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中考物理专题训练 考点6:透镜及其应用
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一、选择题
1. (北京,10,2)小军做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35cm刻度线处,如图4所示。移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是
A. 光屏上呈现的是烛焰的虚像
B. 光屏上呈现的是烛焰正立的像
C. 光屏上呈现的是烛焰放大的像
D. 该实验现象能说明照相机的成像特点
【答案】C
【解析】本题主要考查凸透镜成像规律,蜡烛放置在35cm刻度线处,物体在一倍焦距和二倍焦距之间根据凸透镜成像规律可知,此时成的是倒立放大的实像。光屏上可以呈接的像都是实像,故A选项错误;实像都是倒立的,故B选项错误;像是倒立、放大的,故C选项正确;照相机成的是倒立、缩小的实像,成倒立、放大的像的有:投影仪、幻灯机。故D选项错误。
2. (广西柳州,9,3)如图6所示,能正确表示照相机成像原理的是
【答案】D
【解析】光线经过凸透镜后会发生偏折,经过凸透镜的三条特殊光线是:平行于主光轴的光线过另一侧的焦点,过光心的光线传播方向不变,过焦点的光线经过凸透镜后平行于主光轴。而ABC三个图中光线没有经过光心,传播方向也没有变化故均是错误的,D是过光心的光线传播方向不变,故D正确。
3. (河南省,题号11,分值2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于图5所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是( )
A. 光屏上成倒立、缩小的实像
B. 图中成像特点与照相机的成像特点相同
C. 透镜不动,蜡烛向左移动,光屏向右移动,可再次得到清晰的像
D. 透镜不动,将蜡烛与光屏互换位置,光屏上仍能得到清晰的像
【答案】D
【解析】物距小于像距,该图与投影仪原理相同,成的是倒立放大的实像,所以A对,B错;凸透镜成像规律实验中,物和像移动方向相同,C选项中蜡烛左移,光屏也应该左移,才能再次成像;D根据光路是可逆的,蜡烛与光屏互换位置后仍可成清晰的像。
4. (年黑龙江省齐齐哈尔市,11,3分)
【答案】AC
【解析】根据凸透镜成像的规律的相关知识,结合题意来分析解答;
A.幻灯机的工作原理是当物体到凸透镜的距离在一、二倍焦距之间时呈一个倒立放大的实像,故A正确;
B.放电影时,使用是投影仪,工作原理为当物体到凸透镜的距离在一、二倍焦距之间时呈一个倒立放大的实像,故B错误;
C.放大镜的工作原理是当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时呈一个正立放大的虚像,故C正确;
D.凸透镜对光有会聚作用,生活中用凸透镜矫正远视眼,故D错误。
5. (湖北省黄石市,题号25,分值3)
【答案】D
【解析】玻璃杯中装水形成一个柱形水凸透镜,当从水面上方观察到的指路牌箭头指向右方,指路牌在水凸透镜的二倍焦距以外,经过水凸透镜相变成指向左方的实像,故A错误;由于水凸透镜是柱形的,指路牌上下宽度不变,故B错误;指路牌上的字上下不不变,故C错误;此原理类似于照相机成像,故D正确。关键点解读:因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子,中间厚边缘薄,这种圆柱形凸透镜会使物体的左右方向长度发生变化,而上下方向长度不变。
6.(湖南省衡阳市,题号4,分值2)如图所示,下列光学现象及其解释正确的是
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人配戴的回透镜可以正远视眼
C.图内中,海市质楼是由于光的折射现象形成的
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不循光的反射定律
【答案】C
【解析】小孔成像是倒立的实像,A错误;佩戴凹透镜可以矫正近视眼,B错误;海市蜃楼是由于光通过密度不均匀的空气时发生折射形成的,C正确;镜面反射和漫反射均遵循光的反射定律,D错误。
7. (湖南省衡阳市,题号7,分值2)如图所示,小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处,移动光屏至80cm起刻度线处,在光屏上得到烛焰请晰的像,以下说法正确的是
A.此时光屏上成倒立缩小的实像
B.此成像原理可以应用在放大镜上
C.保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动,光屏也要向左移动才能在光屏上得到一个清晰的像
D.保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜在蜡烛与光屏之间移动,不可能再次在光屏上成
清晰的像
【答案】C
【解析】根据题意可知,物距u=50cm-35cm=15cm,像距v=80cm-50cm=30cm,像距大于物距,且在光屏上成清晰的像,所以7.5cm<f<15cm,成倒立、放大的实像,此原理应用于投影仪等设备上,所以A、B错误;保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动,物距变大,像距将变小,要成一个清晰的像,光屏应向左移动,C正确;保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜在蜡烛与光屏之间移动,根据光路可知可知,只要物距等于30cm,像距等于15cm,在光屏上可以得到一个清晰的像,D错误。
8. (山东聊城,11,4) 下列有关光现象的说法正确的是( )
A.“小孔成像”是光沿直线传播形成的虚像
B.在平静的东昌湖面可以看到蓝天白云,这是光的反射现象
C.烛焰经凸透镜成实像时,当烛焰靠近透镜,烛焰的像一定远离透镜
D.电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色条合成的
【答案】BCD
【思路分析】(1)(2)光在自然界中存在三种光现象:光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:平面镜成像、水中倒影等;
当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向的会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等;
(3)凸透镜成实像时,物距变小,像距变大;
(4)光的三原色是红、绿、蓝。
【解题过程】解:
A、“小孔成像”是光沿直线传播形成的实像,故A错误;
B、在平静的东昌湖面可以看到蓝天白云,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B正确;
C、烛焰经凸透镜成实像时,当烛焰靠近透镜,物距减小,像距变大,烛焰的像一定远离透镜,故C正确;
D、电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色条合成,故D正确。
故选:BCD。
9.(山东临沂,15,2) 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,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
【答案】C
【思路分析】(1)根据像距和物距的关系焦距的大小;
(2)根据焦距的大小,由物距与焦距的关系进行判断;
(3)凸透镜成实像时,具有物近像远像变大的特点;
(4)物距小于焦距,成正立、放大的虚像。
【解题过程】解:A、由图可知,此时的物距为20cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10cm,故A错误;
B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为50cm﹣20cm=30cm>2f,成的是倒立、缩小的实像,故B错误;
C、将蜡烛移动到35cm刻度处,u=50cm﹣35cm=15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故C正确;
D、将蜡烛移动到45cm刻度处,u=50cm﹣45cm=5cm,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。
故选:C。
10. (山东泰安,13,2) 在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是( )
①光屏上成倒立、放大的实像
②照相机是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm
④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜
A.只有①和③ B.只有②和④ C.只有②和③ D.只有①和④
【答案】C
【思路分析】凸透镜成像时,得到的实像都是倒立的,所以蜡烛放在距凸透镜30cm处时,在透镜的另一侧的16cm处得到一个清晰的实像,且物距大于像距。根据凸透镜成像的规律可以得出物体的位置,根据物体位置列出不等式,解不等式得出结果。当凸透镜成实像时,物近像远像变大;物远像近像变小;近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用。
【解题过程】解:蜡烛距离凸透镜30cm时,在透镜的另一侧16cm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,是照相机的原理;故①错误,②正确;
此时物体在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,
即30cm>2f;2f>16cm>f,
解得:8cm<f<15cm。故③正确;
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,为使光屏上看到清晰的像,采取的方法为:使光屏远离透镜,使像成在光屏上,故④错误。
故选:C。
11. (山东省烟台市,8,2分)
在“探究凸透镜成像的规律”的实验中.所用凸透镜焦距为10cm.当蜡烛从如图4所示的A位置逐渐移到B位置的过程中,像距及其像的变化情况是
A.像距增大,像变大 B.像距减小,像变大
C.像距减小,像变小 D.像距增大,像变小
【答案】A
【解析】掌握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。
凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,像也越大。
凸透镜的焦距是10cm,将点燃的蜡烛从A位置逐渐移到B位置的过程中,由于物距减小,则像距变大,像变大。
故选:A。
12. (山东枣庄,5,2) 近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,
利用“自拍神器”可以( )
A.增大像距 B.增大像的大小
C.缩短景物到镜头距离 D.增大取景范围
【答案】D
【思路分析】“自拍神器”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小。
【解题过程】解:
凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小像距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果,故D正确,ABC错误。
故选:D。
13. (山东淄博,第10题,2分)在探究凸透镜成像规律的实验中,将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后20 cm的光屏上出现一个等大倒立的像。如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,则( )
A. 光屏上会出现倒立放大的实像
B. 将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像
C. 将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
D. 无论怎样移动光屏,光屏上均找不到像
【答案】B
【解析】本题考查的是透镜相关知识。光屏上出现倒立等大的像,说明u=v=2f=20cm,f=10cm;蜡烛移动到凸透镜前25cm处,u>2f,f<v<2f,光屏要靠近凸透镜,成倒立缩小的实像,故B正确,A 、C、D错误。
14. (天津,11,3) 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( )
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的
C.当v=24cm时,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成
D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,像会逐渐变小
【答案】ACD
【思路分析】(1)当u=v=2f时,成倒立、等大的实像;
(2)(3)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,应用于放大镜和老花镜。
(4)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解题过程】解:
A、由表中的数据可知,实验3中,u=v=30cm,此时u=2f,f=15cm,故A正确;
B、当u=25cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的,故B错误;
C、当v=24cm时,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,则物距大于二倍焦距,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成,故C正确;
D、若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,物距变大,像距变小,像变小,故D正确。
故选:ACD。
15. (云南省昆明市,第5题,3分)如图所示,若想在位于凸透镜右边的光屏上(图中光屏未画出)得到一个烛焰清晰放大的像,那么点燃的蜡烛应置于图中的( )
A.a 点 B. b 点 C.c 点 D.d 点
【答案】C
【解析】要在光屏上得到放大的像,必须满足f<u<2f,则点燃的蜡烛应置于图中的C点,故选C。
16.(浙江湖州,5,3) 小华在研究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时,得到一个最小最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是( )
A.若蜡烛放置在10厘米刻度线处,移动光屏,在光屏上都不能呈清晰的像
B.若蜡烛放置在30厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰缩小的像
C.若蜡烛放置在35厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
D.若蜡烛放置在45厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
【答案】C
【思路分析】本题考查凸透镜焦距和凸透镜成像的特点,要掌握凸透镜成像特点与物距、像距的关系,(1)根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,焦点到凸透镜的距离为焦距,让平行光射到凸透镜上,调出最小最亮的光斑为凸透镜的焦点,亮斑到凸透镜的距离为焦距;
(2)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。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,物像在凸透镜的异侧。
u<f,成正立、放大的虚像,物像在凸透镜的同侧来解答此题。
【解题思路】解:A、若蜡烛放置在10厘米刻度线处,物距u=50cm﹣10cm=40cm,满足u>2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。移动光屏,在光屏上能呈清晰的像,故A错误;
B、若蜡烛放置在30厘米刻度线处,物距u=50cm﹣30cm=20cm,满足u=2f。由凸透镜成像规律可知,成倒立、等大的实像,故B错误;
C、若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm﹣35cm,满足2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像,故C正确;
D、若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm﹣45cm=5cm,满足u<f,由凸透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故D错误。
故选:C。
17. (哈尔滨市,17,2分)
【答案】B
【解析】甲图:墙上出现手影——手挡住了光沿直线传播的路径,故A正确,不符合题意;乙图:从不同角度能看见光屏上的实像——光发生漫反射,故B不正确,符合题意;丙图:平行光经凹透镜后的现象——凹透镜对光由发散作用,故C正确,不符合题意;丁图:小明通过平面镜看到小猫,同时小猫通过平面镜也看到小明——反射时光路可逆,故D正确,不符合题意.
18. (绥化市,4,2分)
【答案】C
【解析】近视眼成像在视网膜前,用凹透镜矫正,故A不正确,C正确;远视眼成像在视网膜后,用凸透镜矫正,故B、D不正确.
19.(湖北咸宁,4,2)由我国成功发射的世界首颗量子科学实验卫星被命名为“墨子号”。墨子第一次用科学方法解释了光沿直线传播,启发了量子通信。如图所示各选项中光现象的原理与墨子的这一解释相符的是( )
A.
日食现象
B.
雨后“彩虹”
C.
水中“倒影”
D.
放大镜把字“放大”
【答案】A
【思路分析】(1)光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,如:透镜的应用、池水变浅了等。
(2)光在同一均匀介质中是沿直线传播的,应用的实例有:小孔成像、影子的形成、日食和月食现象;
(3)光的反射是指光线遇到障碍物被反射回来的现象,比如我们平时看到的物体,平面镜成像等。
【解题过程】解:A、日食是光的直线传播形成的,故A正确;
B、雨后天空中出现彩虹,是光的色散现象,故B错误;
C、水中的倒影是平面镜成像,其实质是光的反射,故C错误;
D、用放大镜观看报纸是利用了凸透镜可以成放大的、正立的虚像的原理,属于光的折射,故D错误。
故选:A。
20. (湖北咸宁,6,2)一凸透镜的焦距为15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处沿主光轴移到20cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )
A.像变大,像距变大 B.像变小,像距变小
C.像变大,像距变小 D.像变小,像距变大
【答案】A
【思路分析】掌握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。
凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,像也越大。
【解题过程】解:凸透镜的焦距是15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处移到20cm处的过程中,物距始终大于焦距,因此凸透镜成实像,由于物距减小,则像距变大,像变大。
故选:A。
21. (湖北省孝感市,题号2,分值3)
【答案】A。
【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播引起的,当月亮运动到阴影部分,不反射太阳光就看不到月亮形成月食,选项A正确;水面相当于平面镜,塔在其中形成倒影,是光的反射形成的虚像,选项B错误;放大镜是凸透镜成像原理的应用,成正立放大的虚像;凸透镜对光有会聚作用;选项C错误; 近视眼是由于晶状体过凸,焦距较短,成像在视网膜的前方,带凹透镜纠正。选项D错误。故选A。
22. (辽宁省辽阳市,第8题,2分)
【答案】A
【解析】电影放映机是幻灯机,其镜头相当于一个凸透镜,故A正确;国旗是红色的,因为它反射红光,吸收其它色光,故B错误;电影放映厅的灯可以单独工作,是并联的,之所以能够同时亮,同时灭,是因为控制它们的开关接在干路中,故C错误;光的三原色是红、绿、蓝,黄光不是三原色之一,故D错误。
23. (内蒙古自冶区包头市,4,3分)
如图所示,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,此时在光屏中心已成烛焰清晰的像,下列说法正确的是
A .此时烛焰在光屏上的成像特点于投影仪成像特点相同
B.若蜡烛移至20cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C.若蜡烛移至45cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D.在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,将光屏左移可再次成清晰的像
【答案】B
【解析】根据凸透镜成像的规律的相关知识,结合题意来分析解答;
A.由题意可知,此凸透镜的焦距为10cm,此时蜡烛到凸透镜的距离为25cm,大于二倍焦距,此时呈一个倒立、缩小的实像,照相机成像的特点与之相同,故A错误;
B.将蜡烛移至20cm处,此时物距为30cm,大于二倍焦距,可在光屏上呈现烛焰清晰的倒立、缩小的实像,故B正确;
C.若蜡烛移至45cm处,此时物距为5cm,小于一倍焦距,此时呈一个正立、放大的虚像,不能呈现在光屏上,故C错误;
D.近视镜是凹透镜,对光有发散作用,所以在烛焰和凸透镜之间放一副近视镜后,要在光屏上得到清晰的像应将光屏右移,故D错误.
24. (四川省德阳市,20,3分)
对一些实例和对应解释,下列说法中中正确的是( )
A. 看见水中的鱼儿---光的直线传播
B. 太阳下人影相随---光的反射
C.近视眼镜的镜片----凸透镜
D. 用镜子增大空间感---平面镜成像
【答案】D
【解析】生活中的光现象主要分为以下三种:
(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:平面镜成像、水中倒影等;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向的会偏折,发生折射现象,如:筷子弯折、池水变浅、凸透镜成像等。
A、看见水中的鱼儿是由于光在水面发生折射形成的虚像,不是光的直线传播,故A错误;
B、太阳下人影相随是光的直线传播形成的,不是光的反射,故B错误;
C、近视眼镜的镜片对光的发散作用,属于凹透镜,故C错误;
D、用镜子增大空间感是利用了平面镜成像,故D正确。
故选:D。
25. (四川省资阳市,4,3分)
【答案】A
【解析】(1)平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,像和物体大小相同,它们到镜面的距离相等。
(2)远视眼和老花眼是由于晶状体太薄或眼球的前后方向太短,像成在视网膜的后方,故用凸透镜来矫正。
(3)影子是光照在不透明的物体上,由于光是沿直线传播的,不能照到物体的背面,就在物体的背面形成一个黑暗的区域。
(4)凸透镜成实像时,2f>u>f时,v>2f,成倒立、放大的实像。
【解答】解:
A、因为平面镜成正立等大的虚像,像和物体大小相同,它们到镜面的距离相等,所以小明后退时,他在镜中像的大小将不变,故A错误;
B、老花眼可以利用凸透镜进行矫正,所以老花镜是凸透镜,故B正确;
C、当光遇到不透明物体时,在物体的后方形成一个暗区,这就是所谓的影子;“对影成三人”中的“影”是光的直线传播形成的,故C正确;
D、探究凸透镜成像的规律时,烛焰从1.1f处移到1.8f处,满足2f>u>f,烛焰移动了0.7f,则v>2f;因为物距增大时,像距增大,像移动的距离大于物体移动的距离,所以烛焰的像移动距离大于0.7f,故D正确。
故选:A。
26.(福建B卷,9,2) 在探究凸透镜成像特点实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图,此时能在光屏上看到烛焰清晰的像。若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10cm,调节光屏位置,可在光屏上看到( )
A.缩小的实像 B.放大的实像 C.缩小的虚像 D.放大的虚像
【答案】A
【思路分析】(1)u=v时,成的是倒立、等大的实像;
(2)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
【解题过程】解:由图可知,此时的物距为20cm,像距为20cm,物距等于像距,物体在二倍焦距处,成的是倒立、等大的实像;
保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10cm,物距变大,像距变小,像变小,故成缩小的实像,故A正确。
故选:A。
27. (广东深圳,2,3)用一个焦距为10cm的放大镜来观察邮票细节,放大镜与邮票的距离应( )
A.大于20cm B.等于10cm
C.小于10cm D.在10cm与20cm之间
【答案】C
【思路分析】凸透镜成像时,u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
【解题过程】解:用凸透镜观察较小的邮票图案,要使邮票放大,把凸透镜作为放大镜使用,邮票到凸透镜的距离一定小于凸透镜的焦距10cm。故ABD错误、C正确;
故选:C。
28. (广西北部湾,7,2)如图所示,使用手机摄像头扫描維码时,成缩小的实像。下列仪器成像特点与共相同的是( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.显微镜
【答案】B
【思路分析】根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机。
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
【解题过程】解:已知手机摄像头是一个凸透镜,使用手机摄像头扫描維码时,成缩小的实像。
A、放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像工作的。不符合题意。
B、照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的。符合题意;
C、投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像工作的。不符合题意。
D、由显微镜成像原理知:物体经物镜折射后,成倒立放大的实像,这个像正好处在目镜的焦点之内,又经目镜成正立、放大的虚像,此时的目镜相当于一个放大镜;不符合题意。
故选:B。
29.(湖北荆门,4,3) 关于生活中的光现象,下列说法正确的是( )
A.凸透镜成实像时对光线有会聚作用,成虚像时对光线有发散作用
B.平面镜成像时,物体与平面镜距离越远,所成的虚像越小
C.眼睛近视了看不清书本上的字,应该配戴用凸透镜做成的眼镜,可以起到放大作用
D.因为光的折射,我们观察到日出的时刻会比实际日出时间早
【答案】D
【思路分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;
(2)平面镜成像特点,物像等大;
(3)近视眼成像在视网膜前方,戴凹透镜进行矫正;
(4)由光发生折射时的光线偏折情况和光在均匀介质中沿直线传播解答。
【解题过程】解:
A、不管凸透镜成实像还是成虚像,凸透镜对光线都有会聚作用,故A错误;
B、由平面镜成像的特点可知,物像等大,像的大小与物体到平面镜的远近无关;因此,平面镜成像时,物体与平面镜距离越远,所成的虚像也不会变小,故B错误;
C、近视眼是由于晶状体的凸度增大,或眼球前后径过长,形成的像就会落在视网膜的前方;近视眼应该佩戴具有发散作用的凹透镜加以矫正(使光线延迟会聚,像成在视网膜上),而不是配戴用凸透镜做成的眼镜,故C错误;
D、地球表面上有大气层,且大气层并不是均匀的,阳光射入大气层时会发生折射现象;当太阳还在地平线以下时,由于光的折射,人们能够提前观察到日出,即观察到日出的时刻会比实际日出时间早;故D正确。
故选:D。
30. (江苏常州,14,2) 蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎风蝶,他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲,为了拍摄照片乙,应
A.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C.相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D.相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
【答案】A 【解析】本题考查了凸透镜成像规律、照相机等知识点。甲照片的像比较小,乙照片的像比较大,根据凸透镜成像动态规律“物近像远像变大”得到:要减小物距,增大像距,相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸,A选项符合题意。
31. (江苏淮安,7,2) 如图所示,蜡烛在光屏上成清晰的像,凸透镜焦距为18cm。下列说法正确的是( )
A.所成的像是虚像
B.所成的像是倒立、放大的
C.蜡烛向左移动所成的像变大
D.照相机是利用这一成像原理制成的
【答案】B
【思路分析】(1)光屏上能承接到的像是实像。凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像;
(2)凸透镜成实像时,像距变小,像变小。
【解题过程】解:
ABD、由图可知,物距u=50cm﹣20cm=30cm,物距f<u<2f,成倒立放大的实像,其应用是投影仪,故AD错误、B正确;
C、蜡烛向左移动,物距变大,像距变小,所成的像变小,故C错误。
故选:B。
32. (四川成都,30,2)下列对光现象的分析,合理的是( )
A.近视眼镜的镜片采用凹透镜是因为凹透镜对光有会聚作用
B.眼睛能看见物体是因为眼睛发出的光到达了该物体
C.兴隆湖中出现科学城建筑的倒影是因为光从空气进入了水
D.雨后天空出现彩虹是因为水珠对不同颜色的光折射程度不同
【答案】D
【思路分析】(1)近视眼镜是凹透镜;
(2)能够看到周围的物体,是因为有光线或反射光线射入人的眼睛;
(3)倒影属于平面镜成像;
(4)彩虹是光的色散形成的。
【解题过程】解:
A、近视眼镜的镜片采用凹透镜是因为凹透镜对光有发散作用,故A错误;
B、能够看到周围的物体,是因为有光源或反射光线射入人的眼睛。眼睛不是光源,不会发光,故B错误;
C、兴隆湖中出现科学城建筑的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C错误;
D、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,因为水珠对不同颜色的光折射程度不同,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D正确。
故选:D。
33. (广东省广州,12,3分)将物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲凸透镜成正立放大的像,通过乙透镜成倒立缩小的像,图11是平行于主光轴的光线通过甲透镜的光路图,图12中哪副图可能是平行于主光轴的光线,通过乙透镜的光路图( )
【答案】A
【解析】由图11可知,甲透镜的焦距为20cm,将物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲凸透镜成正立放大的像,通过乙透镜成倒立缩小的像,所以物距小于甲的焦距20cm,大于乙的2倍焦距,可以得出乙的焦距小于10cm,结合四个选项,故选A。
34.(河北,19,2分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透锁和光屏的位置如图6所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。则下列说法正确的是( )
A.照相机应用了这一成像规律
B.蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像会向下移
C.蜡烛不动,将透镜移至35cm处,移动光屏可能得到倒立的消晰像
D.更换一个焦距小的凸透镜,只移动透镜仍可在光屏上得到清晰的像
【答案】D
【解析】本题主要考查凸透镜成像规律及其应用。有图可以看出像距大与物距所以成的是倒立放大的实像,应用是投影仪幻灯机,故A选项错误;当蜡烛燃烧一段时间后蜡烛向下移光屏上的像会上移,故B选项错误;现在物距,当透镜移到35cm处时成正立、放大的虚像,故C选项错误;排除法选D。
35.(湖北省黄冈市,2题,3分)下列判断错误的是 ( )
A.医生用小镜子检查牙齿利用了平面镜成像 B.近视眼应配戴合适的凸透镜来矫正
C.池水看起来比实际的浅是由光的折射产生的 D.手机拍照时成的是物体缩小的实像
【答案】B
【解析】医生为了看清牙齿的背部使用的平面镜一方面利用了平面镜成像,另一方面改变了光的传播方向,故A说法正确,不符合题意;近视眼是因为像成在了视网膜的前面,所以要使用具有发散作用的凹透镜来矫正,B说法错误,符合题意;池水看起来比实际的.浅是由光的折射产生的,C说法正确,不符合题意;用照相机拍照,可以成一个倒立、缩小的实像,故D说法正确,不符合题意;故选B.
36.(山东临沂,题号15,分值2分) 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,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
【答案】C
【解析】解:A、由图可知,此时的物距为20cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10cm,故A错误;
B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为50cm﹣20cm=30cm>2f,成的是倒立、缩小的实像,故B错误;
C、将蜡烛移动到35cm刻度处,u=50cm﹣35cm=15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故C正确;
D、将蜡烛移动到45cm刻度处,u=50cm﹣45cm=5cm,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。
37.(四川省广安市,题号5,分值1.5)下列关于光现象的说法中正确的是( )
A.岸边的人在水中所成的“倒影”是光的折射形成的
B.物体在平面镜中成的是虚像,物体离平面镜越近像越大
C.使用投影仪可以在屏幕上形成正立放大的实像,光在屏幕上发生了漫反射
D.凹透镜对光有发散作用,可用来矫正近视眼
【答案】D
【解析】岸边的人在水中所成的“倒影”是光的反射形成的,选项A错误;物体在平面镜中成的是虚像,像和物体的大小相等,与物体离平面镜的远近无关,选项B错误;使用投影仪可以在屏幕上形成倒立放大的实像,光在屏幕上发生了漫反射,选项C错误;凹透镜对光有发散作用,可用来矫正近视眼,选项D正确。故选D。
38.(四川省自贡市,题号11,分值2)关于凸透镜的应用,下列说法正确的是( )
A.凸透镜成的像都是实像
B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内
C.投影仪中的投影片放在镜头二倍焦距以外
D.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
【答案】D
【解析】凸透镜既可以成实像,也可以成虚像,选项A错误;照相时,景物在镜头的二倍焦距以外,选项B错误;投影仪中的投影片放在一倍焦距和二倍焦距之间,选项C错误;远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用,选项D正确。
39.(山东省威海市,4题,2分)下列关于光学实验的说法,错误的是( )
A.探究光的反射定律时,硬纸板可以显示光的传播路径
B.探究平面镜成像特点时,使用两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系
C.探究光的折射特点时,光从空气射入水中,传播方向一定会发生改变
D.探究凸透镜成像规律时,当蜡烛燃烧变短,光屏上的像会向上移动
【答案】C
【解析】探究光的反射定律时,硬纸板可以显示光的传播路径,A正确;探究平面镜成像特点时,使用两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系,B正确;探究光的折射特点时,若光从空气垂直射入水中,传播方向不变,C错误;探究凸透镜成像规律时,当蜡烛燃烧变短,光屏上的像会向上移动,D正确。
40.(山东省威海市,10题,2分)下列关于凸透镜应用的说法,正确的是( )
A.近视眼需要佩戴凸透镜来矫正
B.放大镜成正立、放大的实像
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.要使投影仪成像变大,应使投影仪远离屏幕,同时使镜头靠近投影片
【答案】D
【解析】近视眼需要佩戴凹透镜来矫正,A错误;放大镜成正立、放大的虚像,不是实像,B错误;用手机扫描二维码跟照相机的原理相同,应使二维码位于手机镜头的二倍焦距之外,C错误;在凸透镜的焦距以外,物距越小,像距越大,像越大。故要使投影仪成像变大,应使投影仪远离屏幕,同时使镜头靠近投影片,D正确。
41.(安徽,12,3分)下列光路图错误的是( )
A.放大镜成像 B. 小孔成像 C .光由空气斜射到水面 D.近视眼的矫正
【答案】C
【解析】 光的直线传播、光的折射、眼睛的矫正。.
放大镜成正立、放大的虚像,像是由折射光线的反向延长线相交得到的,故A正确;小孔成像是实际光线通过小孔时沿直线传播会聚成的实像,故B正确;光由空气斜射入水中时,折射光线应靠近法线,折射角应小于入射角,故C错误;近视眼看远处物体时,物体“发出”的光通过晶状体折射后形成的像会落在视网膜的前方,导致看不清远处的物体;为使像成在视网膜上,应让光线发散一些,所以近视眼应佩戴凹透镜加以矫正,故D正确。
42.(长沙,19,3分)现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.甲乙 B.甲丁 C.丙乙 D.丙丁
【答案】A
【解析】近视眼是因为晶状体太厚或视网膜太靠后,导致眼睛折光能力太强,光线还没有到达视网膜就已经会聚,可佩带凹透镜矫正,所以甲是近视眼成因图,乙是矫正近视眼图,丙是远视眼成因图,丁是矫正远视眼图,故A正确;B、C、D不正确.
11.(湖南省常德市,题号15,分值3)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( )
A.利用这一原理制成了投影仪
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上
成一个清晰倒立、缩小的像
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,适当移动
光屏也能得到一个清晰的像
D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像
【答案】D
【解析】蜡烛在二倍焦距之外,光屏在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立缩小的实像,利用这一原理 可以制成照相机,选项A错误;若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,则蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间,光屏在二倍焦距之外,成倒立放大的实像,选项B错误;由题图可知:u=30cm>2f, f
43.(山东省菏泽市,4,2分)已知凸透镜的焦距为15cm.下列说法正确的是( )
A. 当物体距凸透镜10cm时,成正立、放大的实像
B. 当物体距凸透镜20cm时,成倒立、放大的实像
C. 当物体距凸透镜35cm时,成倒立、放大的实像
D. 当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时,在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大
【答案】B
【解析】根据凸透镜的成像规律进行分析解答。
A. 当物体距凸透镜10cm时,即物距小于焦距时,成正立、放大的虚像,故A错误;
B. 当物体距凸透镜20cm时,即物距大于一倍焦距,小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,故B正确;
C. 当物体距凸透镜35cm时,即物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,故C错误;
D. 当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时,即物距大于焦距,且逐渐变大时,像距会变小,像也变小,故D错误;
44.(陕西省,2题,2分)年5月1日晚,在大雁塔北广场上演了一场水舞光影秀.巨型灯柱阵、多台超高清投影机和音乐喷泉交错配合,使大雁塔隐在光幕之中,美仑美奂,这是中华文化和现代科技的一次完美结合.下列关于这场光影秀的说法不正确的是( )
A.发光的灯柱是光源
B.光的三原色是红、绿、蓝
C.音乐喷泉形成的水幕对光只有反射作用
D.演出过程中高清投影机可成逼真的实像
【答案】D
【解析】自身能够发光的物体,我们称之为光源,发光的灯柱自身可以发光,所以是光源,A说法正确;光的三原色是红、绿、蓝,B说法正确;音乐喷泉形成的水幕是液态的小水滴,对光不仅有反射作用,还有折射作用,C说法错误;高清投影机是当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成一个倒立、放大的实像,D说法正确.故选D.
二、填空题
1. (龙东市,25,2分)
【答案】投影仪;靠近
【解析】由图可知,像距大于物距,所以所成的像是倒立、放大实像,根据这一原理可制成投影仪;再将蜡烛远离凸透镜时,物距变大,像距变小,像变小,所以同时将光屏靠近透镜,才能在光屏上再次成一个清晰的像.
2. (江苏省扬州市,题号15,分值4)
【答案】大于 缩小 大 凸
【解析】照相机的原理是:物距大于2f时,成倒立、缩小的实像;当物距变小时,物体所成实像的像距将变大,所以像变模糊;应该在镜头前加一会聚作用的凸透镜,才能使清晰的像成在光屏上。
3. (山东聊城,16,2)在观看音乐会时,小明同学因为近视眼无法看清是哪位艺术家在演奏,但他能区分钢琴和二胡的声音,这是根据声音的 来判断的,要想矫正近视眼,应戴一副由 透镜片做的眼镜。
【答案】音色;凹
【思路分析】(1)音色是由发声体本身决定的一个特性。
(2)由于晶状体太厚,其折光能力太强,或眼球的前后方向太长,使得像成在视网膜的前方,这就是近视眼的成因;而后据凸透镜和凹透镜对光线的作用分析,即可判断用哪种透镜来矫正。
【解题过程】解:不同乐器、不同发声体的材料和结构不同,产生的音色会不同,我们是靠音色来辨别乐器的种类。所以我们分辨出钢琴和二胡的声音,是根据音色来区分的。
近视眼的表现是看不清远处的东西,即是由于晶状体太厚,其折光能力太强,或眼球的前后方向太长,使得像成在视网膜的前方造成的,故若想使得像成在视网膜上,即需要让原来的光线发散一些,由于凹透镜对光线有发散的作用,故用凹透镜来矫正近视眼。
故答案为:音色;凹。
4. (山东临沂,21,2) 为加强交通管理和社会治安,临沂市安装了“海燕系统”,该系统具有跟踪、抓拍及人脸识别功能。如图所示,系统摄像机的镜头是 透镜,拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是 。
【答案】凸;u>2f
【思路分析】凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头。
【解题过程】解:摄像头的镜头相当于凸透镜,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头,拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是u>2f。
故答案为:凸;u>2f。
5. (四川眉山,16,4)如图所示,小红同学在探究凸透镜成像规律的实验中,将焦距f=15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处后,应将光屏向 (填“左”或”右”)移动,才能在光屏上观察到烛焰清晰的 (填“正立”或“倒立”)的像。
【答案】右;倒立
【思路分析】当物距等于2f时,成倒立、等大的实像,像距等于2f。
【解题过程】解:已知凸透镜的焦距f=15cm,将点燃的蜡烛移动到光具座上20cm刻线处,此时u=50cm﹣20cm=30cm,u=2f,成倒立、等大的实像,像距等于2f;故将光屏向右移动到80cm时,观察到烛焰清晰的倒立的像。
故答案为:右;倒立。
6.(四川绵阳,14,4) 将点燃的蜡烛和光屏放置在光具座上,再将焦距为30cm的凸透镜甲放置在蜡烛和屏之间适当位置,在屏上得到清晰的缩小实像;在透镜甲位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙,不改变蜡烛位置,将光屏 (选填“靠近”或“远离”)透镜适当距离,就可以再光屏上得到清晰的 (选填“放大”“缩小”或“等大”)实像。
【答案】靠近;缩小
【思路分析】首先根据题意“先用焦距为30cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系,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。
【解题过程】解:光屏上得到一个倒立缩小的实像时,v>2f,即v>60cm,保持透镜的位置不变,在焦距为30cm的透镜甲的位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙,凸透镜的折光能力增强,不改变蜡烛位置,v>60cm,相当于物远了,则屏上的像变近、像变小大些,故应减小像距,即应将光屏靠近透镜;
故答案为:靠近;缩小。
7. (浙江宁波,6,3)为了研究眼的成像原理,小科自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜凸度,直至光屏上成一个清晰倒立、 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜 (填“注水”或“抽水”)。
【答案】缩小; 抽水
【思路分析】(1)解决此题要知道当u>2f,成倒立、缩小的实像,v>2f,此时物距大于像距。
(2)凸透镜越厚,折光能力越强,焦距越短,据此分析即可判断。
【解题过程】解:(1)由图可知,物距大于像距,并且能在光屏上成实像,所以物距一定是在二倍焦距之外,所以成的是倒立、缩小的实像;
(2)向左移动蜡烛,即此时的物距变大,像距应该变小,即光屏应该向左移动,才能使得像清晰,但若保持光屏和透镜不变,仍使得像成在光屏上,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应该向外抽水。
故答案为:缩小; 抽水。
8. (广西玉林,17,2) 为了公民的安全,公安部门在很多路口安装监控摄像头,如图所示,它可以拍下作案嫌疑人的现场照片,拍照时,摄像头的镜头相当于一个 (选填“凸”或“凹”)透镜,所成的像是缩小的 (选填“实”或“虚”)像。
【答案】凸;实
【思路分析】摄像机的镜头是一个凸透镜,掌握凸透镜成像的规律,知道当物距大于2倍焦距时,成倒立缩小的实像。
【解题过程】解:摄像头的镜头相当于一个凸透镜,拍摄违章行驶或发生交通事故的现场照片时,物距远大于2倍焦距,所以此时成倒立、缩小的实像。
故答案为:凸;实。
9.(吉林长春市,11,2分)
【答案】缩小;凹;
【解析】人的眼睛像一架神奇的照相机,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像;
人眼的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上成倒立的实像;近视眼是晶状体的折光能力变强,像成在视网膜的前面,可以通过配戴具有发散作用的凹透镜制成的眼镜进行矫正。
10. (呼和浩特,19,4)在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体,把一滴水滴在小物体正上方的玻璃板上,水滴就是一个放大镜,如果还看不清小物体,再拿一个凸透镜位于水滴正上方,调节镜与水滴间的距离,就能看清玻璃板下的小物体。此时看到的是小物体的 的(选填“正立”或“倒立”), 的(选填“放大”或“缩小”) 像(选填“实”或“虚”)。这个组合与 (选填“望远镜”或“显微镜”)的原理相同。
【答案】正立;放大 虚;显微镜
【解析】本题考查凸透镜成像。为了看清玻璃板下的小物体,水滴和凸透镜都是放大镜,所以小物体成像是正立、放大的虚像,因为显微镜也是经过两次放大作用看到肉眼看不见的物体的,故这个组合和显微镜的原理相同。
11. (四川遂宁,11,6)勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中,将蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示放置时,蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰的像,利用凸透镜这一成像规律制成的是 (选填 “照相机”、“投影仪”或“放大镜”);若保持透镜和光屏的位置不变,将蜡烛移到“15cm”刻度线位置,他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时,光屏上又出现了清晰的像,则小聪所患的眼疾是 .(选填“近视眼”或“远视眼”)
【答案】缩小;照相机;近视眼
【解析】本题考查凸透镜成像.从图中可以看出:物体离凸透镜远像离凸透镜近,说明物体在二倍焦距以外,故在光屏上形成一个倒立、缩小的像,照相机是根据这个原理制成的,若将蜡烛移到“15cm”刻度线位置,应向左移动光屏才能出现清晰的像,而小聪将佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时,光屏上能出现清晰的像,说明小聪佩戴的眼镜对光线起到发散作用,故小聪所佩戴的是凹透镜,小聪患的眼疾是近视眼.
12. (福建B卷,18,2)每年6月6日是全国“爱眼日”。图中表示近视眼的是图 (选填“甲”或“乙”),近视眼应配戴 透镜制成的眼镜进行矫正。
【答案】甲;凹
【思路分析】本题要抓住近视眼成因:远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的前方造成近视眼。近视矫正方法,需佩戴凹透镜。
远视眼成因,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的。远视矫正方法,需佩戴凸透镜。
【解题过程】解:
近视眼的成因:眼球晶状体的曲度过大,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的像,就会落在视网膜的前方造成近视眼;
所以,由图知,表示近视眼的是图甲;近视眼的矫正方法,需佩戴凹透镜。
故答案为:甲;凹。
13. (海南,13,4)每年6月6日是全国爱眼日。如果不爱护眼睛容易患上近视眼,矫正近视眼应佩戴 透镜(填“凸”或“凹”)。视力正常的眼睛,远近景物都能在视网膜上成倒立、缩小的
像(填“实”或“虚”)。
【答案】凹;实
【思路分析】(1)近视眼是因为晶状体太厚或眼球过长,远处物体的像成在视网膜的前方,凹透镜对光线有发散作用,使原来会聚成像的光线错后会聚到视网膜上。
(2)眼睛好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像。
【解题过程】解:近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚。
当物距大于二倍焦距时,凸透镜成缩小、倒立的实像;
眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。 我们看物体时,通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在当物距大于二倍焦距时,凸透镜成缩小、倒立的实像。
故答案为:凹;实。
14. (山东东营,14,2) 东营市开展了“红色电影进社区”活动,受到居民好评。电影放映机的镜头相当于一个 (选填“凸透镜”、“凹透镜”),电影放映时在银幕上形成的是 立、放大的实像。
【答案】凸透镜;倒
【思路分析】物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,幻灯机、投影仪、电影放映机就是利用这个原理制成的。
【解题过程】解:放映机的镜头相当于凸透镜,投影片放置在一倍焦距和二倍焦距之间时,在银幕上所成的像是倒立、放大的实像。
故答案为:凸透镜;倒。
15. (四川巴中,17,2) 某同学有一个焦距为10cm的凸透镜,他用该透镜制作了一个模型照相机照相,则景物到镜头的距离应该 20cm(选填“大于”、“等于”或“小于”),利用该透镜
(选填“能”或“不能”)矫正近视眼。
【答案】大于;不能
【思路分析】(1)凸透镜成像时,U>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
(2)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使会聚的光线延迟会聚。
【解题过程】解:
(1)由题知,他用焦距为10cm凸透镜制作了一个模型照相机照相,根据照相机的工作原理可知,被照的景物和凸透镜的距离应大于2倍焦距,在胶片上能得到倒立、缩小的实像,所以景物到镜头的距离应该大于20cm;
(2)近视眼的形成原因是晶状体太厚、会聚能力太强,应该佩戴具有发散作用的凹透镜矫正,使光线延迟会聚,使像成在视网膜上,故凸透镜不能矫正近视眼。
故答案为:大于;不能。
16.(四川成都,20,4)在探究凸透镜成像规律的实验中,某次实验的成像情况如图所示,小组成员提出“有哪些方法可以让光屏上的像变大”的问题,经过讨论后形成两个方案,而且结果都达到目的。方案一:保持蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向 移动适当距离;方案二:保持凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏都向 移动。
【答案】左;右
【思路分析】1)物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像;
(2)凸透镜成实像时,物距变小,像距增大,像变大。
【解题过程】解:
(1)如图物距大于像距,成倒立缩小的实像,保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜向左移动,根据光路的可逆性,则物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,光屏上就会成倒立、放大的实像;
(2)保持凸透镜的位置不变,如果要想在光屏上得到大一些的清晰的像,应减小物距,增大像距,即将蜡烛右移,光屏右移;
故答案为:左;右。
17. (江苏宿迁,12,2分)小芳照镜子时看不到自己的全身像,于是她后退了几步,在后退的过程中,
(1)小芳在平面镜中所成的像的大小________(选填“变小”、“不变”或“变大”);
(2)小芳发现平面镜中的像变模糊了,戴上近视眼镜后像又变得清晰,这是利用近视眼镜对光有________作用,使眼睛中的像再一次移到视网膜上.
【答案】不变;发散
【解析】(1)∵平面镜所成的像和物体始终等大,∴小芳在后退的过程中,在平面镜中所成的像的大小不变;(2)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用.
18.(江苏省盐城市,题号18,分值3)用如图所示装置探究凸透镜成像规律,图中凸透镜的焦距为 ▲ cm。实验中,小明移动蜡烛,观察到光屏上呈现清晰缩小的像,此像是 ▲ (实/虚)像。继续移动蜡烛发现,在光屏上可以成放大的像,说明物体通过凸透镜成像的性质与 ▲ 有关。
【答案】12.0;实;物体到凸透镜的距离(物距)。
【解析】从光具座上可以读出该凸透镜的焦距是12.0cm;能够用光屏收集到的都是实像;物体通过凸透镜成像的性质与物体到凸透镜的距离(简称物距)有关。
19.(山东临沂,题号21,分值2分) 为加强交通管理和社会治安,临沂市安装了“海燕系统”,该系统具有跟踪、抓拍及人脸识别功能。如图所示,系统摄像机的镜头是 透镜,拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是 。
故答案为:凸;u>2f。
【思路分析】凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头。
【解析】解:摄像头的镜头相当于凸透镜,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头,拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是u>2f。
20.(四川达州市,29,2分)某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在_________m以内;把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将________(选填“变大”、“变小”“先变小再变大”、“先变大再变小”).
【答案】0.05;变小
【解析】(1)由图像可知,当物距:u=10cm时,像距:v=10cm,即u=v,∴焦距:,∴用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在0.05m以内;
(2)根据凸透镜成实像时,遵循“物远像近”即物体远离凸透镜时,所成像变近,像变小,∴把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将变小.
21.(四川省攀枝花市,题号15,分值3)眼球的结构类似于 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”),把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体 (选填“倒立”或”正立”)的像,小明同学由于不注意用眼卫生,形成了近视眼,应当戴 镜进行矫正。
【答案】照相机;倒立;凹。
【解析】眼球的结构类似于一架高级照相机,物体到眼睛的距离大于二倍焦距时,在视网膜上成倒立缩小的实像;由于不注意用眼卫生,形成了近视眼,需要佩戴凹透镜片做成的眼镜,能使像后移到视网膜上。
22.(白银市,13,2分)兰州中川机场和西客站的进站通道采用了人脸识别系统(如图所示),识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别.此系统的摄像机的镜头相当于______透镜,它的焦距应小于_______cm.
【答案】凸;50
【解析】人脸识别系统的摄像机的镜头相当于凸透镜;成像原理:,即的焦距:,即焦距应小于50cm.
23.(四川省内江市,14题,4分)在森林中旅游时,导游会提醒你,不要随意丢弃饮料瓶。这是由于下雨时瓶内灌了雨水后,相当于一个 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),太阳出来后,它对光线有 作用,可能会引起森林火灾。
【答案】凸透镜 会聚
【解析】瓶中进入水之后,瓶中的水形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,如果热量集中,会造成树叶燃烧,造成火灾。
三、解答题
四、实验探究题
1. (桂林市,24,6分)小体用如图所示实验装置来探究凸透镜的成像规律,用到的光具座足够长.
(1)如图所示,依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏并将它们调整好后,点燃蜡烛,无论怎样移动光屏,光屏上都没出现烛焰的像,但取掉光屏,在放光屏侧通过凸透镜可以看到烛焰的像,则此凸透镜的焦距___________(选填“大于”、 “等于”或“小于”) 15cm.看到的像是_________(选填“虚” 或“实”)像.
(2)将蜡烛移至零刻度处,凸透镜位置不变,当把光屏放到如图所示位置时,在光屏上看到了烛焰模糊的像,当把光屏向___________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,在光屏上可以看到烛焰__________(选填 “放大”、“等大”或“缩小”)的清晰像,在看到清晰像后,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜向________( 选填“靠近”或“远离”)光屏的方向移动,在光屏上可以再次看到烛焰___________( 选填“放大”、“等大”或“缩小”)的清晰像.
【答案】(1)大于;虚;(2)远离;放大;靠近;缩小
【解析】(1)由图可知,蜡烛到凸透镜的距离:,在放光屏侧通过凸透镜可以看到烛焰的像,说明所成的像是正立、放大的虚像,∴,即焦距;
(2)将蜡烛移至零刻度处时,物距:,∵,∴成倒立、放大实像,像距:,即光屏应放在60cm刻度的右侧,∴把光屏向远离凸透镜的方向移动,在光屏上可以看到烛焰放大的清晰像;在看到清晰像后,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜向靠近光屏的方向移动,使物距大于二倍焦距,在光屏上可以再次看到烛焰缩小的清晰像.
2. (安顺市,14,6分)
【答案】(1)10.00;同一;(2)放大;投影仪(或幻灯机);(3)上;(4)远视
【解析】(1)由甲可知,凸透镜的焦距:;实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的重心,使它们在同一高度上;(2)由乙图可知,物距:,∵,∴在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像;生活中投影仪(或幻灯机)就是利用这个规律制成的;(3)∵凸透镜所成的实像是倒立的,∴实验时,蜡烛变短了,烛焰的像再光屏上的位置会向上移动;(4)在蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜,光屏上的像变模糊了,∵光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,即像距变小了,∴眼镜对光线有会聚作用,∴该眼镜是远视眼镜.
3. (贵州省遵义市,33题,4分)
【答案】(1)缩小 (2)下
【解析】(1)由图可知此时物距大于像距,所以满足凸透镜u>2f时的成像特点,光屏上的是倒立、缩小的实像;(2)蜡烛燃烧后变短,光屏上烛焰的位置变高,由于光屏上的像是烛焰发出的光经过凸透镜折射后形成的实像,所以可以将凸透镜向下移动,从而使像的位置移动到光屏中央.
4. (湖北省荆州市,题号30,分值6)在探究凸透镜成像规律时,如图甲所示,将A凸透镜固定在光具座上35cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻线处,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,由A凸透镜成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示;接着他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图丙所示.
(1) 请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断:凸透镜A的焦距是 cm,凸透镜A的焦距 凸透镜B的焦距(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(2) 在甲图中,保持凸透镜不动,把蜡烛向右移动5cm,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向______(选填“左”、“右”)移动一段距离,像将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)图丙所示的实验现象可以说明_______的成像特点(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”);若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,若保持凸透镜和光屏的位置不动,应使蜡烛________(选填“靠近”、“远离”)凸透镜,则又能在光屏上看到蜡烛清晰的像.
【答案】(1)10;小于;(2)右;变大;(3)靠近。
【解析】(1)根据图乙可知,当u=v=20cm时,蜡烛成等大的实像,这时u=v=2f,所以f=10cm,即凸透镜A的焦距是10cm。设凸透镜B的 焦距为fB,由图丙知fB<30cm<2fB,所以15cm<fB<30cm,所以凸透镜A的焦距小于凸透镜B的焦距。
(2)原来蜡烛距离凸透镜30cm,蜡烛右移5cm后,物距变为25cm,根据凸透镜成像特点,物距变小,像距变大,所以光屏应向右移动,像距比原来更大,所以像将变大;
(3)图丙所示实验中,蜡烛通过凸透镜成放大倒立的实像,与幻灯机的工作原理一致;把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,远视眼镜相当于一个放大镜,所以通过透镜B成像的是蜡烛的放大的虚像,像的位置在蜡烛的左侧,要想还在原来的装置上成像,需要蜡烛靠近透镜,使其通过远视眼镜所成的放大虚像在原来蜡烛的位置上。
5. (湖南省怀化市,30,8分)
【思路分析】(1)测凸透镜焦距的方法之一是用一束平行主光轴的光照向凸透镜,在凸透镜的另一侧出现最小最亮的光斑即焦点,那么透镜的光心到焦点的距离即为焦距;(2)为了能够在光屏的中心承接到蜡烛的像,故需要烛焰的中心,透镜的中心,光屏的中心在同一高度处;(3)根据凸透镜的成像规律即可解答;(4)凸透镜成实像时,有物近像远像变大,物远像近像变小的规律。
【解题过程】(1)读出甲图中透镜的光心到焦点的距离即为10cm为焦距;(2)需要调节烛焰的中心,透镜的中心,光屏的中心在同一高度处;(3)由图乙可知,物距在f
6.(辽宁省抚顺,第29题,6分)
【答案】(1)便于确定像的位置 (2)70 (3)左 缩小 照相机 (4)近视
【解析】(1)用薄玻璃板代替平面镜的目的是:便于确定像的位置;(2)物体在平面镜中所成的虚像,与物体到平面镜的距离相等;蜡烛A放在30cm处,薄玻璃板放在50cm处,则蜡烛B应位于图中70cm刻度线处;(3)图示情况,u=20cm,在光屏上成倒立等大的实像,则应满足u=v=2f,可知f=10cm;将蜡烛A移动到25cm刻度线处,即增大了物距u,此时u>2f,f
7. (山东德州,22,5)小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像,若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至 cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。
(2)如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在 (选填A、B、C”)处能观察到蜡烛的像,像是图丙中的 (选填“1、2、3、4”)
(3)实验完成之后,小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丁所示,光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏 凸透镜。(选填“靠近”或“远离”)
【思路分析】(1)当2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f;u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f;光的折射中光路是可逆的;
(2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,我们应透过凸透镜去观察这个像;
(3)凹透镜对光线有发散作用,能使光线的会聚点推迟延后,可以用来矫正近视眼。
【解题过程】解:(1)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,凸透镜成倒立放大的实像,v=55cm﹣25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;
(2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像,故4图符合像的性质;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;
(3)将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,即像推迟会聚,故应将光屏远离凸透镜。
故答案为:(1)放大;40;(2)B;4;(3)远离。
8. (云南省,第20题,7分)
【答案】(1)同一直线 暗 (2)A 成虚像 (3)倒 靠近 远离
【解析】(1)实验前要调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一直线上;为使实验效果明显,应在较暗的环境下进行实验;(2)在光屏上看到窗外景物所成的清晰的像,满足u>2f,成倒立缩小的实像,与图乙中烛焰A的成像原理相同;当把蜡烛移到M点时,满足u
9.(湖北省江汉油田、潜江市、天门市、仙桃市,题号45,分值4)
【答案】(1)同一高度;(2)10;远离;(3)1。
【解析】(1)仪器安装时,要调整高度,使烛焰中心、透镜中心、光屏中心大致在同一高度上,这样才能成清晰的像。
(2)成等大倒立的实像时,物距像距相等,都等于二倍焦距,从图中信息可求得,凸透镜焦距f=10cm。实验过程中,物距变小,像距就会变大,所以光屏要远离凸透镜。
(3)切除凸透镜的一部分,剩余部分仍会成一个完整的像,不过因为透过的光线减少,像会变暗。
10. (湖北省宜昌市,题号29,分值5)五一期间小红随父亲到宜昌市磨基山公园游玩,小红父亲用照相机拍摄了夷陵长江大析的清晰照片,小红发现相机中桥的像有点小,提议能否把桥的像拍得更大一些,她父亲便更换相机镜头后在原地又拍摄了一张夷陵长江大桥的清晰照片,如图12甲所示,两次成像的大小不同是什么原因造成的呢?她猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的。为了验证这一想法,返校后,她在学校实验室找来了一只蜡烛、焦距分别为5cm和10cm的两个凸透镜、光具座、光屏等器材进行了以下探究:
(1)如图乙所示,她先将f=5cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度处,再将蜡烛放在光具座10cm刻度处,移动光屏,使光屏上出现清晰的像,此时的像是一个倒立、_____的实像。
(2)接下来她换用f=10cm的凸透镜,仍然固定在光具座50cm刻度处,为了再次得到清晰的像,她应该保持___________不变,移动___________,直到出现清晰的像为止。
(3)对比两次实验中像的大小,发现第二次成的像比第一次稍大,据此小红得出的结论是:_______________________。
(4)用照相机拍照时,要想成的像更大,除了更换相机镜头外,还可以______________。
【思路分析】(1)根据凸透镜的成像规律来判断;(2)根据实验步骤来记录像的特点;(3)物距相同时,焦距越大,像越大;(4)用照相机拍照时,要想成的像更大,除了更换相机镜头外,还可以减小物距,将相机靠近被拍摄的物体。
【解题过程】(1)由图乙可知,此时u=40cm>2f,成倒立、缩小的实像;(2)为探究像的大小与焦距的关系,应换用不同焦距的凸透镜,保持物距不变,移动光屏,直至出现清晰的像为止,观察并记录像的特点;(3)第二次成像比第一次稍大,可得结论:在物距相同时,焦距越大,像越大;(4)用照相机拍照时,要想成的像更大,除了更换相机镜头外,还可以减小物距,将相机靠近被拍摄的物体。故答案为:(1)缩小;(2)蜡烛位置(或物距);光屏;(3)在物距相同时,焦距越大,像越大;(4)靠近物体(或减小物距)。
11. (吉林,25,4分)
小明同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像”的实验中:
(1)元件摆放位置如图11所示,在光屏中心呈现出清晰的蜡烛的像,由此可知透镜焦距为 cm;
(2)保持透镜和光屏的位置不动。把蜡烛放在刻度尺的15cm处,可在蜡烛和凸透镜间合适位置添加一个焦距适当的 透镜,仍能在光屏上承接到蜡烛清晰的像;如不添加透镜,若适当移动光屏可承接到一个倒立的, 的实像;
(3)在实验中,小明更换了一个凸透镜,使三者还处于如图11所示的位置,并使三者中心在同一高度,在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法承接到蜡烛的像(光具座足够长)出现这种现象的原因可能是 (写出一种原因即可)
图11
【答案】(1)10.0;(2)凸;放大;(3)物距小于焦距。
【思路分析】
(1)凸透镜成像时,u=2f,成倒立、等大的实像,应用于测焦距;
(2)①根据凸透镜成实像时,物远(物距变大)像近(像距变小)像变小;②凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用;
(3)若光屏上没有像,可能是因为物距小于焦距,成了虚像,不能成在光屏上;有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上,像无法成在光屏上;有可能物体在焦点上,不能成像。
【解题过程】
解:(1)图中所示凸透镜的焦距u=30.0cm-10.0cm=20.0cm,物体成等大的像,所以2f=20.0cm,即f=10.0cm;
(2)把蜡烛放在刻度尺的15cm处,蜡烛靠近凸透镜,若不移动透镜和光屏,根据凸透镜对光线有会聚作用,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凸透镜,加强了对光线会聚,也可再次在光屏上得到倒立的,放大的实像;
(3)保持蜡烛和凸透镜位置不变,小明换个凸透镜继续试验,透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同,光具座也足够长,可能是因为物距小于焦距,成了虚像,不能成在光屏上;有可能物体在焦点上,不能成像。
12. (江苏南京,24,5)在“探究凸透镜成像规律“实验中,凸透镜焦距为10cm,蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。
(1)图中光屏上呈一清晰的像,该像是倒立、 (选填”放大”、“等大”或“缩小”)的实像
(2)图中固定蜡烛位置不变,将透镜移到60cm刻度线处,要在光屏上再次看到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动
(3)图中固定透镜位置不变,将蜡烛移到45cm刻度线处,移动光屏 (选填“能”或“不能”,下同)承接到像,把光屏放在蜡烛的左侧,移动光屏 承接到像。
(4)图中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,该眼镜片是 (选填“近视“或“远视”)眼镜的镜片。
【思路分析】1)当物距等于像距时,成倒立、等大的实像;
(2)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f;
(3)u<f,成正立、放大的虚像,;
(4)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用;近视眼用凹透镜矫正,远视眼用凸透镜矫正。
【解题过程】解:(1)由图可知,此时的物距等于像距,都等于20cm,所以成倒立、等大的实像,u=2f,则焦距f=10cm;
(2)将透镜移到60cm刻度线处,此时u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,即光屏距离凸透镜的距离在10cm﹣20cm之间,故应将光屏向右移动;
(3)图中固定透镜位置不变,将蜡烛移到45cm刻度线处,此时的物距为5cm,小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能呈在光屏上;
(4)图中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,说明像距变小,即凸透镜的会聚能力变强,故放置的是凸透镜;凸透镜能矫正远视眼。
故答案为;(1)等大;(2)右;(3)不能;不能;(4)远视。
13. (江苏省苏州市,题号30,分值6))
【答案】(2)圆心 (3)与所画圆完全重合 20.0 (4)小 (5)根据实验操作过程,暗环是透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区;。
【解析】(2)实验前,应调节高度,使光源、凸透镜光心和光屏中心即圆心在同一水平直线上;(3)当u=f时,物体在光屏上不成像,只成一光斑;实验操作应为:固定凸透镜的位置,将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动,直至光屏上的光斑与所画圆完全重合,由图甲可知,该凸透镜的焦距为20.0cm;(4)若向右移动光屏,即减小像距,光斑变大,说明物距小于焦距,即测得的焦距比真实值小;(5)透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区;如下图所示,设沿直线传播的光与光屏的交点为A、B两点,折射光线与光屏的交点为C、D两点,则AB=2D,利用圆形面积的计算公式,可得暗环部分的面积为。
14. (江苏省徐州市,第38题,8分)38.如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”实验中.
(1)组装调整实验器材时,要使烛焰和 ▲ 的中心位于凸透镜的主光轴上.
(2)实验所用凸透镜的焦距为20cm,若烛焰在凸透镜前30cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个( ▲ )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的虚像 D.正立、缩小的虚像
(3)接下来,保持烛焰和凸透镜的位置不变,换一个焦距小一些的凸透镜,则所成像的大小比刚才的像 ▲ .
(4)如果要估测题(3)中凸透镜的焦距,可以让烛焰距离凸透镜 ▲ ,此时像距就近似等于焦距.
【答案】(1)光屏 (2)A (3)小 (4)足够远
【解析】(1)组装调整实验器材时,要使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上;(2)凸透镜的焦距f=20cm,若烛焰在凸透镜前30cm处,则f
15. (辽宁省鞍山市,第30题,6分)
【答案】(1)10 (2)使像成在光屏中央 (3)缩小 (4)C (5)凹 近视眼
【解析】(1)若选用f=25cm的凸透镜,则当u>2f时,可能会出现光屏上无法成像的现象,原因是u+v>100cm=1m,所以应选用焦距为10cm的凸透镜;(2)实验前调节高度的目的,是为了使像成在光屏中央;(3)由图甲可知,u>v,则应满足u>2f,f2f,f
16.(辽宁省辽阳市,第29题,7分)
【答案】(1)照相机 能 (2)漫 远离 (3)光屏 (4)变小 下
【解析】(1)由图可知,f=10cm,u=30cm,则满足u>2f,此时f
17. (湖北荆门,16,5)在探究凸透镜成像规律时,小明在光具座上依次摆放了蜡烛、凸透镜、光屏,并调节它们中心在一高度上。
(1)如图甲,当他将蜡烛、光屏位置固定后,左右移动透镜,发透镜在①②两个位置时,屏上都能得到倒立的像,则镜在①位置相比在②位置时,所上得到的像 (选填“较大”或“较小”)。
(2)当他将透镜和光屏的位置固定后,发现无论怎么移动蜡烛,在屏上都不能得到像(光具座足够长),为了在屏上得到清晰的像,他应将凸透镜 (选填“靠近”或“远离”)光屏移动一些。经过调整,在屏上得到了清晰的像,他发现若将凸透镜用纸遮住,屏上将得到 (选填“完整”或“一半”)的像;若将蜡烛稍微上移,屏上的像将 (选填“上移”或“下移”)。
(3)如图乙,他把“上”形状的遮光板放在蜡烛和凸透镜之间,则屏上观察到的形状是 。
A.上 B.C.D.下
【答案】(1)较小;(2)远离;完整;下移;(3)C
【思路分析】(1)凸透镜成像时,光屏上能呈现的像都是实像,实像都是倒立的。凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大;
(2)从实际角度考虑物距、焦距关系,蜡烛和光屏的距离关系等即可得出原因;
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,像的大小不变,像变暗;
将蜡烛稍微上移,光屏上的像会下移,将透镜上移可以使像回到原来位置;
(3)凸透镜成像时,像与物上下、左右均倒(是互换的)。
【解题过程】解:(1)光屏上能接到像,像是实像,实像都是倒立的;当凸透镜在①处时,物距小,像距大,成的是放大的像,成像原理和投影机原理一样;当凸透镜在②处时,物距大,像距小,成的是缩小的像,故与镜在①位置相比在②位置时,所上得到的像较小;
(2)在烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度的情况下,若固定蜡烛与透镜,无论怎样移动光屏,光屏上不出现清晰像,原因可能是蜡烛放在了焦点以内,此时的物距小于焦距,成的是正立、放大的虚像,光屏无法接收虚像,为了在屏上得到清晰的像,增大物距即可,他应将凸透镜远离光屏移动一些;
遮住凸透镜的下半部,物体上任一点射向凸透镜的上半部,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,会聚成的像完整但变暗;
若将蜡烛稍微上移,屏上的像将下移;
(3)凸透镜成像时,成的实像,与原物体相比,上下颠倒、左右相反,故选C。
故答案为:(1)较小;(2)远离;完整;下移;(3)C
18. (江苏常州,27,6) (6分)小明用光具座、F光源、凸透镜镜、光屏等器材,探究“凸透镜成像规律”
(1)如图甲所示,将光源放在30cm刻度处时,移动光屏可得倒立、等大的清晰像,此时光屏在 ▲ cm刻度处,凸透镜的焦距是 ▲ cm.
(2)把光源向左移至20cm刻度处时,将光屏向 ▲ (左/右)调节,可得 ▲ (倒立/正立)、 ▲ (缩小/放大)的清晰像.
(3)把光源放在45cm刻度处时,移去光屏,人眼通过透镜看到的像是图乙中的【 ▲ 】
答案:(1)70;10
(2)左;倒立;缩小
(3)C
【思路分析】本题考查了凸透镜成像规律实验探究。(1)甲图,将光源放在30cm刻度处时,移动光屏可得倒立、等大的清晰像,物距为20cm,像距也为20cm,则光屏在70cm刻度处,2f=20cm,所以焦距f=10cm;(2)把光源向左移至20cm刻度处时,物距为30cm,则像距小于20cm且大于10cm,所以光屏向左移动,此时成倒立、缩小、实像;(3)把光源放在45cm刻度处时,物距小于焦距,移去光屏,人眼通过透镜看到的像是正立、放大、虚像,C图符合题意。
19.(江苏泰州,27,6) 某兴趣小组利用图示装置来研究凸透镜成像的规律。
(1)为使像成在光屏中央,应调整元件,使LED灯的中心、光屏的中心在 。小明将各元件调整到如图位置时,小组成员在光屏上都能观察到清晰的像,这个像一定是 的(放大/等大/缩小),此时光屏上发生了 反射。
(2)当LED灯向左移动时,要在光屏上再次获得清晰的像,只需将光屏向 (左/右)方向适当移到,或者在凸透镜前放置一个合适的 眼镜。
(3)小华在用同样的器材进行实验时,发现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧却较模糊,小明只对凸透镜进行了调整,就在光屏上得到了清晰的像,他的调整是 。
A.左右适当移动凸透镜 B.上下适当移动凸透镜
C.适当扭转凸透镜 D.更换焦距合适的凸透镜
【思路分析】(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、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央位置;凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像,反射分为镜面反射和漫反射;
(2)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小;
(3)中间清晰,两侧却较模糊,说明凸透镜与光屏没有平行。
【解题过程】解:(1)点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于同一高度,像才能呈在光屏的中央位置;此时物距大于像距,成倒立缩小的实像;小组成员在光屏上都能观察到清晰的像,此时光屏上发生了漫反射;
(2)要在光屏上成清晰的像,说明凸透镜成实像,当烛焰向左(远离透镜)移动后,物距增大,像距减小,需将光屏向左靠近凸透镜;
因为凹透镜对光线有发散作用,当烛焰向左(远离透镜)移动后,物距增大,像距减小,在凸透镜前放置一个合适的凹透镜(近视眼镜)将光线发散,再经过凸透镜折射,成清晰的像;
(3)发现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧较模糊,说明中间部分的物距此时正好在光屏上成清晰的像,两侧部分的物距大于或小于中间部分的物距,故适当扭转凸透镜,使凸透镜与光屏平行,在光屏上得到清晰的像,故选C。
故答案为:(1)同一高度;缩小;漫;(2)右; 近视;(3)C。
20. (贵州黔三州,12,3)某同学在“探究凸透镜成像规律”实验时,点燃的蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。
(1)图甲中蜡烛恰能在光屏成清晰的像,所成像的特征是 (选填“正立倒立”、“放大缩小”或“实像/虚像”)。
(2)该小组同学根据实验记录,绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图乙),则凸透镜的焦距为 cm。
(3)若在蜡烛和凸透镜中间,给凸透镜带上近视镜,则将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,光屏上仍可能出现清晰的像。
【答案】(1)倒立放大的实像;(2)10;(3)右。
【思路分析】考查了凸透镜成像规律的应用,要熟练掌握规律的内容,解决此题的关键是掌握近视镜对光线的作用。(1)凸透镜成像像距大,像大,物距大,物大;
(2)当u=2f时成倒立等大的实像;
(3)近视眼是晶状体变厚,晶状体对光线的会聚能力增强,使像成在视网膜的前方,戴凹透镜使光线发散一些,使像呈在视网膜上。当去掉凹透镜,又恢复到原来的状态,光屏向凸透镜方向移动。
【解答过程】解:(1)由甲图可知此时蜡烛在光屏上成清晰的实像,像距大于物距,此时成倒立放大的实像;
(2)由乙图可知当u=v=20cm时成等大的实像,此时u=2f=20cm,故f=10cm;
(3)近视镜是凹透镜,对光线起发散作用,“戴上近视眼镜时”光线会延迟会聚成像,像距增大,光屏应向右移动,才能得到清晰的实像。
故答案为:(1)倒立放大的实像;(2)10;(3)右。
21. (山东省滨州市,20题,6分)小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)前面学过,物体离照相机的镜头比较远,成缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近,成放大的实像;物体离放大镜比较近,成放大,正立的虚像,据此小明提出的问题是:像的虚实、大小、正倒跟______有什么关系?
(2)如图甲,小明让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=______cm。
(3)小明所用实验装置如图乙所示,若将凸透镜放在光具座刻度50 cm位置处不变,把蜡烛放在刻度10 cm处,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是_______(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u关系的图像,由图像可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐_______.当u>2f时,物体移动速度________(选填“大于”、“小于”、或“等于”)像移动的速度。当f
【答案】(1) 物距(物体到凸透镜的距离) (2)10(3)照相机(4)增大 大于 小于
【解析】(1) 由题中提供的情景可以看出,物距(物体到凸透镜的距离)不同,成像虚、实、大小、正倒不同,故提出的问题是像的虚、实、大小、正倒与物距(物体到凸透镜的距离)有什么关系?(2)平行光经凸透镜折射后,会聚最小最亮的光斑为焦点,焦点到透镜的距离为焦距,由图可以看出此时光斑到透镜的距离为10cm,则透镜的焦距为10cm;(3)图乙中蜡烛到凸透镜的距离为40cm大于二倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理相同;(4)由图丙可以看出凸透镜成实像时物距逐渐减小,像逐渐增大。当u>2f时,物距变化很大时,像距变化很小,则物体移动速度大于像移动的速度;当f<u<2f时,物距变化很小时,像距变化很大,则物体移动速度小于像移动的速度。
22.(四川省广安市,题号23,分值4) 某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如下图,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,光屏上出现了烛焰清晰的像。
(1)该同学看到光屏上所成的像是一个烛焰 (选填“放大”、“缩小”或“等大”的像,此像的成像原理与 相同(选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”)
(2)若将蜡烛向右移动少许,光屏也应向右移才能再次成清晰的像,此像的大小比刚才的像要 (选填“大”或“小”)一些。
(3)若在图中凸透镜的左侧附近放置一凹透镜,这时需要将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
【思路分析】根据凸透镜的成像规律来进行分析像的性质;凸透镜成实像时,当物距减小时,像变大,同时像距也变大。凹透镜对光有发散作用。
【解题过程】(1)从图像中可以知道:此时的物距大于像距,成倒立缩小的实像;照相机就是利用该原理制成的;(2)此时物距减小,像距增大,同时像也变大;(3)此时相当于折光能力减弱了,光屏应该向右移动。故答案为:(1)缩小;照相机;(2)大;(3)右。
23.(陕西省,32题,7分)太阳光通过透镜时会被会聚或发散,那么声音在传播途中遇到不同介质时,会不不会像光一样被会聚或发散呢?在老师的帮助下,同学们用音叉,三个相同的气球(内部充有不同气体)、示波器、麦克风等器材设计了如图-1所示的实验装置,并进行了如下探究:
(1)调整音叉和麦克风之间的距离,让音叉发出声音只通过空气传播,用麦克风将声音信号输入示波器,观察并记录此时的波形如图-2甲所示。
(2)分别将充有二氧化碳气体、空气和氢气的气球,依次放在音叉和麦克风之间,保持音叉和气球之间的距离不变,让音叉发出声音,记录示波器显示的波形如图-2乙、丙、丁所示。
分析以上实验过程和现象可知:
(1)实验过程,敲击音叉,使其_______发声,且控制音叉发出声音的响度_______(选填“相同”或“不同”)。
(2)比较图-2的乙与甲,发现声波在通过充有二氧化碳气体的气球后,麦克风接受到的声音响度______(选
填“变大”“变小”或“不变”),此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有______作用,相当于一个“_____”透镜.
比较丁与甲后,发现充有氢气的气球对声波具有______作用.由此可见,声音与光之间存在某种对应关系。
(3)实验后,同学查阅资料了解到,生物体组织在激光照射下,会因升温膨胀而产生频率高于20000Hz 的____波,生物医学上通过特殊介质和装置使这种声波集中并成像,克服纯光学成像的不足,更加有效地进行病情诊断、跟踪和治疗。
【答案】(1)振动 相同 (2)变大 会聚 凸 发散 (3)超
【解析】(1)声音是由物体振动产生的;当探究不同介质对声音的会聚或发散效果时,只能改变介质种类,其
他因素均保持相同,即控制音叉发出声音的响度相同;
(2)分析甲乙示波器的波形,振幅增大,故响度变大,说明此时充有二氧化碳气体的气球对声音有会聚作用,与凸透镜对光的会聚作用相似;分析甲丁示波器器的波形,振幅减小,响度减小,说明充有氢气的气球对声音有发散作用;
(3)频率大于20 000Hz 的声波是超声波.
24.(山东滨州,20题,6分)小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)前面学过,物体离照相机的镜头比较远,成缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近,成放大的实像;物体离放大镜比较近,成放大,正立的虚像,据此小明提出的问题是:像的虚实、大小、正倒跟______有什么关系?
(2)如图甲,小明让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=______cm。
(3)小明所用实验装置如图乙所示,若将凸透镜放在光具座刻度50 cm位置处不变,把蜡烛放在刻度10 cm处,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是_______(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u关系的图像,由图像可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐_______.当u>2f时,物体移动速度________(选填“大于”、“小于”、或“等于”)像移动的速度。当f
【答案】(1) 物距(物体到凸透镜的距离) (2)10(3)照相机(4)增大 大于 小于
【解析】(1) 由题中提供的情景可以看出,物距(物体到凸透镜的距离)不同,成像虚、实、大小、正倒不同,故提出的问题是像的虚、实、大小、正倒与物距(物体到凸透镜的距离)有什么关系?(2)平行光经凸透镜折射后,会聚最小最亮的光斑为焦点,焦点到透镜的距离为焦距,由图可以看出此时光斑到透镜的距离为10cm,则透镜的焦距为10cm;(3)图乙中蜡烛到凸透镜的距离为40cm大于二倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理相同;(4)由图丙可以看出凸透镜成实像时物距逐渐减小,像逐渐增大。当u>2f时,物距变化很大时,像距变化很小,则物体移动速度大于像移动的速度;当f<u<2f时,物距变化很小时,像距变化很大,则物体移动速度小于像移动的速度。
25.(湖南省邵阳市,29,6分)某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时,使用的器材如下图所示,凸透镜的焦距是l0cm。(刻度尺上标记的点,相邻两点间的距离为10cm)
(1)实验前,将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度,其中凸透镜对光有 的作用。(选填“会聚”或“发散”)
(2)当凸透镜放在D点,蜡烛放在A点左侧,移动光屏直到光屏上得到一个清晰的、倒立的、缩小的实像。生活中的 就是利用这一原理制成的。
(3)当蜡烛与凸透镜距离小于 cm时,无论怎么移动光屏,屏上都得不到蜡烛的像。
【思路分析】(1)凸透镜对光线由会聚作用(2)照相机的原理,物距:U 像距:v 物体位于凸透镜2倍焦距以外(U>2f ),成倒立的、缩小的、实像;(3)由题意知凸透镜的焦距为10cm,当蜡烛与凸透镜距离小于10cm时,成的是正立放大的虚像,因此无论怎么移动光屏,屏上都得不到蜡烛的像。
【解题过程】(1)凸透镜对光线的作用,凹透镜对光线的作用,因此凸透镜也叫会聚透镜(2)照相机(3)10
26.(年山东省潍坊市,19,4分) 在探究“凸透镜成像规律”时,所用凸透镜的焦距是20cm。
(1) 将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放.点燃蜡烛后,无论怎样在光具座上移动光屏总找不到像,其原因可能是 .(写出一种即可)
(2) 经过调整,在光屏上得到一个清晰、倒立的实像:保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜、要获得清晰的实像,光屏应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜.
【答案】(1)烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度(烛焰在透镜的焦点上;烛焰在透镜焦点之内;物像之间距离大于光具座的长度);
(2)靠近。
【思路分析】(1)根据凸透镜不能成实像的原因,结合题意来分析解答;
(2)根据凸透镜成像的规律的相关知识,结合题意来分析解答。
【解题过程】
(1)在光屏上找不到物体的像,说明此时成虚像或不能成像或成实像便不能呈现在光屏上,所以原因可能是:烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度(烛焰在透镜的焦点上;烛焰在透镜焦点之内;物像之间距离大于光具座的长度);
(2)蜡烛远离凸透镜,增大了物距,由凸透镜成像的规律可知,要得到清晰的像,需要减小像距,所以光屏应靠近凸透镜。
五、作图题
1. (湖南娄底,18,2)将图中的光路图补充完整。
【答案】
【思路分析】本题考查凹透镜三条特殊光线的画法。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;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点。
2. (辽宁省抚顺,第22题,3分)
【答案】
【解析】平行与主光轴的光线,经凸透镜折射后,折射光线通过右焦点;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;光反射时,反射角等于入射角,如答案图所示。
3. (山东聊城,19,2) 根据入射光线和折射光线,在图中虚线框内画出适当类型的透镜。
【思路分析】凸透镜对光线有会聚作用,除过光心的光线之外的所有射向凸透镜的光线,经凸透镜折射后都会比原来会聚一些;从焦点发出的光线,经凸透镜后变为平行光线。
【解题过程】解:
图中从焦点发出的光线,经透镜后变为平行光线,因此该透镜为凸透镜,对光线起会聚作用,如图所示:
4. (山东青岛,17,1) 夏天,游泳后刚从水中上岸会感到冷,是因为水分 从人体吸热的缘故。
【思路分析】液体蒸发时吸热,温度降低。
【解题过程】解:夏天,游泳后刚从水中上岸会感到冷,是身上的水汽化成水蒸气,这种汽化方式为蒸发,水蒸发吸受热量。
故答案为:蒸发。
【知识点】汽化及汽化吸热的特点.
18.(山东青岛,18,1) 如图,F1、F2分别为凹透镜和凸透镜的焦点,且两透镜的左焦点重合,请画出图中光线经透镜折射后的完整光路。
【思路分析】在作凸透镜或凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解题过程】解:
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,该光线正好是通过凸透镜的焦点,经凸透镜后平行于主光轴射出,如图所示:
5. (山东泰安,20,2)图中的入射光线平行于凸透镜主光轴,画出经凸透镜后的折射光线。
【思路分析】由图示可知,入射光线平行于主光轴,根据入射光线的特点,可以画出对应的折射光线。
【解题过程】解:平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线过焦点,由此可以确定该条入射光线对应的折射光线。故画图如下。
6.(云南省昆明市,第18(3)题,2分)(3)完成图 12 中经过凸透镜后的两条光线。
【答案】
【解析】通过透镜光心的光线方向不变;通过凸透镜左焦点的光线,经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴。
7. (广西玉林,22,2)在图中画出与入射光线对应的折射光线。
【思路分析】仔细观察入射光线的特点,根据凹透镜的光学特点作图。
【解题过程】解:
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;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,如图所示:
8. (哈尔滨市,47,2分)
【思路分析】利用凸透镜的三条特殊光线作图
【解题过程】通过凸透镜光心的光线,传播方向不改变,平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,光路图如图所示
.
9.(绥化市,24,2分)
【思路分析】根据凸透镜的三条特殊光线,进行作图
【解题过程】平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,通过凸透镜光心的光线,传播方向不变,如图所示:
.
10. (湖北襄阳,16,1)根据如图中经透镜折射后的光线画出入射光线。
【思路分析】在作凸透镜的光路图时,先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解题过程】解:对于凸透镜,折射光线过焦点,则入射光线与主光轴平行。
故答案为:
11. (湖南娄底,18,2) 将图中的光路图补充完整。
【思路分析】先确定所给的入射光线的特点,然后根据凹透镜的光学特点作图。
【解题过程】解:
延长线过焦点的入射光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。如图所示:
12. (辽宁省辽阳市,第22题,3分)
【答案】如图所示:
【解析】(1)过A点和B点分别作垂直于平面镜的垂线,并反向延长至和点,使它们到平面镜的距离相等;用虚线连接并标上箭头,即为AB在平面镜中的像;(2)连接F,注意平面镜后的用不带箭头的虚线表示,平面镜前用带箭头的实线表示;(3)经过凸透镜左焦点的光线,经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴,标出箭头表示方向即可,如图所示。
13. (湖南岳阳,17,3) 如图所示,请画出入射光线经凸透镜后的折射光线。
【思路分析】先确定所给的入射光线和折射光线的特点,然后根据凸透镜的三条特殊光线作图。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。
【解题过程】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如下图所示:
14. (广东深圳,17) 如图所示,完成凸透镜的光路图。
【思路分析】在作透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解题过程】解:
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,如图所示:
15. (海南,18,2) 请在图中画出平行于主光轴的光线通过凸透镜后的光线。
【思路分析】在作凸透镜或凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解题过程】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如图所示:
16.(江苏常州,25,2) 透镜左侧有一点光源S发出两条光线,经透镜折射后在右侧的出射光线如图所示,请在图中通过光路作图标出点光源S的位置。
【答案】如图所示:【解析】本题考查了凸透镜的特殊光线,平行于主光轴光线经凸透镜折射后过焦点;过焦点光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
17. (山东济宁,17,2) 在图中的实线框内填上一个合适的透镜。
【思路分析】凹透镜对光线有发散作用,除过光心的光线之外的所有射向凹透镜的光线,经凹透镜折射后都会比原来发散一些。
【解题过程】答:平行光经透镜后变得发散,因此该透镜对光线起发散作用,为凹透镜:
18. (四川达州市,36,3分)完成光路图,根据图中的入社光线或折射光线作出相应折射光线或入射光线.
【思路分析】根据凸透镜的三条特殊光线进行作图:平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,通过凸透镜光心的光线,不改变传播方向,过焦点的光线经凸透镜个折射后平行于主光轴.
【解题过程】(1)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,通过凸透镜光心的光线,不改变传播方向,图如下:
19.(四川省广安市,题号21,分值1)如图所示,请将光路图补充完整。
【答案】
【解析】经过凸透镜光心的光传播方向不变,经过凸透镜焦点的光折射后一定平行于主光轴。
20.(白银市,17,2分)如图所示,F为凸透镜的焦点,OO’为凸透镜的主光轴,AB为射向凸透镜且过焦点的光线,在凸透镜的右侧有一平面镜MN和主光轴OO'成45° ,请画出经凸透镜折射后和经平面镜反射后的完整光路图.
【思路分析】根据凸透镜的三条特殊光线,作出折射光线,再根据反射定律作出经平面镜反射的反射光线.
【解题过程】过凸透镜交点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出,折射光线射到平面镜上,再根据反射定律,作出反射光线,光路图如图所示.
1. (北京,10,2)小军做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35cm刻度线处,如图4所示。移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是
A. 光屏上呈现的是烛焰的虚像
B. 光屏上呈现的是烛焰正立的像
C. 光屏上呈现的是烛焰放大的像
D. 该实验现象能说明照相机的成像特点
【答案】C
【解析】本题主要考查凸透镜成像规律,蜡烛放置在35cm刻度线处,物体在一倍焦距和二倍焦距之间根据凸透镜成像规律可知,此时成的是倒立放大的实像。光屏上可以呈接的像都是实像,故A选项错误;实像都是倒立的,故B选项错误;像是倒立、放大的,故C选项正确;照相机成的是倒立、缩小的实像,成倒立、放大的像的有:投影仪、幻灯机。故D选项错误。
2. (广西柳州,9,3)如图6所示,能正确表示照相机成像原理的是
【答案】D
【解析】光线经过凸透镜后会发生偏折,经过凸透镜的三条特殊光线是:平行于主光轴的光线过另一侧的焦点,过光心的光线传播方向不变,过焦点的光线经过凸透镜后平行于主光轴。而ABC三个图中光线没有经过光心,传播方向也没有变化故均是错误的,D是过光心的光线传播方向不变,故D正确。
3. (河南省,题号11,分值2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于图5所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是( )
A. 光屏上成倒立、缩小的实像
B. 图中成像特点与照相机的成像特点相同
C. 透镜不动,蜡烛向左移动,光屏向右移动,可再次得到清晰的像
D. 透镜不动,将蜡烛与光屏互换位置,光屏上仍能得到清晰的像
【答案】D
【解析】物距小于像距,该图与投影仪原理相同,成的是倒立放大的实像,所以A对,B错;凸透镜成像规律实验中,物和像移动方向相同,C选项中蜡烛左移,光屏也应该左移,才能再次成像;D根据光路是可逆的,蜡烛与光屏互换位置后仍可成清晰的像。
4. (年黑龙江省齐齐哈尔市,11,3分)
【答案】AC
【解析】根据凸透镜成像的规律的相关知识,结合题意来分析解答;
A.幻灯机的工作原理是当物体到凸透镜的距离在一、二倍焦距之间时呈一个倒立放大的实像,故A正确;
B.放电影时,使用是投影仪,工作原理为当物体到凸透镜的距离在一、二倍焦距之间时呈一个倒立放大的实像,故B错误;
C.放大镜的工作原理是当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时呈一个正立放大的虚像,故C正确;
D.凸透镜对光有会聚作用,生活中用凸透镜矫正远视眼,故D错误。
5. (湖北省黄石市,题号25,分值3)
【答案】D
【解析】玻璃杯中装水形成一个柱形水凸透镜,当从水面上方观察到的指路牌箭头指向右方,指路牌在水凸透镜的二倍焦距以外,经过水凸透镜相变成指向左方的实像,故A错误;由于水凸透镜是柱形的,指路牌上下宽度不变,故B错误;指路牌上的字上下不不变,故C错误;此原理类似于照相机成像,故D正确。关键点解读:因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子,中间厚边缘薄,这种圆柱形凸透镜会使物体的左右方向长度发生变化,而上下方向长度不变。
6.(湖南省衡阳市,题号4,分值2)如图所示,下列光学现象及其解释正确的是
A.图甲中,小孔成的是倒立的虚像
B.图乙中,人配戴的回透镜可以正远视眼
C.图内中,海市质楼是由于光的折射现象形成的
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章不循光的反射定律
【答案】C
【解析】小孔成像是倒立的实像,A错误;佩戴凹透镜可以矫正近视眼,B错误;海市蜃楼是由于光通过密度不均匀的空气时发生折射形成的,C正确;镜面反射和漫反射均遵循光的反射定律,D错误。
7. (湖南省衡阳市,题号7,分值2)如图所示,小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处,移动光屏至80cm起刻度线处,在光屏上得到烛焰请晰的像,以下说法正确的是
A.此时光屏上成倒立缩小的实像
B.此成像原理可以应用在放大镜上
C.保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动,光屏也要向左移动才能在光屏上得到一个清晰的像
D.保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜在蜡烛与光屏之间移动,不可能再次在光屏上成
清晰的像
【答案】C
【解析】根据题意可知,物距u=50cm-35cm=15cm,像距v=80cm-50cm=30cm,像距大于物距,且在光屏上成清晰的像,所以7.5cm<f<15cm,成倒立、放大的实像,此原理应用于投影仪等设备上,所以A、B错误;保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动,物距变大,像距将变小,要成一个清晰的像,光屏应向左移动,C正确;保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜在蜡烛与光屏之间移动,根据光路可知可知,只要物距等于30cm,像距等于15cm,在光屏上可以得到一个清晰的像,D错误。
8. (山东聊城,11,4) 下列有关光现象的说法正确的是( )
A.“小孔成像”是光沿直线传播形成的虚像
B.在平静的东昌湖面可以看到蓝天白云,这是光的反射现象
C.烛焰经凸透镜成实像时,当烛焰靠近透镜,烛焰的像一定远离透镜
D.电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色条合成的
【答案】BCD
【思路分析】(1)(2)光在自然界中存在三种光现象:光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:平面镜成像、水中倒影等;
当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向的会偏折,发生折射现象,如:看水里的鱼比实际位置浅等;
(3)凸透镜成实像时,物距变小,像距变大;
(4)光的三原色是红、绿、蓝。
【解题过程】解:
A、“小孔成像”是光沿直线传播形成的实像,故A错误;
B、在平静的东昌湖面可以看到蓝天白云,属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B正确;
C、烛焰经凸透镜成实像时,当烛焰靠近透镜,物距减小,像距变大,烛焰的像一定远离透镜,故C正确;
D、电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色条合成,故D正确。
故选:BCD。
9.(山东临沂,15,2) 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,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
【答案】C
【思路分析】(1)根据像距和物距的关系焦距的大小;
(2)根据焦距的大小,由物距与焦距的关系进行判断;
(3)凸透镜成实像时,具有物近像远像变大的特点;
(4)物距小于焦距,成正立、放大的虚像。
【解题过程】解:A、由图可知,此时的物距为20cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10cm,故A错误;
B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为50cm﹣20cm=30cm>2f,成的是倒立、缩小的实像,故B错误;
C、将蜡烛移动到35cm刻度处,u=50cm﹣35cm=15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故C正确;
D、将蜡烛移动到45cm刻度处,u=50cm﹣45cm=5cm,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。
故选:C。
10. (山东泰安,13,2) 在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是( )
①光屏上成倒立、放大的实像
②照相机是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm
④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜
A.只有①和③ B.只有②和④ C.只有②和③ D.只有①和④
【答案】C
【思路分析】凸透镜成像时,得到的实像都是倒立的,所以蜡烛放在距凸透镜30cm处时,在透镜的另一侧的16cm处得到一个清晰的实像,且物距大于像距。根据凸透镜成像的规律可以得出物体的位置,根据物体位置列出不等式,解不等式得出结果。当凸透镜成实像时,物近像远像变大;物远像近像变小;近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用。
【解题过程】解:蜡烛距离凸透镜30cm时,在透镜的另一侧16cm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,是照相机的原理;故①错误,②正确;
此时物体在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之间,
即30cm>2f;2f>16cm>f,
解得:8cm<f<15cm。故③正确;
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,为使光屏上看到清晰的像,采取的方法为:使光屏远离透镜,使像成在光屏上,故④错误。
故选:C。
11. (山东省烟台市,8,2分)
在“探究凸透镜成像的规律”的实验中.所用凸透镜焦距为10cm.当蜡烛从如图4所示的A位置逐渐移到B位置的过程中,像距及其像的变化情况是
A.像距增大,像变大 B.像距减小,像变大
C.像距减小,像变小 D.像距增大,像变小
【答案】A
【解析】掌握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。
凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,像也越大。
凸透镜的焦距是10cm,将点燃的蜡烛从A位置逐渐移到B位置的过程中,由于物距减小,则像距变大,像变大。
故选:A。
12. (山东枣庄,5,2) 近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,
利用“自拍神器”可以( )
A.增大像距 B.增大像的大小
C.缩短景物到镜头距离 D.增大取景范围
【答案】D
【思路分析】“自拍神器”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小。
【解题过程】解:
凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小像距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果,故D正确,ABC错误。
故选:D。
13. (山东淄博,第10题,2分)在探究凸透镜成像规律的实验中,将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后20 cm的光屏上出现一个等大倒立的像。如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处,则( )
A. 光屏上会出现倒立放大的实像
B. 将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像
C. 将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像
D. 无论怎样移动光屏,光屏上均找不到像
【答案】B
【解析】本题考查的是透镜相关知识。光屏上出现倒立等大的像,说明u=v=2f=20cm,f=10cm;蜡烛移动到凸透镜前25cm处,u>2f,f<v<2f,光屏要靠近凸透镜,成倒立缩小的实像,故B正确,A 、C、D错误。
14. (天津,11,3) 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( )
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A.该凸透镜的焦距是15cm
B.当u=25cm时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的
C.当v=24cm时,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成
D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,像会逐渐变小
【答案】ACD
【思路分析】(1)当u=v=2f时,成倒立、等大的实像;
(2)(3)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,应用于放大镜和老花镜。
(4)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解题过程】解:
A、由表中的数据可知,实验3中,u=v=30cm,此时u=2f,f=15cm,故A正确;
B、当u=25cm时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的像,投影仪就是根据这一原理制成的,故B错误;
C、当v=24cm时,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,则物距大于二倍焦距,凸透镜成缩小的像,照相相机就是根据这一原理制成,故C正确;
D、若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动,物距变大,像距变小,像变小,故D正确。
故选:ACD。
15. (云南省昆明市,第5题,3分)如图所示,若想在位于凸透镜右边的光屏上(图中光屏未画出)得到一个烛焰清晰放大的像,那么点燃的蜡烛应置于图中的( )
A.a 点 B. b 点 C.c 点 D.d 点
【答案】C
【解析】要在光屏上得到放大的像,必须满足f<u<2f,则点燃的蜡烛应置于图中的C点,故选C。
16.(浙江湖州,5,3) 小华在研究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时,得到一个最小最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是( )
A.若蜡烛放置在10厘米刻度线处,移动光屏,在光屏上都不能呈清晰的像
B.若蜡烛放置在30厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰缩小的像
C.若蜡烛放置在35厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
D.若蜡烛放置在45厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
【答案】C
【思路分析】本题考查凸透镜焦距和凸透镜成像的特点,要掌握凸透镜成像特点与物距、像距的关系,(1)根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,焦点到凸透镜的距离为焦距,让平行光射到凸透镜上,调出最小最亮的光斑为凸透镜的焦点,亮斑到凸透镜的距离为焦距;
(2)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。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,物像在凸透镜的异侧。
u<f,成正立、放大的虚像,物像在凸透镜的同侧来解答此题。
【解题思路】解:A、若蜡烛放置在10厘米刻度线处,物距u=50cm﹣10cm=40cm,满足u>2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。移动光屏,在光屏上能呈清晰的像,故A错误;
B、若蜡烛放置在30厘米刻度线处,物距u=50cm﹣30cm=20cm,满足u=2f。由凸透镜成像规律可知,成倒立、等大的实像,故B错误;
C、若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm﹣35cm,满足2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像,故C正确;
D、若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm﹣45cm=5cm,满足u<f,由凸透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故D错误。
故选:C。
17. (哈尔滨市,17,2分)
【答案】B
【解析】甲图:墙上出现手影——手挡住了光沿直线传播的路径,故A正确,不符合题意;乙图:从不同角度能看见光屏上的实像——光发生漫反射,故B不正确,符合题意;丙图:平行光经凹透镜后的现象——凹透镜对光由发散作用,故C正确,不符合题意;丁图:小明通过平面镜看到小猫,同时小猫通过平面镜也看到小明——反射时光路可逆,故D正确,不符合题意.
18. (绥化市,4,2分)
【答案】C
【解析】近视眼成像在视网膜前,用凹透镜矫正,故A不正确,C正确;远视眼成像在视网膜后,用凸透镜矫正,故B、D不正确.
19.(湖北咸宁,4,2)由我国成功发射的世界首颗量子科学实验卫星被命名为“墨子号”。墨子第一次用科学方法解释了光沿直线传播,启发了量子通信。如图所示各选项中光现象的原理与墨子的这一解释相符的是( )
A.
日食现象
B.
雨后“彩虹”
C.
水中“倒影”
D.
放大镜把字“放大”
【答案】A
【思路分析】(1)光从一种介质斜射入另一种介质时,光的传播方向会发生偏折,如:透镜的应用、池水变浅了等。
(2)光在同一均匀介质中是沿直线传播的,应用的实例有:小孔成像、影子的形成、日食和月食现象;
(3)光的反射是指光线遇到障碍物被反射回来的现象,比如我们平时看到的物体,平面镜成像等。
【解题过程】解:A、日食是光的直线传播形成的,故A正确;
B、雨后天空中出现彩虹,是光的色散现象,故B错误;
C、水中的倒影是平面镜成像,其实质是光的反射,故C错误;
D、用放大镜观看报纸是利用了凸透镜可以成放大的、正立的虚像的原理,属于光的折射,故D错误。
故选:A。
20. (湖北咸宁,6,2)一凸透镜的焦距为15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处沿主光轴移到20cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )
A.像变大,像距变大 B.像变小,像距变小
C.像变大,像距变小 D.像变小,像距变大
【答案】A
【思路分析】掌握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。
凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,像也越大。
【解题过程】解:凸透镜的焦距是15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处移到20cm处的过程中,物距始终大于焦距,因此凸透镜成实像,由于物距减小,则像距变大,像变大。
故选:A。
21. (湖北省孝感市,题号2,分值3)
【答案】A。
【解析】光在同种均匀介质中沿直线传播引起的,当月亮运动到阴影部分,不反射太阳光就看不到月亮形成月食,选项A正确;水面相当于平面镜,塔在其中形成倒影,是光的反射形成的虚像,选项B错误;放大镜是凸透镜成像原理的应用,成正立放大的虚像;凸透镜对光有会聚作用;选项C错误; 近视眼是由于晶状体过凸,焦距较短,成像在视网膜的前方,带凹透镜纠正。选项D错误。故选A。
22. (辽宁省辽阳市,第8题,2分)
【答案】A
【解析】电影放映机是幻灯机,其镜头相当于一个凸透镜,故A正确;国旗是红色的,因为它反射红光,吸收其它色光,故B错误;电影放映厅的灯可以单独工作,是并联的,之所以能够同时亮,同时灭,是因为控制它们的开关接在干路中,故C错误;光的三原色是红、绿、蓝,黄光不是三原色之一,故D错误。
23. (内蒙古自冶区包头市,4,3分)
如图所示,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,此时在光屏中心已成烛焰清晰的像,下列说法正确的是
A .此时烛焰在光屏上的成像特点于投影仪成像特点相同
B.若蜡烛移至20cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C.若蜡烛移至45cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D.在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,将光屏左移可再次成清晰的像
【答案】B
【解析】根据凸透镜成像的规律的相关知识,结合题意来分析解答;
A.由题意可知,此凸透镜的焦距为10cm,此时蜡烛到凸透镜的距离为25cm,大于二倍焦距,此时呈一个倒立、缩小的实像,照相机成像的特点与之相同,故A错误;
B.将蜡烛移至20cm处,此时物距为30cm,大于二倍焦距,可在光屏上呈现烛焰清晰的倒立、缩小的实像,故B正确;
C.若蜡烛移至45cm处,此时物距为5cm,小于一倍焦距,此时呈一个正立、放大的虚像,不能呈现在光屏上,故C错误;
D.近视镜是凹透镜,对光有发散作用,所以在烛焰和凸透镜之间放一副近视镜后,要在光屏上得到清晰的像应将光屏右移,故D错误.
24. (四川省德阳市,20,3分)
对一些实例和对应解释,下列说法中中正确的是( )
A. 看见水中的鱼儿---光的直线传播
B. 太阳下人影相随---光的反射
C.近视眼镜的镜片----凸透镜
D. 用镜子增大空间感---平面镜成像
【答案】D
【解析】生活中的光现象主要分为以下三种:
(1)光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;
(2)当光照射到物体界面上时,有一部分光被反射回来发生反射现象,例如:平面镜成像、水中倒影等;
(3)当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向的会偏折,发生折射现象,如:筷子弯折、池水变浅、凸透镜成像等。
A、看见水中的鱼儿是由于光在水面发生折射形成的虚像,不是光的直线传播,故A错误;
B、太阳下人影相随是光的直线传播形成的,不是光的反射,故B错误;
C、近视眼镜的镜片对光的发散作用,属于凹透镜,故C错误;
D、用镜子增大空间感是利用了平面镜成像,故D正确。
故选:D。
25. (四川省资阳市,4,3分)
【答案】A
【解析】(1)平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,像和物体大小相同,它们到镜面的距离相等。
(2)远视眼和老花眼是由于晶状体太薄或眼球的前后方向太短,像成在视网膜的后方,故用凸透镜来矫正。
(3)影子是光照在不透明的物体上,由于光是沿直线传播的,不能照到物体的背面,就在物体的背面形成一个黑暗的区域。
(4)凸透镜成实像时,2f>u>f时,v>2f,成倒立、放大的实像。
【解答】解:
A、因为平面镜成正立等大的虚像,像和物体大小相同,它们到镜面的距离相等,所以小明后退时,他在镜中像的大小将不变,故A错误;
B、老花眼可以利用凸透镜进行矫正,所以老花镜是凸透镜,故B正确;
C、当光遇到不透明物体时,在物体的后方形成一个暗区,这就是所谓的影子;“对影成三人”中的“影”是光的直线传播形成的,故C正确;
D、探究凸透镜成像的规律时,烛焰从1.1f处移到1.8f处,满足2f>u>f,烛焰移动了0.7f,则v>2f;因为物距增大时,像距增大,像移动的距离大于物体移动的距离,所以烛焰的像移动距离大于0.7f,故D正确。
故选:A。
26.(福建B卷,9,2) 在探究凸透镜成像特点实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图,此时能在光屏上看到烛焰清晰的像。若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10cm,调节光屏位置,可在光屏上看到( )
A.缩小的实像 B.放大的实像 C.缩小的虚像 D.放大的虚像
【答案】A
【思路分析】(1)u=v时,成的是倒立、等大的实像;
(2)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
【解题过程】解:由图可知,此时的物距为20cm,像距为20cm,物距等于像距,物体在二倍焦距处,成的是倒立、等大的实像;
保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10cm,物距变大,像距变小,像变小,故成缩小的实像,故A正确。
故选:A。
27. (广东深圳,2,3)用一个焦距为10cm的放大镜来观察邮票细节,放大镜与邮票的距离应( )
A.大于20cm B.等于10cm
C.小于10cm D.在10cm与20cm之间
【答案】C
【思路分析】凸透镜成像时,u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
【解题过程】解:用凸透镜观察较小的邮票图案,要使邮票放大,把凸透镜作为放大镜使用,邮票到凸透镜的距离一定小于凸透镜的焦距10cm。故ABD错误、C正确;
故选:C。
28. (广西北部湾,7,2)如图所示,使用手机摄像头扫描維码时,成缩小的实像。下列仪器成像特点与共相同的是( )
A.放大镜 B.照相机 C.投影仪 D.显微镜
【答案】B
【思路分析】根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机。
u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
【解题过程】解:已知手机摄像头是一个凸透镜,使用手机摄像头扫描維码时,成缩小的实像。
A、放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像工作的。不符合题意。
B、照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的。符合题意;
C、投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像工作的。不符合题意。
D、由显微镜成像原理知:物体经物镜折射后,成倒立放大的实像,这个像正好处在目镜的焦点之内,又经目镜成正立、放大的虚像,此时的目镜相当于一个放大镜;不符合题意。
故选:B。
29.(湖北荆门,4,3) 关于生活中的光现象,下列说法正确的是( )
A.凸透镜成实像时对光线有会聚作用,成虚像时对光线有发散作用
B.平面镜成像时,物体与平面镜距离越远,所成的虚像越小
C.眼睛近视了看不清书本上的字,应该配戴用凸透镜做成的眼镜,可以起到放大作用
D.因为光的折射,我们观察到日出的时刻会比实际日出时间早
【答案】D
【思路分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;
(2)平面镜成像特点,物像等大;
(3)近视眼成像在视网膜前方,戴凹透镜进行矫正;
(4)由光发生折射时的光线偏折情况和光在均匀介质中沿直线传播解答。
【解题过程】解:
A、不管凸透镜成实像还是成虚像,凸透镜对光线都有会聚作用,故A错误;
B、由平面镜成像的特点可知,物像等大,像的大小与物体到平面镜的远近无关;因此,平面镜成像时,物体与平面镜距离越远,所成的虚像也不会变小,故B错误;
C、近视眼是由于晶状体的凸度增大,或眼球前后径过长,形成的像就会落在视网膜的前方;近视眼应该佩戴具有发散作用的凹透镜加以矫正(使光线延迟会聚,像成在视网膜上),而不是配戴用凸透镜做成的眼镜,故C错误;
D、地球表面上有大气层,且大气层并不是均匀的,阳光射入大气层时会发生折射现象;当太阳还在地平线以下时,由于光的折射,人们能够提前观察到日出,即观察到日出的时刻会比实际日出时间早;故D正确。
故选:D。
30. (江苏常州,14,2) 蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎风蝶,他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片甲,为了拍摄照片乙,应
A.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C.相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D.相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
【答案】A 【解析】本题考查了凸透镜成像规律、照相机等知识点。甲照片的像比较小,乙照片的像比较大,根据凸透镜成像动态规律“物近像远像变大”得到:要减小物距,增大像距,相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸,A选项符合题意。
31. (江苏淮安,7,2) 如图所示,蜡烛在光屏上成清晰的像,凸透镜焦距为18cm。下列说法正确的是( )
A.所成的像是虚像
B.所成的像是倒立、放大的
C.蜡烛向左移动所成的像变大
D.照相机是利用这一成像原理制成的
【答案】B
【思路分析】(1)光屏上能承接到的像是实像。凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像;
(2)凸透镜成实像时,像距变小,像变小。
【解题过程】解:
ABD、由图可知,物距u=50cm﹣20cm=30cm,物距f<u<2f,成倒立放大的实像,其应用是投影仪,故AD错误、B正确;
C、蜡烛向左移动,物距变大,像距变小,所成的像变小,故C错误。
故选:B。
32. (四川成都,30,2)下列对光现象的分析,合理的是( )
A.近视眼镜的镜片采用凹透镜是因为凹透镜对光有会聚作用
B.眼睛能看见物体是因为眼睛发出的光到达了该物体
C.兴隆湖中出现科学城建筑的倒影是因为光从空气进入了水
D.雨后天空出现彩虹是因为水珠对不同颜色的光折射程度不同
【答案】D
【思路分析】(1)近视眼镜是凹透镜;
(2)能够看到周围的物体,是因为有光线或反射光线射入人的眼睛;
(3)倒影属于平面镜成像;
(4)彩虹是光的色散形成的。
【解题过程】解:
A、近视眼镜的镜片采用凹透镜是因为凹透镜对光有发散作用,故A错误;
B、能够看到周围的物体,是因为有光源或反射光线射入人的眼睛。眼睛不是光源,不会发光,故B错误;
C、兴隆湖中出现科学城建筑的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故C错误;
D、雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,因为水珠对不同颜色的光折射程度不同,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D正确。
故选:D。
33. (广东省广州,12,3分)将物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲凸透镜成正立放大的像,通过乙透镜成倒立缩小的像,图11是平行于主光轴的光线通过甲透镜的光路图,图12中哪副图可能是平行于主光轴的光线,通过乙透镜的光路图( )
【答案】A
【解析】由图11可知,甲透镜的焦距为20cm,将物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲凸透镜成正立放大的像,通过乙透镜成倒立缩小的像,所以物距小于甲的焦距20cm,大于乙的2倍焦距,可以得出乙的焦距小于10cm,结合四个选项,故选A。
34.(河北,19,2分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透锁和光屏的位置如图6所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。则下列说法正确的是( )
A.照相机应用了这一成像规律
B.蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像会向下移
C.蜡烛不动,将透镜移至35cm处,移动光屏可能得到倒立的消晰像
D.更换一个焦距小的凸透镜,只移动透镜仍可在光屏上得到清晰的像
【答案】D
【解析】本题主要考查凸透镜成像规律及其应用。有图可以看出像距大与物距所以成的是倒立放大的实像,应用是投影仪幻灯机,故A选项错误;当蜡烛燃烧一段时间后蜡烛向下移光屏上的像会上移,故B选项错误;现在物距,当透镜移到35cm处时成正立、放大的虚像,故C选项错误;排除法选D。
35.(湖北省黄冈市,2题,3分)下列判断错误的是 ( )
A.医生用小镜子检查牙齿利用了平面镜成像 B.近视眼应配戴合适的凸透镜来矫正
C.池水看起来比实际的浅是由光的折射产生的 D.手机拍照时成的是物体缩小的实像
【答案】B
【解析】医生为了看清牙齿的背部使用的平面镜一方面利用了平面镜成像,另一方面改变了光的传播方向,故A说法正确,不符合题意;近视眼是因为像成在了视网膜的前面,所以要使用具有发散作用的凹透镜来矫正,B说法错误,符合题意;池水看起来比实际的.浅是由光的折射产生的,C说法正确,不符合题意;用照相机拍照,可以成一个倒立、缩小的实像,故D说法正确,不符合题意;故选B.
36.(山东临沂,题号15,分值2分) 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,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
【答案】C
【解析】解:A、由图可知,此时的物距为20cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10cm,故A错误;
B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为50cm﹣20cm=30cm>2f,成的是倒立、缩小的实像,故B错误;
C、将蜡烛移动到35cm刻度处,u=50cm﹣35cm=15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故C正确;
D、将蜡烛移动到45cm刻度处,u=50cm﹣45cm=5cm,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。
37.(四川省广安市,题号5,分值1.5)下列关于光现象的说法中正确的是( )
A.岸边的人在水中所成的“倒影”是光的折射形成的
B.物体在平面镜中成的是虚像,物体离平面镜越近像越大
C.使用投影仪可以在屏幕上形成正立放大的实像,光在屏幕上发生了漫反射
D.凹透镜对光有发散作用,可用来矫正近视眼
【答案】D
【解析】岸边的人在水中所成的“倒影”是光的反射形成的,选项A错误;物体在平面镜中成的是虚像,像和物体的大小相等,与物体离平面镜的远近无关,选项B错误;使用投影仪可以在屏幕上形成倒立放大的实像,光在屏幕上发生了漫反射,选项C错误;凹透镜对光有发散作用,可用来矫正近视眼,选项D正确。故选D。
38.(四川省自贡市,题号11,分值2)关于凸透镜的应用,下列说法正确的是( )
A.凸透镜成的像都是实像
B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内
C.投影仪中的投影片放在镜头二倍焦距以外
D.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用
【答案】D
【解析】凸透镜既可以成实像,也可以成虚像,选项A错误;照相时,景物在镜头的二倍焦距以外,选项B错误;投影仪中的投影片放在一倍焦距和二倍焦距之间,选项C错误;远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用,选项D正确。
39.(山东省威海市,4题,2分)下列关于光学实验的说法,错误的是( )
A.探究光的反射定律时,硬纸板可以显示光的传播路径
B.探究平面镜成像特点时,使用两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系
C.探究光的折射特点时,光从空气射入水中,传播方向一定会发生改变
D.探究凸透镜成像规律时,当蜡烛燃烧变短,光屏上的像会向上移动
【答案】C
【解析】探究光的反射定律时,硬纸板可以显示光的传播路径,A正确;探究平面镜成像特点时,使用两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系,B正确;探究光的折射特点时,若光从空气垂直射入水中,传播方向不变,C错误;探究凸透镜成像规律时,当蜡烛燃烧变短,光屏上的像会向上移动,D正确。
40.(山东省威海市,10题,2分)下列关于凸透镜应用的说法,正确的是( )
A.近视眼需要佩戴凸透镜来矫正
B.放大镜成正立、放大的实像
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.要使投影仪成像变大,应使投影仪远离屏幕,同时使镜头靠近投影片
【答案】D
【解析】近视眼需要佩戴凹透镜来矫正,A错误;放大镜成正立、放大的虚像,不是实像,B错误;用手机扫描二维码跟照相机的原理相同,应使二维码位于手机镜头的二倍焦距之外,C错误;在凸透镜的焦距以外,物距越小,像距越大,像越大。故要使投影仪成像变大,应使投影仪远离屏幕,同时使镜头靠近投影片,D正确。
41.(安徽,12,3分)下列光路图错误的是( )
A.放大镜成像 B. 小孔成像 C .光由空气斜射到水面 D.近视眼的矫正
【答案】C
【解析】 光的直线传播、光的折射、眼睛的矫正。.
放大镜成正立、放大的虚像,像是由折射光线的反向延长线相交得到的,故A正确;小孔成像是实际光线通过小孔时沿直线传播会聚成的实像,故B正确;光由空气斜射入水中时,折射光线应靠近法线,折射角应小于入射角,故C错误;近视眼看远处物体时,物体“发出”的光通过晶状体折射后形成的像会落在视网膜的前方,导致看不清远处的物体;为使像成在视网膜上,应让光线发散一些,所以近视眼应佩戴凹透镜加以矫正,故D正确。
42.(长沙,19,3分)现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.甲乙 B.甲丁 C.丙乙 D.丙丁
【答案】A
【解析】近视眼是因为晶状体太厚或视网膜太靠后,导致眼睛折光能力太强,光线还没有到达视网膜就已经会聚,可佩带凹透镜矫正,所以甲是近视眼成因图,乙是矫正近视眼图,丙是远视眼成因图,丁是矫正远视眼图,故A正确;B、C、D不正确.
11.(湖南省常德市,题号15,分值3)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( )
A.利用这一原理制成了投影仪
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上
成一个清晰倒立、缩小的像
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,适当移动
光屏也能得到一个清晰的像
D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像
【答案】D
【解析】蜡烛在二倍焦距之外,光屏在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立缩小的实像,利用这一原理 可以制成照相机,选项A错误;若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,则蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间,光屏在二倍焦距之外,成倒立放大的实像,选项B错误;由题图可知:u=30cm>2f, f
43.(山东省菏泽市,4,2分)已知凸透镜的焦距为15cm.下列说法正确的是( )
A. 当物体距凸透镜10cm时,成正立、放大的实像
B. 当物体距凸透镜20cm时,成倒立、放大的实像
C. 当物体距凸透镜35cm时,成倒立、放大的实像
D. 当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时,在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大
【答案】B
【解析】根据凸透镜的成像规律进行分析解答。
A. 当物体距凸透镜10cm时,即物距小于焦距时,成正立、放大的虚像,故A错误;
B. 当物体距凸透镜20cm时,即物距大于一倍焦距,小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,故B正确;
C. 当物体距凸透镜35cm时,即物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,故C错误;
D. 当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时,即物距大于焦距,且逐渐变大时,像距会变小,像也变小,故D错误;
44.(陕西省,2题,2分)年5月1日晚,在大雁塔北广场上演了一场水舞光影秀.巨型灯柱阵、多台超高清投影机和音乐喷泉交错配合,使大雁塔隐在光幕之中,美仑美奂,这是中华文化和现代科技的一次完美结合.下列关于这场光影秀的说法不正确的是( )
A.发光的灯柱是光源
B.光的三原色是红、绿、蓝
C.音乐喷泉形成的水幕对光只有反射作用
D.演出过程中高清投影机可成逼真的实像
【答案】D
【解析】自身能够发光的物体,我们称之为光源,发光的灯柱自身可以发光,所以是光源,A说法正确;光的三原色是红、绿、蓝,B说法正确;音乐喷泉形成的水幕是液态的小水滴,对光不仅有反射作用,还有折射作用,C说法错误;高清投影机是当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,成一个倒立、放大的实像,D说法正确.故选D.
二、填空题
1. (龙东市,25,2分)
【答案】投影仪;靠近
【解析】由图可知,像距大于物距,所以所成的像是倒立、放大实像,根据这一原理可制成投影仪;再将蜡烛远离凸透镜时,物距变大,像距变小,像变小,所以同时将光屏靠近透镜,才能在光屏上再次成一个清晰的像.
2. (江苏省扬州市,题号15,分值4)
【答案】大于 缩小 大 凸
【解析】照相机的原理是:物距大于2f时,成倒立、缩小的实像;当物距变小时,物体所成实像的像距将变大,所以像变模糊;应该在镜头前加一会聚作用的凸透镜,才能使清晰的像成在光屏上。
3. (山东聊城,16,2)在观看音乐会时,小明同学因为近视眼无法看清是哪位艺术家在演奏,但他能区分钢琴和二胡的声音,这是根据声音的 来判断的,要想矫正近视眼,应戴一副由 透镜片做的眼镜。
【答案】音色;凹
【思路分析】(1)音色是由发声体本身决定的一个特性。
(2)由于晶状体太厚,其折光能力太强,或眼球的前后方向太长,使得像成在视网膜的前方,这就是近视眼的成因;而后据凸透镜和凹透镜对光线的作用分析,即可判断用哪种透镜来矫正。
【解题过程】解:不同乐器、不同发声体的材料和结构不同,产生的音色会不同,我们是靠音色来辨别乐器的种类。所以我们分辨出钢琴和二胡的声音,是根据音色来区分的。
近视眼的表现是看不清远处的东西,即是由于晶状体太厚,其折光能力太强,或眼球的前后方向太长,使得像成在视网膜的前方造成的,故若想使得像成在视网膜上,即需要让原来的光线发散一些,由于凹透镜对光线有发散的作用,故用凹透镜来矫正近视眼。
故答案为:音色;凹。
4. (山东临沂,21,2) 为加强交通管理和社会治安,临沂市安装了“海燕系统”,该系统具有跟踪、抓拍及人脸识别功能。如图所示,系统摄像机的镜头是 透镜,拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是 。
【答案】凸;u>2f
【思路分析】凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头。
【解题过程】解:摄像头的镜头相当于凸透镜,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头,拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是u>2f。
故答案为:凸;u>2f。
5. (四川眉山,16,4)如图所示,小红同学在探究凸透镜成像规律的实验中,将焦距f=15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处后,应将光屏向 (填“左”或”右”)移动,才能在光屏上观察到烛焰清晰的 (填“正立”或“倒立”)的像。
【答案】右;倒立
【思路分析】当物距等于2f时,成倒立、等大的实像,像距等于2f。
【解题过程】解:已知凸透镜的焦距f=15cm,将点燃的蜡烛移动到光具座上20cm刻线处,此时u=50cm﹣20cm=30cm,u=2f,成倒立、等大的实像,像距等于2f;故将光屏向右移动到80cm时,观察到烛焰清晰的倒立的像。
故答案为:右;倒立。
6.(四川绵阳,14,4) 将点燃的蜡烛和光屏放置在光具座上,再将焦距为30cm的凸透镜甲放置在蜡烛和屏之间适当位置,在屏上得到清晰的缩小实像;在透镜甲位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙,不改变蜡烛位置,将光屏 (选填“靠近”或“远离”)透镜适当距离,就可以再光屏上得到清晰的 (选填“放大”“缩小”或“等大”)实像。
【答案】靠近;缩小
【思路分析】首先根据题意“先用焦距为30cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系,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。
【解题过程】解:光屏上得到一个倒立缩小的实像时,v>2f,即v>60cm,保持透镜的位置不变,在焦距为30cm的透镜甲的位置上换上焦距为20cm的凸透镜乙,凸透镜的折光能力增强,不改变蜡烛位置,v>60cm,相当于物远了,则屏上的像变近、像变小大些,故应减小像距,即应将光屏靠近透镜;
故答案为:靠近;缩小。
7. (浙江宁波,6,3)为了研究眼的成像原理,小科自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜凸度,直至光屏上成一个清晰倒立、 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜 (填“注水”或“抽水”)。
【答案】缩小; 抽水
【思路分析】(1)解决此题要知道当u>2f,成倒立、缩小的实像,v>2f,此时物距大于像距。
(2)凸透镜越厚,折光能力越强,焦距越短,据此分析即可判断。
【解题过程】解:(1)由图可知,物距大于像距,并且能在光屏上成实像,所以物距一定是在二倍焦距之外,所以成的是倒立、缩小的实像;
(2)向左移动蜡烛,即此时的物距变大,像距应该变小,即光屏应该向左移动,才能使得像清晰,但若保持光屏和透镜不变,仍使得像成在光屏上,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应该向外抽水。
故答案为:缩小; 抽水。
8. (广西玉林,17,2) 为了公民的安全,公安部门在很多路口安装监控摄像头,如图所示,它可以拍下作案嫌疑人的现场照片,拍照时,摄像头的镜头相当于一个 (选填“凸”或“凹”)透镜,所成的像是缩小的 (选填“实”或“虚”)像。
【答案】凸;实
【思路分析】摄像机的镜头是一个凸透镜,掌握凸透镜成像的规律,知道当物距大于2倍焦距时,成倒立缩小的实像。
【解题过程】解:摄像头的镜头相当于一个凸透镜,拍摄违章行驶或发生交通事故的现场照片时,物距远大于2倍焦距,所以此时成倒立、缩小的实像。
故答案为:凸;实。
9.(吉林长春市,11,2分)
【答案】缩小;凹;
【解析】人的眼睛像一架神奇的照相机,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像;
人眼的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上成倒立的实像;近视眼是晶状体的折光能力变强,像成在视网膜的前面,可以通过配戴具有发散作用的凹透镜制成的眼镜进行矫正。
10. (呼和浩特,19,4)在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体,把一滴水滴在小物体正上方的玻璃板上,水滴就是一个放大镜,如果还看不清小物体,再拿一个凸透镜位于水滴正上方,调节镜与水滴间的距离,就能看清玻璃板下的小物体。此时看到的是小物体的 的(选填“正立”或“倒立”), 的(选填“放大”或“缩小”) 像(选填“实”或“虚”)。这个组合与 (选填“望远镜”或“显微镜”)的原理相同。
【答案】正立;放大 虚;显微镜
【解析】本题考查凸透镜成像。为了看清玻璃板下的小物体,水滴和凸透镜都是放大镜,所以小物体成像是正立、放大的虚像,因为显微镜也是经过两次放大作用看到肉眼看不见的物体的,故这个组合和显微镜的原理相同。
11. (四川遂宁,11,6)勤于动手的小聪在探究凸透镜成像规律过程中,将蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示放置时,蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰的像,利用凸透镜这一成像规律制成的是 (选填 “照相机”、“投影仪”或“放大镜”);若保持透镜和光屏的位置不变,将蜡烛移到“15cm”刻度线位置,他将自己佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时,光屏上又出现了清晰的像,则小聪所患的眼疾是 .(选填“近视眼”或“远视眼”)
【答案】缩小;照相机;近视眼
【解析】本题考查凸透镜成像.从图中可以看出:物体离凸透镜远像离凸透镜近,说明物体在二倍焦距以外,故在光屏上形成一个倒立、缩小的像,照相机是根据这个原理制成的,若将蜡烛移到“15cm”刻度线位置,应向左移动光屏才能出现清晰的像,而小聪将佩戴的眼镜放在蜡烛和透镜间适当位置时,光屏上能出现清晰的像,说明小聪佩戴的眼镜对光线起到发散作用,故小聪所佩戴的是凹透镜,小聪患的眼疾是近视眼.
12. (福建B卷,18,2)每年6月6日是全国“爱眼日”。图中表示近视眼的是图 (选填“甲”或“乙”),近视眼应配戴 透镜制成的眼镜进行矫正。
【答案】甲;凹
【思路分析】本题要抓住近视眼成因:远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的前方造成近视眼。近视矫正方法,需佩戴凹透镜。
远视眼成因,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成的。远视矫正方法,需佩戴凸透镜。
【解题过程】解:
近视眼的成因:眼球晶状体的曲度过大,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的像,就会落在视网膜的前方造成近视眼;
所以,由图知,表示近视眼的是图甲;近视眼的矫正方法,需佩戴凹透镜。
故答案为:甲;凹。
13. (海南,13,4)每年6月6日是全国爱眼日。如果不爱护眼睛容易患上近视眼,矫正近视眼应佩戴 透镜(填“凸”或“凹”)。视力正常的眼睛,远近景物都能在视网膜上成倒立、缩小的
像(填“实”或“虚”)。
【答案】凹;实
【思路分析】(1)近视眼是因为晶状体太厚或眼球过长,远处物体的像成在视网膜的前方,凹透镜对光线有发散作用,使原来会聚成像的光线错后会聚到视网膜上。
(2)眼睛好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像。
【解题过程】解:近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,像呈在视网膜的前方,应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚。
当物距大于二倍焦距时,凸透镜成缩小、倒立的实像;
眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。 我们看物体时,通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在当物距大于二倍焦距时,凸透镜成缩小、倒立的实像。
故答案为:凹;实。
14. (山东东营,14,2) 东营市开展了“红色电影进社区”活动,受到居民好评。电影放映机的镜头相当于一个 (选填“凸透镜”、“凹透镜”),电影放映时在银幕上形成的是 立、放大的实像。
【答案】凸透镜;倒
【思路分析】物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,幻灯机、投影仪、电影放映机就是利用这个原理制成的。
【解题过程】解:放映机的镜头相当于凸透镜,投影片放置在一倍焦距和二倍焦距之间时,在银幕上所成的像是倒立、放大的实像。
故答案为:凸透镜;倒。
15. (四川巴中,17,2) 某同学有一个焦距为10cm的凸透镜,他用该透镜制作了一个模型照相机照相,则景物到镜头的距离应该 20cm(选填“大于”、“等于”或“小于”),利用该透镜
(选填“能”或“不能”)矫正近视眼。
【答案】大于;不能
【思路分析】(1)凸透镜成像时,U>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
(2)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使会聚的光线延迟会聚。
【解题过程】解:
(1)由题知,他用焦距为10cm凸透镜制作了一个模型照相机照相,根据照相机的工作原理可知,被照的景物和凸透镜的距离应大于2倍焦距,在胶片上能得到倒立、缩小的实像,所以景物到镜头的距离应该大于20cm;
(2)近视眼的形成原因是晶状体太厚、会聚能力太强,应该佩戴具有发散作用的凹透镜矫正,使光线延迟会聚,使像成在视网膜上,故凸透镜不能矫正近视眼。
故答案为:大于;不能。
16.(四川成都,20,4)在探究凸透镜成像规律的实验中,某次实验的成像情况如图所示,小组成员提出“有哪些方法可以让光屏上的像变大”的问题,经过讨论后形成两个方案,而且结果都达到目的。方案一:保持蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向 移动适当距离;方案二:保持凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏都向 移动。
【答案】左;右
【思路分析】1)物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像;
(2)凸透镜成实像时,物距变小,像距增大,像变大。
【解题过程】解:
(1)如图物距大于像距,成倒立缩小的实像,保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜向左移动,根据光路的可逆性,则物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,光屏上就会成倒立、放大的实像;
(2)保持凸透镜的位置不变,如果要想在光屏上得到大一些的清晰的像,应减小物距,增大像距,即将蜡烛右移,光屏右移;
故答案为:左;右。
17. (江苏宿迁,12,2分)小芳照镜子时看不到自己的全身像,于是她后退了几步,在后退的过程中,
(1)小芳在平面镜中所成的像的大小________(选填“变小”、“不变”或“变大”);
(2)小芳发现平面镜中的像变模糊了,戴上近视眼镜后像又变得清晰,这是利用近视眼镜对光有________作用,使眼睛中的像再一次移到视网膜上.
【答案】不变;发散
【解析】(1)∵平面镜所成的像和物体始终等大,∴小芳在后退的过程中,在平面镜中所成的像的大小不变;(2)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用.
18.(江苏省盐城市,题号18,分值3)用如图所示装置探究凸透镜成像规律,图中凸透镜的焦距为 ▲ cm。实验中,小明移动蜡烛,观察到光屏上呈现清晰缩小的像,此像是 ▲ (实/虚)像。继续移动蜡烛发现,在光屏上可以成放大的像,说明物体通过凸透镜成像的性质与 ▲ 有关。
【答案】12.0;实;物体到凸透镜的距离(物距)。
【解析】从光具座上可以读出该凸透镜的焦距是12.0cm;能够用光屏收集到的都是实像;物体通过凸透镜成像的性质与物体到凸透镜的距离(简称物距)有关。
19.(山东临沂,题号21,分值2分) 为加强交通管理和社会治安,临沂市安装了“海燕系统”,该系统具有跟踪、抓拍及人脸识别功能。如图所示,系统摄像机的镜头是 透镜,拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是 。
故答案为:凸;u>2f。
【思路分析】凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头。
【解析】解:摄像头的镜头相当于凸透镜,u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头,拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是u>2f。
20.(四川达州市,29,2分)某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,绘制了如图所示的图象(v表示像到凸透镜的距离,u表示物体到凸透镜的距离),用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在_________m以内;把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将________(选填“变大”、“变小”“先变小再变大”、“先变大再变小”).
【答案】0.05;变小
【解析】(1)由图像可知,当物距:u=10cm时,像距:v=10cm,即u=v,∴焦距:,∴用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在0.05m以内;
(2)根据凸透镜成实像时,遵循“物远像近”即物体远离凸透镜时,所成像变近,像变小,∴把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中,像的大小将变小.
21.(四川省攀枝花市,题号15,分值3)眼球的结构类似于 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”),把来自外界物体的光会聚在视网膜上形成物体 (选填“倒立”或”正立”)的像,小明同学由于不注意用眼卫生,形成了近视眼,应当戴 镜进行矫正。
【答案】照相机;倒立;凹。
【解析】眼球的结构类似于一架高级照相机,物体到眼睛的距离大于二倍焦距时,在视网膜上成倒立缩小的实像;由于不注意用眼卫生,形成了近视眼,需要佩戴凹透镜片做成的眼镜,能使像后移到视网膜上。
22.(白银市,13,2分)兰州中川机场和西客站的进站通道采用了人脸识别系统(如图所示),识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码照片传递给设备识别.此系统的摄像机的镜头相当于______透镜,它的焦距应小于_______cm.
【答案】凸;50
【解析】人脸识别系统的摄像机的镜头相当于凸透镜;成像原理:,即的焦距:,即焦距应小于50cm.
23.(四川省内江市,14题,4分)在森林中旅游时,导游会提醒你,不要随意丢弃饮料瓶。这是由于下雨时瓶内灌了雨水后,相当于一个 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),太阳出来后,它对光线有 作用,可能会引起森林火灾。
【答案】凸透镜 会聚
【解析】瓶中进入水之后,瓶中的水形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,如果热量集中,会造成树叶燃烧,造成火灾。
三、解答题
四、实验探究题
1. (桂林市,24,6分)小体用如图所示实验装置来探究凸透镜的成像规律,用到的光具座足够长.
(1)如图所示,依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏并将它们调整好后,点燃蜡烛,无论怎样移动光屏,光屏上都没出现烛焰的像,但取掉光屏,在放光屏侧通过凸透镜可以看到烛焰的像,则此凸透镜的焦距___________(选填“大于”、 “等于”或“小于”) 15cm.看到的像是_________(选填“虚” 或“实”)像.
(2)将蜡烛移至零刻度处,凸透镜位置不变,当把光屏放到如图所示位置时,在光屏上看到了烛焰模糊的像,当把光屏向___________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,在光屏上可以看到烛焰__________(选填 “放大”、“等大”或“缩小”)的清晰像,在看到清晰像后,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜向________( 选填“靠近”或“远离”)光屏的方向移动,在光屏上可以再次看到烛焰___________( 选填“放大”、“等大”或“缩小”)的清晰像.
【答案】(1)大于;虚;(2)远离;放大;靠近;缩小
【解析】(1)由图可知,蜡烛到凸透镜的距离:,在放光屏侧通过凸透镜可以看到烛焰的像,说明所成的像是正立、放大的虚像,∴,即焦距;
(2)将蜡烛移至零刻度处时,物距:,∵,∴成倒立、放大实像,像距:,即光屏应放在60cm刻度的右侧,∴把光屏向远离凸透镜的方向移动,在光屏上可以看到烛焰放大的清晰像;在看到清晰像后,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜向靠近光屏的方向移动,使物距大于二倍焦距,在光屏上可以再次看到烛焰缩小的清晰像.
2. (安顺市,14,6分)
【答案】(1)10.00;同一;(2)放大;投影仪(或幻灯机);(3)上;(4)远视
【解析】(1)由甲可知,凸透镜的焦距:;实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的重心,使它们在同一高度上;(2)由乙图可知,物距:,∵,∴在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像;生活中投影仪(或幻灯机)就是利用这个规律制成的;(3)∵凸透镜所成的实像是倒立的,∴实验时,蜡烛变短了,烛焰的像再光屏上的位置会向上移动;(4)在蜡烛和凸透镜之间放一副眼镜,光屏上的像变模糊了,∵光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,即像距变小了,∴眼镜对光线有会聚作用,∴该眼镜是远视眼镜.
3. (贵州省遵义市,33题,4分)
【答案】(1)缩小 (2)下
【解析】(1)由图可知此时物距大于像距,所以满足凸透镜u>2f时的成像特点,光屏上的是倒立、缩小的实像;(2)蜡烛燃烧后变短,光屏上烛焰的位置变高,由于光屏上的像是烛焰发出的光经过凸透镜折射后形成的实像,所以可以将凸透镜向下移动,从而使像的位置移动到光屏中央.
4. (湖北省荆州市,题号30,分值6)在探究凸透镜成像规律时,如图甲所示,将A凸透镜固定在光具座上35cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻线处,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,由A凸透镜成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示;接着他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图丙所示.
(1) 请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断:凸透镜A的焦距是 cm,凸透镜A的焦距 凸透镜B的焦距(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(2) 在甲图中,保持凸透镜不动,把蜡烛向右移动5cm,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向______(选填“左”、“右”)移动一段距离,像将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)图丙所示的实验现象可以说明_______的成像特点(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”);若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,若保持凸透镜和光屏的位置不动,应使蜡烛________(选填“靠近”、“远离”)凸透镜,则又能在光屏上看到蜡烛清晰的像.
【答案】(1)10;小于;(2)右;变大;(3)靠近。
【解析】(1)根据图乙可知,当u=v=20cm时,蜡烛成等大的实像,这时u=v=2f,所以f=10cm,即凸透镜A的焦距是10cm。设凸透镜B的 焦距为fB,由图丙知fB<30cm<2fB,所以15cm<fB<30cm,所以凸透镜A的焦距小于凸透镜B的焦距。
(2)原来蜡烛距离凸透镜30cm,蜡烛右移5cm后,物距变为25cm,根据凸透镜成像特点,物距变小,像距变大,所以光屏应向右移动,像距比原来更大,所以像将变大;
(3)图丙所示实验中,蜡烛通过凸透镜成放大倒立的实像,与幻灯机的工作原理一致;把远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,远视眼镜相当于一个放大镜,所以通过透镜B成像的是蜡烛的放大的虚像,像的位置在蜡烛的左侧,要想还在原来的装置上成像,需要蜡烛靠近透镜,使其通过远视眼镜所成的放大虚像在原来蜡烛的位置上。
5. (湖南省怀化市,30,8分)
【思路分析】(1)测凸透镜焦距的方法之一是用一束平行主光轴的光照向凸透镜,在凸透镜的另一侧出现最小最亮的光斑即焦点,那么透镜的光心到焦点的距离即为焦距;(2)为了能够在光屏的中心承接到蜡烛的像,故需要烛焰的中心,透镜的中心,光屏的中心在同一高度处;(3)根据凸透镜的成像规律即可解答;(4)凸透镜成实像时,有物近像远像变大,物远像近像变小的规律。
【解题过程】(1)读出甲图中透镜的光心到焦点的距离即为10cm为焦距;(2)需要调节烛焰的中心,透镜的中心,光屏的中心在同一高度处;(3)由图乙可知,物距在f
6.(辽宁省抚顺,第29题,6分)
【答案】(1)便于确定像的位置 (2)70 (3)左 缩小 照相机 (4)近视
【解析】(1)用薄玻璃板代替平面镜的目的是:便于确定像的位置;(2)物体在平面镜中所成的虚像,与物体到平面镜的距离相等;蜡烛A放在30cm处,薄玻璃板放在50cm处,则蜡烛B应位于图中70cm刻度线处;(3)图示情况,u=20cm,在光屏上成倒立等大的实像,则应满足u=v=2f,可知f=10cm;将蜡烛A移动到25cm刻度线处,即增大了物距u,此时u>2f,f
7. (山东德州,22,5)小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像,若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至 cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。
(2)如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在 (选填A、B、C”)处能观察到蜡烛的像,像是图丙中的 (选填“1、2、3、4”)
(3)实验完成之后,小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丁所示,光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏 凸透镜。(选填“靠近”或“远离”)
【思路分析】(1)当2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f;u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f;光的折射中光路是可逆的;
(2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,我们应透过凸透镜去观察这个像;
(3)凹透镜对光线有发散作用,能使光线的会聚点推迟延后,可以用来矫正近视眼。
【解题过程】解:(1)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,凸透镜成倒立放大的实像,v=55cm﹣25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;
(2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像,故4图符合像的性质;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;
(3)将一副近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,即像推迟会聚,故应将光屏远离凸透镜。
故答案为:(1)放大;40;(2)B;4;(3)远离。
8. (云南省,第20题,7分)
【答案】(1)同一直线 暗 (2)A 成虚像 (3)倒 靠近 远离
【解析】(1)实验前要调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一直线上;为使实验效果明显,应在较暗的环境下进行实验;(2)在光屏上看到窗外景物所成的清晰的像,满足u>2f,成倒立缩小的实像,与图乙中烛焰A的成像原理相同;当把蜡烛移到M点时,满足u
9.(湖北省江汉油田、潜江市、天门市、仙桃市,题号45,分值4)
【答案】(1)同一高度;(2)10;远离;(3)1。
【解析】(1)仪器安装时,要调整高度,使烛焰中心、透镜中心、光屏中心大致在同一高度上,这样才能成清晰的像。
(2)成等大倒立的实像时,物距像距相等,都等于二倍焦距,从图中信息可求得,凸透镜焦距f=10cm。实验过程中,物距变小,像距就会变大,所以光屏要远离凸透镜。
(3)切除凸透镜的一部分,剩余部分仍会成一个完整的像,不过因为透过的光线减少,像会变暗。
10. (湖北省宜昌市,题号29,分值5)五一期间小红随父亲到宜昌市磨基山公园游玩,小红父亲用照相机拍摄了夷陵长江大析的清晰照片,小红发现相机中桥的像有点小,提议能否把桥的像拍得更大一些,她父亲便更换相机镜头后在原地又拍摄了一张夷陵长江大桥的清晰照片,如图12甲所示,两次成像的大小不同是什么原因造成的呢?她猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的。为了验证这一想法,返校后,她在学校实验室找来了一只蜡烛、焦距分别为5cm和10cm的两个凸透镜、光具座、光屏等器材进行了以下探究:
(1)如图乙所示,她先将f=5cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度处,再将蜡烛放在光具座10cm刻度处,移动光屏,使光屏上出现清晰的像,此时的像是一个倒立、_____的实像。
(2)接下来她换用f=10cm的凸透镜,仍然固定在光具座50cm刻度处,为了再次得到清晰的像,她应该保持___________不变,移动___________,直到出现清晰的像为止。
(3)对比两次实验中像的大小,发现第二次成的像比第一次稍大,据此小红得出的结论是:_______________________。
(4)用照相机拍照时,要想成的像更大,除了更换相机镜头外,还可以______________。
【思路分析】(1)根据凸透镜的成像规律来判断;(2)根据实验步骤来记录像的特点;(3)物距相同时,焦距越大,像越大;(4)用照相机拍照时,要想成的像更大,除了更换相机镜头外,还可以减小物距,将相机靠近被拍摄的物体。
【解题过程】(1)由图乙可知,此时u=40cm>2f,成倒立、缩小的实像;(2)为探究像的大小与焦距的关系,应换用不同焦距的凸透镜,保持物距不变,移动光屏,直至出现清晰的像为止,观察并记录像的特点;(3)第二次成像比第一次稍大,可得结论:在物距相同时,焦距越大,像越大;(4)用照相机拍照时,要想成的像更大,除了更换相机镜头外,还可以减小物距,将相机靠近被拍摄的物体。故答案为:(1)缩小;(2)蜡烛位置(或物距);光屏;(3)在物距相同时,焦距越大,像越大;(4)靠近物体(或减小物距)。
11. (吉林,25,4分)
小明同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像”的实验中:
(1)元件摆放位置如图11所示,在光屏中心呈现出清晰的蜡烛的像,由此可知透镜焦距为 cm;
(2)保持透镜和光屏的位置不动。把蜡烛放在刻度尺的15cm处,可在蜡烛和凸透镜间合适位置添加一个焦距适当的 透镜,仍能在光屏上承接到蜡烛清晰的像;如不添加透镜,若适当移动光屏可承接到一个倒立的, 的实像;
(3)在实验中,小明更换了一个凸透镜,使三者还处于如图11所示的位置,并使三者中心在同一高度,在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法承接到蜡烛的像(光具座足够长)出现这种现象的原因可能是 (写出一种原因即可)
图11
【答案】(1)10.0;(2)凸;放大;(3)物距小于焦距。
【思路分析】
(1)凸透镜成像时,u=2f,成倒立、等大的实像,应用于测焦距;
(2)①根据凸透镜成实像时,物远(物距变大)像近(像距变小)像变小;②凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用;
(3)若光屏上没有像,可能是因为物距小于焦距,成了虚像,不能成在光屏上;有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上,像无法成在光屏上;有可能物体在焦点上,不能成像。
【解题过程】
解:(1)图中所示凸透镜的焦距u=30.0cm-10.0cm=20.0cm,物体成等大的像,所以2f=20.0cm,即f=10.0cm;
(2)把蜡烛放在刻度尺的15cm处,蜡烛靠近凸透镜,若不移动透镜和光屏,根据凸透镜对光线有会聚作用,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凸透镜,加强了对光线会聚,也可再次在光屏上得到倒立的,放大的实像;
(3)保持蜡烛和凸透镜位置不变,小明换个凸透镜继续试验,透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同,光具座也足够长,可能是因为物距小于焦距,成了虚像,不能成在光屏上;有可能物体在焦点上,不能成像。
12. (江苏南京,24,5)在“探究凸透镜成像规律“实验中,凸透镜焦距为10cm,蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。
(1)图中光屏上呈一清晰的像,该像是倒立、 (选填”放大”、“等大”或“缩小”)的实像
(2)图中固定蜡烛位置不变,将透镜移到60cm刻度线处,要在光屏上再次看到清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动
(3)图中固定透镜位置不变,将蜡烛移到45cm刻度线处,移动光屏 (选填“能”或“不能”,下同)承接到像,把光屏放在蜡烛的左侧,移动光屏 承接到像。
(4)图中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,该眼镜片是 (选填“近视“或“远视”)眼镜的镜片。
【思路分析】1)当物距等于像距时,成倒立、等大的实像;
(2)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f;
(3)u<f,成正立、放大的虚像,;
(4)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线具有发散作用;近视眼用凹透镜矫正,远视眼用凸透镜矫正。
【解题过程】解:(1)由图可知,此时的物距等于像距,都等于20cm,所以成倒立、等大的实像,u=2f,则焦距f=10cm;
(2)将透镜移到60cm刻度线处,此时u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,即光屏距离凸透镜的距离在10cm﹣20cm之间,故应将光屏向右移动;
(3)图中固定透镜位置不变,将蜡烛移到45cm刻度线处,此时的物距为5cm,小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能呈在光屏上;
(4)图中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,说明像距变小,即凸透镜的会聚能力变强,故放置的是凸透镜;凸透镜能矫正远视眼。
故答案为;(1)等大;(2)右;(3)不能;不能;(4)远视。
13. (江苏省苏州市,题号30,分值6))
【答案】(2)圆心 (3)与所画圆完全重合 20.0 (4)小 (5)根据实验操作过程,暗环是透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区;。
【解析】(2)实验前,应调节高度,使光源、凸透镜光心和光屏中心即圆心在同一水平直线上;(3)当u=f时,物体在光屏上不成像,只成一光斑;实验操作应为:固定凸透镜的位置,将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动,直至光屏上的光斑与所画圆完全重合,由图甲可知,该凸透镜的焦距为20.0cm;(4)若向右移动光屏,即减小像距,光斑变大,说明物距小于焦距,即测得的焦距比真实值小;(5)透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区;如下图所示,设沿直线传播的光与光屏的交点为A、B两点,折射光线与光屏的交点为C、D两点,则AB=2D,利用圆形面积的计算公式,可得暗环部分的面积为。
14. (江苏省徐州市,第38题,8分)38.如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”实验中.
(1)组装调整实验器材时,要使烛焰和 ▲ 的中心位于凸透镜的主光轴上.
(2)实验所用凸透镜的焦距为20cm,若烛焰在凸透镜前30cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个( ▲ )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的虚像 D.正立、缩小的虚像
(3)接下来,保持烛焰和凸透镜的位置不变,换一个焦距小一些的凸透镜,则所成像的大小比刚才的像 ▲ .
(4)如果要估测题(3)中凸透镜的焦距,可以让烛焰距离凸透镜 ▲ ,此时像距就近似等于焦距.
【答案】(1)光屏 (2)A (3)小 (4)足够远
【解析】(1)组装调整实验器材时,要使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上;(2)凸透镜的焦距f=20cm,若烛焰在凸透镜前30cm处,则f
15. (辽宁省鞍山市,第30题,6分)
【答案】(1)10 (2)使像成在光屏中央 (3)缩小 (4)C (5)凹 近视眼
【解析】(1)若选用f=25cm的凸透镜,则当u>2f时,可能会出现光屏上无法成像的现象,原因是u+v>100cm=1m,所以应选用焦距为10cm的凸透镜;(2)实验前调节高度的目的,是为了使像成在光屏中央;(3)由图甲可知,u>v,则应满足u>2f,f
16.(辽宁省辽阳市,第29题,7分)
【答案】(1)照相机 能 (2)漫 远离 (3)光屏 (4)变小 下
【解析】(1)由图可知,f=10cm,u=30cm,则满足u>2f,此时f
17. (湖北荆门,16,5)在探究凸透镜成像规律时,小明在光具座上依次摆放了蜡烛、凸透镜、光屏,并调节它们中心在一高度上。
(1)如图甲,当他将蜡烛、光屏位置固定后,左右移动透镜,发透镜在①②两个位置时,屏上都能得到倒立的像,则镜在①位置相比在②位置时,所上得到的像 (选填“较大”或“较小”)。
(2)当他将透镜和光屏的位置固定后,发现无论怎么移动蜡烛,在屏上都不能得到像(光具座足够长),为了在屏上得到清晰的像,他应将凸透镜 (选填“靠近”或“远离”)光屏移动一些。经过调整,在屏上得到了清晰的像,他发现若将凸透镜用纸遮住,屏上将得到 (选填“完整”或“一半”)的像;若将蜡烛稍微上移,屏上的像将 (选填“上移”或“下移”)。
(3)如图乙,他把“上”形状的遮光板放在蜡烛和凸透镜之间,则屏上观察到的形状是 。
A.上 B.C.D.下
【答案】(1)较小;(2)远离;完整;下移;(3)C
【思路分析】(1)凸透镜成像时,光屏上能呈现的像都是实像,实像都是倒立的。凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大;
(2)从实际角度考虑物距、焦距关系,蜡烛和光屏的距离关系等即可得出原因;
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,像的大小不变,像变暗;
将蜡烛稍微上移,光屏上的像会下移,将透镜上移可以使像回到原来位置;
(3)凸透镜成像时,像与物上下、左右均倒(是互换的)。
【解题过程】解:(1)光屏上能接到像,像是实像,实像都是倒立的;当凸透镜在①处时,物距小,像距大,成的是放大的像,成像原理和投影机原理一样;当凸透镜在②处时,物距大,像距小,成的是缩小的像,故与镜在①位置相比在②位置时,所上得到的像较小;
(2)在烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度的情况下,若固定蜡烛与透镜,无论怎样移动光屏,光屏上不出现清晰像,原因可能是蜡烛放在了焦点以内,此时的物距小于焦距,成的是正立、放大的虚像,光屏无法接收虚像,为了在屏上得到清晰的像,增大物距即可,他应将凸透镜远离光屏移动一些;
遮住凸透镜的下半部,物体上任一点射向凸透镜的上半部,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,会聚成的像完整但变暗;
若将蜡烛稍微上移,屏上的像将下移;
(3)凸透镜成像时,成的实像,与原物体相比,上下颠倒、左右相反,故选C。
故答案为:(1)较小;(2)远离;完整;下移;(3)C
18. (江苏常州,27,6) (6分)小明用光具座、F光源、凸透镜镜、光屏等器材,探究“凸透镜成像规律”
(1)如图甲所示,将光源放在30cm刻度处时,移动光屏可得倒立、等大的清晰像,此时光屏在 ▲ cm刻度处,凸透镜的焦距是 ▲ cm.
(2)把光源向左移至20cm刻度处时,将光屏向 ▲ (左/右)调节,可得 ▲ (倒立/正立)、 ▲ (缩小/放大)的清晰像.
(3)把光源放在45cm刻度处时,移去光屏,人眼通过透镜看到的像是图乙中的【 ▲ 】
答案:(1)70;10
(2)左;倒立;缩小
(3)C
【思路分析】本题考查了凸透镜成像规律实验探究。(1)甲图,将光源放在30cm刻度处时,移动光屏可得倒立、等大的清晰像,物距为20cm,像距也为20cm,则光屏在70cm刻度处,2f=20cm,所以焦距f=10cm;(2)把光源向左移至20cm刻度处时,物距为30cm,则像距小于20cm且大于10cm,所以光屏向左移动,此时成倒立、缩小、实像;(3)把光源放在45cm刻度处时,物距小于焦距,移去光屏,人眼通过透镜看到的像是正立、放大、虚像,C图符合题意。
19.(江苏泰州,27,6) 某兴趣小组利用图示装置来研究凸透镜成像的规律。
(1)为使像成在光屏中央,应调整元件,使LED灯的中心、光屏的中心在 。小明将各元件调整到如图位置时,小组成员在光屏上都能观察到清晰的像,这个像一定是 的(放大/等大/缩小),此时光屏上发生了 反射。
(2)当LED灯向左移动时,要在光屏上再次获得清晰的像,只需将光屏向 (左/右)方向适当移到,或者在凸透镜前放置一个合适的 眼镜。
(3)小华在用同样的器材进行实验时,发现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧却较模糊,小明只对凸透镜进行了调整,就在光屏上得到了清晰的像,他的调整是 。
A.左右适当移动凸透镜 B.上下适当移动凸透镜
C.适当扭转凸透镜 D.更换焦距合适的凸透镜
【思路分析】(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、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央位置;凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像,反射分为镜面反射和漫反射;
(2)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小;
(3)中间清晰,两侧却较模糊,说明凸透镜与光屏没有平行。
【解题过程】解:(1)点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于同一高度,像才能呈在光屏的中央位置;此时物距大于像距,成倒立缩小的实像;小组成员在光屏上都能观察到清晰的像,此时光屏上发生了漫反射;
(2)要在光屏上成清晰的像,说明凸透镜成实像,当烛焰向左(远离透镜)移动后,物距增大,像距减小,需将光屏向左靠近凸透镜;
因为凹透镜对光线有发散作用,当烛焰向左(远离透镜)移动后,物距增大,像距减小,在凸透镜前放置一个合适的凹透镜(近视眼镜)将光线发散,再经过凸透镜折射,成清晰的像;
(3)发现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧较模糊,说明中间部分的物距此时正好在光屏上成清晰的像,两侧部分的物距大于或小于中间部分的物距,故适当扭转凸透镜,使凸透镜与光屏平行,在光屏上得到清晰的像,故选C。
故答案为:(1)同一高度;缩小;漫;(2)右; 近视;(3)C。
20. (贵州黔三州,12,3)某同学在“探究凸透镜成像规律”实验时,点燃的蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。
(1)图甲中蜡烛恰能在光屏成清晰的像,所成像的特征是 (选填“正立倒立”、“放大缩小”或“实像/虚像”)。
(2)该小组同学根据实验记录,绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图乙),则凸透镜的焦距为 cm。
(3)若在蜡烛和凸透镜中间,给凸透镜带上近视镜,则将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,光屏上仍可能出现清晰的像。
【答案】(1)倒立放大的实像;(2)10;(3)右。
【思路分析】考查了凸透镜成像规律的应用,要熟练掌握规律的内容,解决此题的关键是掌握近视镜对光线的作用。(1)凸透镜成像像距大,像大,物距大,物大;
(2)当u=2f时成倒立等大的实像;
(3)近视眼是晶状体变厚,晶状体对光线的会聚能力增强,使像成在视网膜的前方,戴凹透镜使光线发散一些,使像呈在视网膜上。当去掉凹透镜,又恢复到原来的状态,光屏向凸透镜方向移动。
【解答过程】解:(1)由甲图可知此时蜡烛在光屏上成清晰的实像,像距大于物距,此时成倒立放大的实像;
(2)由乙图可知当u=v=20cm时成等大的实像,此时u=2f=20cm,故f=10cm;
(3)近视镜是凹透镜,对光线起发散作用,“戴上近视眼镜时”光线会延迟会聚成像,像距增大,光屏应向右移动,才能得到清晰的实像。
故答案为:(1)倒立放大的实像;(2)10;(3)右。
21. (山东省滨州市,20题,6分)小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)前面学过,物体离照相机的镜头比较远,成缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近,成放大的实像;物体离放大镜比较近,成放大,正立的虚像,据此小明提出的问题是:像的虚实、大小、正倒跟______有什么关系?
(2)如图甲,小明让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=______cm。
(3)小明所用实验装置如图乙所示,若将凸透镜放在光具座刻度50 cm位置处不变,把蜡烛放在刻度10 cm处,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是_______(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u关系的图像,由图像可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐_______.当u>2f时,物体移动速度________(选填“大于”、“小于”、或“等于”)像移动的速度。当f
【答案】(1) 物距(物体到凸透镜的距离) (2)10(3)照相机(4)增大 大于 小于
【解析】(1) 由题中提供的情景可以看出,物距(物体到凸透镜的距离)不同,成像虚、实、大小、正倒不同,故提出的问题是像的虚、实、大小、正倒与物距(物体到凸透镜的距离)有什么关系?(2)平行光经凸透镜折射后,会聚最小最亮的光斑为焦点,焦点到透镜的距离为焦距,由图可以看出此时光斑到透镜的距离为10cm,则透镜的焦距为10cm;(3)图乙中蜡烛到凸透镜的距离为40cm大于二倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理相同;(4)由图丙可以看出凸透镜成实像时物距逐渐减小,像逐渐增大。当u>2f时,物距变化很大时,像距变化很小,则物体移动速度大于像移动的速度;当f<u<2f时,物距变化很小时,像距变化很大,则物体移动速度小于像移动的速度。
22.(四川省广安市,题号23,分值4) 某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如下图,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,光屏上出现了烛焰清晰的像。
(1)该同学看到光屏上所成的像是一个烛焰 (选填“放大”、“缩小”或“等大”的像,此像的成像原理与 相同(选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”)
(2)若将蜡烛向右移动少许,光屏也应向右移才能再次成清晰的像,此像的大小比刚才的像要 (选填“大”或“小”)一些。
(3)若在图中凸透镜的左侧附近放置一凹透镜,这时需要将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
【思路分析】根据凸透镜的成像规律来进行分析像的性质;凸透镜成实像时,当物距减小时,像变大,同时像距也变大。凹透镜对光有发散作用。
【解题过程】(1)从图像中可以知道:此时的物距大于像距,成倒立缩小的实像;照相机就是利用该原理制成的;(2)此时物距减小,像距增大,同时像也变大;(3)此时相当于折光能力减弱了,光屏应该向右移动。故答案为:(1)缩小;照相机;(2)大;(3)右。
23.(陕西省,32题,7分)太阳光通过透镜时会被会聚或发散,那么声音在传播途中遇到不同介质时,会不不会像光一样被会聚或发散呢?在老师的帮助下,同学们用音叉,三个相同的气球(内部充有不同气体)、示波器、麦克风等器材设计了如图-1所示的实验装置,并进行了如下探究:
(1)调整音叉和麦克风之间的距离,让音叉发出声音只通过空气传播,用麦克风将声音信号输入示波器,观察并记录此时的波形如图-2甲所示。
(2)分别将充有二氧化碳气体、空气和氢气的气球,依次放在音叉和麦克风之间,保持音叉和气球之间的距离不变,让音叉发出声音,记录示波器显示的波形如图-2乙、丙、丁所示。
分析以上实验过程和现象可知:
(1)实验过程,敲击音叉,使其_______发声,且控制音叉发出声音的响度_______(选填“相同”或“不同”)。
(2)比较图-2的乙与甲,发现声波在通过充有二氧化碳气体的气球后,麦克风接受到的声音响度______(选
填“变大”“变小”或“不变”),此时充有二氧化碳气体的气球对声波具有______作用,相当于一个“_____”透镜.
比较丁与甲后,发现充有氢气的气球对声波具有______作用.由此可见,声音与光之间存在某种对应关系。
(3)实验后,同学查阅资料了解到,生物体组织在激光照射下,会因升温膨胀而产生频率高于20000Hz 的____波,生物医学上通过特殊介质和装置使这种声波集中并成像,克服纯光学成像的不足,更加有效地进行病情诊断、跟踪和治疗。
【答案】(1)振动 相同 (2)变大 会聚 凸 发散 (3)超
【解析】(1)声音是由物体振动产生的;当探究不同介质对声音的会聚或发散效果时,只能改变介质种类,其
他因素均保持相同,即控制音叉发出声音的响度相同;
(2)分析甲乙示波器的波形,振幅增大,故响度变大,说明此时充有二氧化碳气体的气球对声音有会聚作用,与凸透镜对光的会聚作用相似;分析甲丁示波器器的波形,振幅减小,响度减小,说明充有氢气的气球对声音有发散作用;
(3)频率大于20 000Hz 的声波是超声波.
24.(山东滨州,20题,6分)小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)前面学过,物体离照相机的镜头比较远,成缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近,成放大的实像;物体离放大镜比较近,成放大,正立的虚像,据此小明提出的问题是:像的虚实、大小、正倒跟______有什么关系?
(2)如图甲,小明让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=______cm。
(3)小明所用实验装置如图乙所示,若将凸透镜放在光具座刻度50 cm位置处不变,把蜡烛放在刻度10 cm处,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是_______(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成实像时的像距v和物距u关系的图像,由图像可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐_______.当u>2f时,物体移动速度________(选填“大于”、“小于”、或“等于”)像移动的速度。当f
【答案】(1) 物距(物体到凸透镜的距离) (2)10(3)照相机(4)增大 大于 小于
【解析】(1) 由题中提供的情景可以看出,物距(物体到凸透镜的距离)不同,成像虚、实、大小、正倒不同,故提出的问题是像的虚、实、大小、正倒与物距(物体到凸透镜的距离)有什么关系?(2)平行光经凸透镜折射后,会聚最小最亮的光斑为焦点,焦点到透镜的距离为焦距,由图可以看出此时光斑到透镜的距离为10cm,则透镜的焦距为10cm;(3)图乙中蜡烛到凸透镜的距离为40cm大于二倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理相同;(4)由图丙可以看出凸透镜成实像时物距逐渐减小,像逐渐增大。当u>2f时,物距变化很大时,像距变化很小,则物体移动速度大于像移动的速度;当f<u<2f时,物距变化很小时,像距变化很大,则物体移动速度小于像移动的速度。
25.(湖南省邵阳市,29,6分)某物理学习小组在研究“凸透镜成像规律”时,使用的器材如下图所示,凸透镜的焦距是l0cm。(刻度尺上标记的点,相邻两点间的距离为10cm)
(1)实验前,将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到同一高度,其中凸透镜对光有 的作用。(选填“会聚”或“发散”)
(2)当凸透镜放在D点,蜡烛放在A点左侧,移动光屏直到光屏上得到一个清晰的、倒立的、缩小的实像。生活中的 就是利用这一原理制成的。
(3)当蜡烛与凸透镜距离小于 cm时,无论怎么移动光屏,屏上都得不到蜡烛的像。
【思路分析】(1)凸透镜对光线由会聚作用(2)照相机的原理,物距:U 像距:v 物体位于凸透镜2倍焦距以外(U>2f ),成倒立的、缩小的、实像;(3)由题意知凸透镜的焦距为10cm,当蜡烛与凸透镜距离小于10cm时,成的是正立放大的虚像,因此无论怎么移动光屏,屏上都得不到蜡烛的像。
【解题过程】(1)凸透镜对光线的作用,凹透镜对光线的作用,因此凸透镜也叫会聚透镜(2)照相机(3)10
26.(年山东省潍坊市,19,4分) 在探究“凸透镜成像规律”时,所用凸透镜的焦距是20cm。
(1) 将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放.点燃蜡烛后,无论怎样在光具座上移动光屏总找不到像,其原因可能是 .(写出一种即可)
(2) 经过调整,在光屏上得到一个清晰、倒立的实像:保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜、要获得清晰的实像,光屏应 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜.
【答案】(1)烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度(烛焰在透镜的焦点上;烛焰在透镜焦点之内;物像之间距离大于光具座的长度);
(2)靠近。
【思路分析】(1)根据凸透镜不能成实像的原因,结合题意来分析解答;
(2)根据凸透镜成像的规律的相关知识,结合题意来分析解答。
【解题过程】
(1)在光屏上找不到物体的像,说明此时成虚像或不能成像或成实像便不能呈现在光屏上,所以原因可能是:烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度(烛焰在透镜的焦点上;烛焰在透镜焦点之内;物像之间距离大于光具座的长度);
(2)蜡烛远离凸透镜,增大了物距,由凸透镜成像的规律可知,要得到清晰的像,需要减小像距,所以光屏应靠近凸透镜。
五、作图题
1. (湖南娄底,18,2)将图中的光路图补充完整。
【答案】
【思路分析】本题考查凹透镜三条特殊光线的画法。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;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点。
2. (辽宁省抚顺,第22题,3分)
【答案】
【解析】平行与主光轴的光线,经凸透镜折射后,折射光线通过右焦点;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;光反射时,反射角等于入射角,如答案图所示。
3. (山东聊城,19,2) 根据入射光线和折射光线,在图中虚线框内画出适当类型的透镜。
【思路分析】凸透镜对光线有会聚作用,除过光心的光线之外的所有射向凸透镜的光线,经凸透镜折射后都会比原来会聚一些;从焦点发出的光线,经凸透镜后变为平行光线。
【解题过程】解:
图中从焦点发出的光线,经透镜后变为平行光线,因此该透镜为凸透镜,对光线起会聚作用,如图所示:
4. (山东青岛,17,1) 夏天,游泳后刚从水中上岸会感到冷,是因为水分 从人体吸热的缘故。
【思路分析】液体蒸发时吸热,温度降低。
【解题过程】解:夏天,游泳后刚从水中上岸会感到冷,是身上的水汽化成水蒸气,这种汽化方式为蒸发,水蒸发吸受热量。
故答案为:蒸发。
【知识点】汽化及汽化吸热的特点.
18.(山东青岛,18,1) 如图,F1、F2分别为凹透镜和凸透镜的焦点,且两透镜的左焦点重合,请画出图中光线经透镜折射后的完整光路。
【思路分析】在作凸透镜或凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解题过程】解:
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,该光线正好是通过凸透镜的焦点,经凸透镜后平行于主光轴射出,如图所示:
5. (山东泰安,20,2)图中的入射光线平行于凸透镜主光轴,画出经凸透镜后的折射光线。
【思路分析】由图示可知,入射光线平行于主光轴,根据入射光线的特点,可以画出对应的折射光线。
【解题过程】解:平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线过焦点,由此可以确定该条入射光线对应的折射光线。故画图如下。
6.(云南省昆明市,第18(3)题,2分)(3)完成图 12 中经过凸透镜后的两条光线。
【答案】
【解析】通过透镜光心的光线方向不变;通过凸透镜左焦点的光线,经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴。
7. (广西玉林,22,2)在图中画出与入射光线对应的折射光线。
【思路分析】仔细观察入射光线的特点,根据凹透镜的光学特点作图。
【解题过程】解:
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;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,如图所示:
8. (哈尔滨市,47,2分)
【思路分析】利用凸透镜的三条特殊光线作图
【解题过程】通过凸透镜光心的光线,传播方向不改变,平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,光路图如图所示
.
9.(绥化市,24,2分)
【思路分析】根据凸透镜的三条特殊光线,进行作图
【解题过程】平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,通过凸透镜光心的光线,传播方向不变,如图所示:
.
10. (湖北襄阳,16,1)根据如图中经透镜折射后的光线画出入射光线。
【思路分析】在作凸透镜的光路图时,先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解题过程】解:对于凸透镜,折射光线过焦点,则入射光线与主光轴平行。
故答案为:
11. (湖南娄底,18,2) 将图中的光路图补充完整。
【思路分析】先确定所给的入射光线的特点,然后根据凹透镜的光学特点作图。
【解题过程】解:
延长线过焦点的入射光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。如图所示:
12. (辽宁省辽阳市,第22题,3分)
【答案】如图所示:
【解析】(1)过A点和B点分别作垂直于平面镜的垂线,并反向延长至和点,使它们到平面镜的距离相等;用虚线连接并标上箭头,即为AB在平面镜中的像;(2)连接F,注意平面镜后的用不带箭头的虚线表示,平面镜前用带箭头的实线表示;(3)经过凸透镜左焦点的光线,经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴,标出箭头表示方向即可,如图所示。
13. (湖南岳阳,17,3) 如图所示,请画出入射光线经凸透镜后的折射光线。
【思路分析】先确定所给的入射光线和折射光线的特点,然后根据凸透镜的三条特殊光线作图。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。
【解题过程】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如下图所示:
14. (广东深圳,17) 如图所示,完成凸透镜的光路图。
【思路分析】在作透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解题过程】解:
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,如图所示:
15. (海南,18,2) 请在图中画出平行于主光轴的光线通过凸透镜后的光线。
【思路分析】在作凸透镜或凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解题过程】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,如图所示:
16.(江苏常州,25,2) 透镜左侧有一点光源S发出两条光线,经透镜折射后在右侧的出射光线如图所示,请在图中通过光路作图标出点光源S的位置。
【答案】如图所示:【解析】本题考查了凸透镜的特殊光线,平行于主光轴光线经凸透镜折射后过焦点;过焦点光线经凸透镜折射后平行于主光轴。
17. (山东济宁,17,2) 在图中的实线框内填上一个合适的透镜。
【思路分析】凹透镜对光线有发散作用,除过光心的光线之外的所有射向凹透镜的光线,经凹透镜折射后都会比原来发散一些。
【解题过程】答:平行光经透镜后变得发散,因此该透镜对光线起发散作用,为凹透镜:
18. (四川达州市,36,3分)完成光路图,根据图中的入社光线或折射光线作出相应折射光线或入射光线.
【思路分析】根据凸透镜的三条特殊光线进行作图:平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,通过凸透镜光心的光线,不改变传播方向,过焦点的光线经凸透镜个折射后平行于主光轴.
【解题过程】(1)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,通过凸透镜光心的光线,不改变传播方向,图如下:
19.(四川省广安市,题号21,分值1)如图所示,请将光路图补充完整。
【答案】
【解析】经过凸透镜光心的光传播方向不变,经过凸透镜焦点的光折射后一定平行于主光轴。
20.(白银市,17,2分)如图所示,F为凸透镜的焦点,OO’为凸透镜的主光轴,AB为射向凸透镜且过焦点的光线,在凸透镜的右侧有一平面镜MN和主光轴OO'成45° ,请画出经凸透镜折射后和经平面镜反射后的完整光路图.
【思路分析】根据凸透镜的三条特殊光线,作出折射光线,再根据反射定律作出经平面镜反射的反射光线.
【解题过程】过凸透镜交点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出,折射光线射到平面镜上,再根据反射定律,作出反射光线,光路图如图所示.
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