=20cm;f=10cm,即该凸透镜的焦距为10cm。
(2)由实验第1次,u1=30cm,v1=15cm
成倒立缩小实像,由光路的可逆性可知:u3=15cm,v3=30cm
44.(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】在“探究凸透镜成像的规律”实验中,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;
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;
光屏能接收到的像是实像,虚像不可以用光屏接收,实像都是倒立的,虚像都是正立的。
故答案为:高度;两侧;实;倒立。
45.(2020•荆门)在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心在同一高度,如图所示。现进行如下操作:
(1)将蜡烛第一次放置在M处,第二次放置在N处,则蜡烛与所成像的位置关系为 。
A.两次都在凸透镜同侧
B.两次都在凸透镜两侧
C.第一次在凸透镜同侧,第二次在凸透镜两侧
D.第一次在凸透镜两侧,第二次在凸透镜同侧
(2)某次实验中将蜡烛放置在P处,光屏上所成的像在Q处,现将蜡烛放置在Q处,根据 原理,光屏上所成的像 (选填“在”或“不在”)P处。
【答案】(1)C;(2)光路可逆;在。
【解析】(1)蜡烛在M处时,物距小于1倍焦距,此时成虚像,所以像与蜡烛在凸透镜的同侧;蜡烛在N处时,物距大于2f,此时成倒立缩小的实像,像与物体在凸透镜的两侧,故ABD错误,C正确;
(2)将蜡烛放置在P处,光屏上所成的像在Q处,说明蜡烛发出的光经过凸透镜折射后会聚到Q点,根据光路可逆原理,现将蜡烛放置在Q处,光屏上所成的像 在P处。
故答案为:(1)C;(2)光路可逆;在。
46.(2020·龙东)在“探究凸透镜成像规律”实验中,将凸透镜正对着太阳光,在距高凸透镜 15cm处得到一个最小最亮的光斑,则该透镜的焦距为 cm。若将一个物体放在此透镜前40cm处,可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立 (放大,等大,缩小)的实像。
【答案】15;缩。
【解析】焦距是焦点到凸透镜光心的距离,凸透镜正对着太阳光,在距离凸透镜15cm处得到一个最小最亮的光斑,光斑的位置即为焦点,故该透镜的焦距为15cm;
当物距大于二倍焦距时,成倒立,缩小的实像,故物体放在此透镜前40cm处时,u=40cm>2f成成倒立,缩小的实像。
47.(2020·新疆)如图所示,在探究凸透镜成像规律时,将焦距为10 cm的凸透镜A固定在光具座上50 cm刻线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。首先调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在_________高度,再将点燃的蜡烛放置在光具座上30 cm刻线处,移动光屏到_________cm刻线处,烛焰在光屏上成清晰的像,接着保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换成焦距为8 cm的凸透镜 B并保持位置不变,为使烛焰在光屏上成清晰的像,应将光屏向_________(填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)同一;(2)70;(3)左。
【解析】首先调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度上。
将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm刻线处,此时物距为20cm,等于2倍焦距,移动光屏到70cm刻线处,此时像距也是2倍焦距,烛焰在光屏上成倒立等大的实像。
保持蜡烛的位置不变,换成焦距为8cm的凸透镜B并保持位置不变,此时物距大于2倍焦距,应将光屏向在左移动,使像距在1倍焦距和2倍焦距之间,可使烛焰在光屏上成倒立缩小的实像。
48.(2020•广州)如图所示物体MN放在凸透镜前,0cm处为凸透镜光心,M点发出的光线a平行于主光轴。
①凸透镜的焦距为 cm。
②画出光线b经光心后的光线。
③物体MN经凸透镜成的像相对于物是 (选填“放大”“等大”“缩小”)的。
④要使光线a经凸透镜后的光线经过K点,应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动? 。
【答案】①3.0;②见上图;③缩小;④水平向左。
【解析】①由图可知,光线a平行于主光轴,经凸透镜折射后与主光轴的交点即为焦点,光心O到这一点的距离为焦距,则该凸透镜的焦距为3.0 cm。
②过凸透镜光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,据此画出光线b经光心后的光线,如图所示:
③由图知,物距u=8.0cm,大于2倍焦距,由凸透镜成像规律可知此时成倒立缩小的实像,即物体MN经凸透镜成的像相对于物是缩小的;
④因光线a的入射点和光心的距离不变(等于MN),且凸透镜的焦距不变,所以两次光线a的折射光线应平行,作出光线a经凸透镜后的光线经过K点的光路图,如图所示,所以应将凸透镜水平向左移动,
故答案为:①3.0;②见上图;③缩小;④水平向左。
49.(2020•北京)某同学利用焦距为f1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f的凸透镜(f<f1),为在光屏上得到清晰的像,光屏应向 侧移动。
【答案】(1)都变大;(2)左。
【解析】(1)由图甲、乙、丙所示现象可知,凸透镜成实像时,随物距变小,像距变大、像变大;
(2)在图乙所示的实验中,将焦距为f1的凸透镜换为焦距为f的凸透镜,凸透镜的焦距变小,对光线的会聚能力变强,蜡烛火焰发出的光线经凸透镜后提前会聚成像,使像距变小,要得到清晰的像,光屏应向左移动。
故答案为:(1)都变大;(2)左。
50.(2020•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】(1)需要;(2)甲;(3)C;(4)丁。
【解析】(1)进行凸透镜成像实验时,烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,像才能呈在光屏的中央位置,所以需要点燃蜡烛后再调节实验器材高度。
(2)凸透镜成实像时,甲图,物距大于像距,凸透镜成倒立、缩小的实像;乙图,物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像。
(3)甲图,凸透镜成倒立、缩小的实像,
当u>2f,2f>v>f 时,成倒立缩小的实像;
u=50cm﹣20cm=30cm,30cm>2f,
v=65cm﹣50cm=15cm,2f>15cm>f,
解得,15cm>f>7.5cm ①
乙图,2f>u>f,v>2f 时,成倒立放大的实像,
u=50cm﹣32cm=18cm,2f>18cm>f,
v=73cm﹣50cm=23cm,23cm>2f,
解得,11.5cm>f>9cm ②
由①②得,11.5cm>f>9cm,
所以凸透镜的焦距可能是10cm,故选C。
(4)丙图,像成在视网膜的前方,是近视眼,需要凹透镜矫正。
丁图,像成在视网膜的后方,是远视眼,需要凸透镜矫正。
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,说明所放的镜片对光线有会聚作用,是矫正远视眼的凸透镜,故选丁图。
故答案为:(1)需要;(2)甲;(3)C;(4)丁。
51.(2020•绥化)如图是“探究凸透镜成像的规律”的装置图,凸透镜的焦距是10cm。
(1)点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心在 上。
(2)将实验器材按图中位置放置,光屏上烛焰的像是倒立、 的实像,应用此规律工作的是 。(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)
(3)将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,要在光屏上成清晰的像,光屏应向 凸透镜的方向移动。(填“靠近”或“远离”)
(4)实验中,不小心用指尖触摸到了凸透镜,这时光屏上的像 。(填“变暗”“无变化”或“变残缺”)
【答案】(1)同一高度;(2)放大;投影仪;(3)靠近;(4)变暗。
【解析】(1)为了实验的需要,根据实验的要求,将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心必须放在同一水平高度上,烛焰的像才能成在光屏的中央;
(2)由图可知,此时的物距为15cm,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)将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,相当于增大了物距,要在光屏上成清晰的像,需要减小像距,即光屏应向靠近凸透镜的方向移动;
(4)不小心用手指指尖触摸了凸透镜,由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像;因为此时凸透镜会聚光线的数量减少,所以此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些。
故答案为:(1)同一高度;(2)放大;投影仪;(3)靠近;(4)变暗。
52.(2019·遂宁)为保障市民的出行安全,交管部门在很多十字路口安装了监控摄像头,它可以拍下违章车辆的现场照片,拍照时,摄像头的镜头相当于一个______(选填“凸”或“凹)透镜,所成的像是______(选填“放大”,“缩小”或“等大”)的实像,当车辆远离摄像头时,所成的像将会______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】凸;缩小;变小。
【解析】拍照时,摄像头的镜头相当于一个凸透镜;
照相机和摄像头的原理:当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像;
当车辆远离摄像头时,物距增大,像距减小,像变小。
故答案为:凸;缩小;变小。
53.(2019·镇江)在探究凸透镜成像规律的实验中,应使烛焰和光屏的中心在凸透镜的______上;图中光屏上可成清晰的像,它应是倒立、________的实像,此成像特点与_______(选填“投影仪”或“照相机”)的相同;为模拟近视眼,可将凸透镜向______移动少许。
【答案】(1)主光轴;(2)缩小;(3)照相机;(4)左。
【解析】为使像成在光屏的中央,应使烛焰,透镜光心,光屏中心位于同一高度,即位于凸透镜主光轴上;
由图像可知,此时物距大于像距,成倒立缩小的实像;
凸透镜成倒立缩小的实像时,应用为照相机;
近视眼是像落在视网膜的前方,因此为模拟近视眼,可将凸透镜向左移动少许,使像会聚在光屏前方。
考点三:透镜成像规律实验
1.(2021·福建中考真题)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)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)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
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)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)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。
2.(2021·广东深圳市)在探究“凸透镜成像规律”的实验中
(1)当透镜移至如图甲所示位置时,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距是______cm;
(2)若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示,想得到一个倒立等大的实像,那么需要将光源向______移动(选填“左”或“右”),除了要将光源移动以外,还需要将光屏______凸透镜(选填“靠近”或“远离”)。
【答案】8.0;右;靠近。
【解析】(1)从图甲可以看到,透镜左边是平行于主光轴的光,透镜移至如图甲所示位置时,光屏上出现一个最小最亮的光斑,那么这个光斑所在的位置就是透镜焦点所在的位置,透镜对应的位置是10.0cm,光屏对应的位置是18.0cm,那么焦距
SKIPIF 1 < 0
该凸透镜的焦距是8.0cm。
(2)若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示,可看到物距是20.0cm,像距是20.0cm,
由图可知该凸透镜的焦距是8.0cm,想得到一个倒立等大的实像,根据凸透镜的成像规律可知,物距应该等于两倍焦距,即是物距是16.0cm,像距也是等于两倍焦距,像距是16.0cm,从图乙可以看到,这时光源要向右移动,到达34.0cm的位置,这时物距才是16.0cm,除了要将光源移动以外,还需要将光屏靠近凸透镜,到达66.0cm的位置,这时像距才是16.0cm。
3.(2021·江苏中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)将凸透镜正对太阳,可在凸透镜后方得到一个最小、最亮的光斑,则光斑到凸透镜光心的距离为凸透镜的_____________。
(2)如图甲所示,此时烛焰在光屏上成清晰的像,则像的性质是__________。
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像
(3)保持烛焰和光屏位置不变,取走凸透镜,则光屏上(____)
A.成正立、等大的实像 B.成倒立、等大的实像
C.成正立、等大的虚像 D.不成像
(4)保持烛焰和光屏位置不变,在原凸透镜位置换上另一个透镜模拟近视眼的成因。接着小莉和小华分别用自己的近视眼镜来模拟视力矫正。小莉的眼镜放在透镜前时,像仍成在光屏前方:小华的眼镜放在透镜前时,光屏上恰能成清晰的像.整个实验过程中用到的四块透镜如图乙所示,则放小华的眼镜时,实验所用的两块透镜分别是____________(填编号)。
【答案】焦距;B;D;①③。
【解析】(1)凸透镜对光有会聚作用,会将平行于透镜主光轴的光会聚于主光轴上的一点,这个点叫做该透镜的焦点,从焦点到透镜光心的距离叫透镜的焦距。
(2)分析图可知,此时物距大于像距,又能在光屏上成像,说明物体放在了该透镜的两倍焦距以外,成倒立缩小的实像,故ACD不符合题意;B不符合题意。故选B。
(3)保持烛焰和光屏位置不变,取走凸透镜,光直接照射到光屏上,不能被会聚成像,所以此时光屏上不成像。故ABC不符合题意;D符合题意。故选D。
(4)由题可知,保持烛焰和光屏位置不变,在原凸透镜位置换上另一个透镜模拟近视眼的成因。形成近视眼是因为眼睛晶状体太厚,折光能力太强,成像在视网膜的前方。四块透镜中的①②为凸透镜来模拟眼睛,是由②换成了①;小华的眼镜放在透镜前时,光屏上恰能成清晰的像,说明小华的眼镜对光的发散作用比小莉的大,是凹透镜中的③。故实验所用的两块透镜分别是①③。
4.(2021·广西贵港市)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,凸透镜的焦距为10cm。实验中,调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在_______。将一支点燃的蜡烛放在凸透镜前18cm处,光屏上得到清晰的像。然后在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片,光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像,应将光屏_______凸透镜。
【答案】同一高度;远离。
【解析】为了使像呈现在光屏的中心,应该调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用,可以使像变远,故在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片,想在光屏上重新得到清晰的烛焰像,应将光屏远离凸透镜。
5.(2021·贵州中考真题)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,华华同学进行了如下实验:
(1)按图甲所示操作,测得凸透镜的焦距为______cm;
(2)调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示,发现光屏上得到一个倒立______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰实像;
(3)若蜡烛和光屏的位置保持不变,将凸透镜移动到60cm处,光屏上的像模糊不清,这与______(选填“近视眼”或“远视眼”)相似。
【答案】10.0;放大;近视眼。
【解析】(1)焦距是指从焦点到凸透镜光心的距离,由图甲可知焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)由图乙可知,物距为u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
2f>u>f
光屏上得到一个倒立放大的实像。
(3)若蜡烛和光屏的位置保持不变,将凸透镜移动到60cm处,物距变大,像距变小,像成在光屏的前方,近视眼的晶状体变厚,会聚能力增强,像呈在视网膜的前方,这与近视眼相似。
6.(2021·辽宁中考真题)小明用焦距为10cm的凸透镜等器材,探究凸透镜成像规律。
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,点燃蜡烛调节它们的位置如图所示,此时小明发现光屏上的像位于光屏的______(填“上方”或“下方”),为了使像成在光屏中心,应将蜡烛向______调节;
(2)小明正确调节后,在光屏中心承接到了一个倒立、______的实像,这样小明得出了u>2f时凸透镜成像的特点。经过思考,小明觉得自己得出结论的过程不够完善,为了使结论具有普遍性,他应该将蜡烛移到______(填“一倍和二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”)的其它位置进行多次实验;
(3)通过多次实验,小明发现当f
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