中考物理专题强化训练--凸透镜成像问题(附解析新人教版)

时间:2018-11-18 作者:佚名 试题来源:网络

中考物理专题强化训练--凸透镜成像问题(附解析新人教版)

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专题十  凸透镜成像问题
 
透镜成像是中考主要内容,重点是凸透镜成像规律、作图和探究性实验。尤其是探究性问题,需要注意以下问题:
凸透镜成像规律的注意问题:如图所示。
 
物距u:物体到凸透镜的距离;像距v:像到凸透镜的距离;焦距f:焦点到凸透镜光心的距离。
1.凸透镜成像实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央,便于观察。
2.若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。⑤凸透镜焦距太大。
3.口诀记忆:一倍焦距分虚实,二倍焦距定大小;像的大小像距定,像儿跟着物儿跑;  实像总是两侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小;虚像总是同侧正,物近像近像变小。
4成实像时,物上移,像下移;物左移,像右移。
5.用不透明的物体挡住透镜的一部分,光屏上的像是完整的,但是亮度变暗
6.成实像时,透镜不动,把蜡烛和光屏对调位置,不需调整,像的大小发生变化。
7.当v>u时成放大的像(倒立放大实像或正立放大虚像),当v<u时成缩小的实像,当v=u时,成等大的实像。
8.实像与虚像的区别:实像:是由实际光线会聚而成的 ;能在光屏上承接,也可以用眼睛直接观察;像和物位于凸透镜的两侧,且一定是倒立的。
虚像:由实际光线的反向延长线会聚而成的,不能在光屏上承接,只能用眼睛观察到。像和物位于凸透镜的同侧,且一定是正立的。
9.凸透镜成像原理:光的折射。
 
一、透镜成像作图
利用透镜三条主要光线作图。作图时要注意图中给出的是入射光线还是折射光线,具体要求是什么;无论要求是什么,都必须遵照折射规律和三条主要光线。
二、凸透镜成像规律
1.透镜成像遵循光的折射规律。
2.牢记凸透镜成像规律(见考前速记)。把像距、物距、焦距之间的关系和成像虚实结合起来。
三、透镜探究性实验
透镜探究性实验主要分为探究像距与物距关系、探究像的虚实与物距之间关系、探究像的大小与物距、像距之间的关系、探究物距位置对像的影响、探究物距变化对像的方向(正立、倒立)的影响等。
解答凸透镜探究性实验,只要大家弄清楚凸透镜成像规律,一般情况下不难解答。
 
一、透镜
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3.透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4.透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
  
a.凸透镜光路 b.凹透镜光路
图(1)  透镜光路示意图
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
  
a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
(3)焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
二、透镜的三条特殊光线
1.过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图(3)所示。
 
图(3)过光心的光线
2.平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图(4)所示。
 
图(4)平行于主轴的光线
3.经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图(5)所示。
 
图(5)过焦点的光线
4.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
三、凸透镜成像规律
如图(6)是常见凸透镜成像规律光路图,见表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
成像条件物距(u) 成像的性质 像距(v) 应用
u﹥2f 倒立、缩小的实像 f﹤v﹤2f 照相机(图(6)a)
u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图(6)d
f﹤u﹤2f 倒立、放大的实像 v﹥2f 投影仪(图(6)b)
u=f 不成像  射出的是平行光线
0﹤u﹤f 正立、放大的虚像 v﹥f 放大镜(图(6)c)
  
a. u﹥2f b. f﹤u﹤2f
  
c.0﹤u﹤f d.u=2f
图(6)凸透镜成像光路图
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。
注意:(1)实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;(2)虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成。
四、透镜应用
1.照相机:镜头是凸透镜,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
2.投影仪:镜头是凸透镜,物体在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。
注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。
3.放大镜:放大镜是凸透镜,放大镜到物体的距离(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像。
4.眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷)。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷))。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜。
(3)远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜(花镜)是凸透镜。
5.显微镜:显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们对物体进行两次放大。
普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理,经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
6.望远镜:望远镜也是由两组凸透镜(目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜焦点以外,在离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
 
一、凸透镜成像作图
【典例1】(2018•泰安)如图所示,入射光线平行于凸透镜的主光轴,在答题卡上画出通过透镜后的折射光线。
 
【解析】关于凸透镜,有三条特殊的入射光线:①平行于主光轴;②过焦点;③过光心的。每条特殊的入射光线对应的折射光线都有自己的特点。根据两者的对应关系可以告诉入射光线做出折射光线;也可以利用折射光线做出对应的入射光线。
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。
【解答】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。
 
 二、凸透镜成像规律
【典例2】(2018•福建A)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所示,此时能在光屏上看到烛焰清晰的像,若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向原离透镜的方向移动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
【解析】此题考查了有关凸透镜成像的规律,掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系,根据物距与像距的大小关系得出成像的特点。
由题图可知,此时物距为20cm,像距为20cm,能在光屏上看到烛焰清晰的像,物距等于像距,物体在二倍焦距处,成倒立、等大的实像。则u=v=2f,由此可得,凸透镜的焦距f=10cm。
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,物距变大,像距变小,像变小,故成缩小的实像,故A正确。
【答案】A。
三、凸透镜应用
【典例3】(2018•荆门)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
【解析】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。
 
一、凸透镜成像作图
1.(2018•青岛)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。
 
【解析】(1)凸透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;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;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。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。
【解答】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:
 
2.(2018•聊城)根据入射光线和折射光线,在图甲中的方框内画出适当类型的透镜。
 
【解析】本题考查学生对凸透镜和凹透镜光学特点的了解及应用,属于基础性的知识。凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。能够判断出光线经透镜后变得发散还是会聚,是解决此类题目的关键。
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。
【解答】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:
 
3.(2018•玉林)在图中画出与入射光线对应的折射光线。
 
【解析】凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
仔细观察入射光线的特点,根据凹透镜的光学特点作图。
【解答】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:
 
4.(2018•岳阳)请画出入射光线通过凸透镜的折射后的出射光线。
 
【考点】凸透镜对光有会聚作用。
【解析】凸透镜对光有会聚作用,平行主光轴的光线经过凸透镜后会聚于焦点。光路如图所示。
 
5.(2018•长沙)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原理图正确的是(  )。
     
         甲                乙                    丙                 丁 
A.甲乙         B.甲丙        C.乙丙        D.丙丁
【考点】近视眼的成因及矫正、远视眼的成因及矫正。
【解析】甲是近视眼成因原理图;乙是近视眼的矫正原理图;丙是远视眼成因原理图;丁是远视眼矫正原理图。
故选A 。
6.(2018•广安)将光路图补充完整。
 
【解析】凸透镜三条特殊光线的作图:①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
仔细观察入射光线的特点,根据凸透镜的三条特殊光线作图。
【解答】①折射光线与主光轴平行,则入射光线过焦点。②过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
故答案为:
 
二、凸透镜成像规律
1.(2018•深圳)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
【解析】熟记凸透镜成像的规律:u>2f,成倒立缩小的实像;u=2f,成倒立等大的实像;f<u<2f,成倒立放大的实像;u=f,不成像;u<f,成正立放大的虚像。
根据凸透镜成像的规律:当物距小于焦距时,物体通过凸透镜成正立放大的虚像,判断出放大镜与邮票间的距离,选出正确的选项。放大镜成正立放大的虚像,满足u<f=10cm,所以放大镜与邮票间的距离应是小于10cm。
故选C。
2.(2018•广西北部湾)如图所示,使用手机摄像头扫描二維码时,成缩小的实像。下列仪器成像特点与此相同的是(   )。
 
A.放大镜      B.照相机      C.投影仪        D.显微镜
【解析】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。
3.(2018•河南)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
 
【解析】本题考查凸透镜成像规律的探究实验。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、B项均错;
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,C项错误;
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,D项正确。
故选D。
4.(2018•淮安)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
【解析】根据物距和焦距,像距和焦距能判断凸透镜成像情况:u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f.2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f。u<f,成正立、放大的虚像。
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。
5.(2018•常德)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淅的像
【解析】由图可知,物距大于像距,u>2f,2f>v>f,此时光屏上成倒立缩小的实像,照相机利用了此原理,A错误;
若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,此时2f>u>f,成倒立、放大的实像,B错误;
由图可知,物距大于像距,u=30cm>2f,所以f<15cm;2f>v=15cm>f,所以f>7.5cm。所以15cm>f>7.5cm。当将蜡烛放在刻度线45cm处时u=5cm,此时u<f时,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上承接,C错误;
凸透镜成实像时的动态变化规律是:物远像近像变小,则若将蜡烛靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像,且答案:D 像逐渐变大,D正确。
故选D。
6.(2018•吉林)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)
 
【解析】凸透镜成像规律的实验是常考试的内容,要掌握成像时物距和像距变化的特点,当物距增大时,像距减小,像也会变小,这里的像变小,是与之前比变小,要比较像与物体的大小,要看像距和物距的比较,像距大于物距,像就放大。
(1)元件摆放位置如图所示,在光屏中心呈现出清晰的蜡烛的像;如图成清晰的像时,物距等于像距都为20cm,根据凸透镜成像的规律知,当物距、像距都为二倍焦距时,成倒立等大的实像,据此可判断此透镜焦距为10cm;
(2)保持透镜和光屏的位置不动。把蜡烛放在刻度尺的15cm处,即物距减小了,则像距会增大,要使像左移重新成清晰的像,应使光线会聚一些,所以可在蜡烛和凸透镜间合适位置添加一个焦距适当的凸透镜,利用凸透镜的会聚作用像会左移,仍能在光屏上承接到蜡烛清晰的像;
如不添加透镜,应向右适当移动光屏,此时物距小,在一倍到二倍焦距之间,像距大,大于二倍焦距,所以可承接到一个倒立的,放大的实像;
(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);
因为光具座足够长,且无论怎样移动光屏都无法承接到蜡烛的像,说明此时凸透镜没有成实像,可能成虚像了,虚像不能承接到光屏上,且物像位于凸透镜同侧,所以光屏上找不到像;
当然也可能此时的像距正好等于焦距,这种情况不成像,光屏上当然也找不到像;
所以原因是此凸透镜焦距太长,此时的物距小于或等于焦距。
【答案】(1)10;(2)凸;(3)放大;(4)透镜焦距太长。
7.(2018•咸宁)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
【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。
【解答】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。
8.(2018•恩施)如图,小强在做凸透镜成像实验时,他得到以下结论,你认为正确的是(  )。
 
A.蜡烛置于c点时,在光屏上能成一个放大的像;
B.蜡烛置于b点时,在光屏上能成一个倒立缩小的像;
C.蜡烛从a点向b点移动,光屏上的像逐渐变大;
D.蜡烛从b点向左移动,光屏上的像逐渐变大
【解析】A、蜡烛置于c点时,物距小于焦距,成的是虚像,虚像不能呈现在光屏上,故A错误;
B、蜡烛置于b点时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的视线,故B错误;
C、蜡烛从a点向b点移动,由于此时的物距都大于焦距,成实像,物距减小,像距变大,光屏上的像逐渐变大,故C正确;
D、蜡烛从b点向左移动,物距增大,像距减小,光屏上的像逐渐变小,故D错误。
故选C。
9.(2018•滨州)小明同学在做“探究凸透镜成像现律”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。据此小明据出的问题是,像的虚实、大小,正倒跟     有什么关系?
(2)如图甲所示,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,若将凸透镇放在光具座刻度50cm位置处不变,把蜡烛放在刻度10cm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像时的像距v和物距u关系的图象,由图象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“大于”、“小于“或“等于”)像移动的速度,当f<u<2f时,物体移动速度     (选填“大于”,“小于”或“等于”)像移动的速度。
【解析】(1)根据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。据此小明据出的问题是,像的虚实、大小,正倒跟物距有关;
(2)由图中,平行光线经凸透镜后会聚到一点,说明凸透镜对光线具有会聚作用,光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,所以焦距为20.0cm﹣10.0cm=10.0cm;
(3)由于凸透镜的焦距是10cm,当物体在15cm处时,物距为50cm﹣10cm=40cm,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,这是照相机的原理;
(4)如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u关系的图象,由图象可知成实像时物距逐渐减小,像距逐渐增大。当u>2f时,物体移动速度大于像移动的速度,当f<u<2f时,物体移动速度小于像移动的速度。
答案:(1)物距;(2 )10.0;(3)照相机;(4)增大;大于;小于。
10.(2018•安顺)在《探究凸透镜成像规律》的实验中:
(1)如图甲,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:实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在     高度上。
 
(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、     的实像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是     。
(3)实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向方移动     (选填“上”或“下”)。
(4)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是     眼镜(选填“近视”或“远视”)。
【解析】(1)根据平行光聚焦法,由图甲知道,亮点为焦点,焦点到光心的距离为就焦距,所以凸透镜的焦距是:f=20.0cm-10.0cm=10.0cm;实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,是为了使像成在光屏中心;
(2)由图乙知道,此时蜡烛在刻度尺的10cm处,透镜在刻度尺的25cm处,所以物距是:u=25cm-10cm=15cm,由于2f>u>f,凸透镜会成倒立放大的实像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是投影仪;
(3)由于凸透镜成倒立的实像,所以随着蜡烛由于燃烧逐渐变短,即相对于凸透镜物体向下移动,所以像会逐渐向上移动;
(4)根据题意知道,将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,使光屏上原来清晰的像变模糊了,又根据他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离,就又在光屏上观察到蜡烛清晰的像知道,眼镜使成像提前了,即放置的是使光线会聚的凸透镜,所以这种眼镜是用来矫正远视眼的。
【答案】(1) ;(2)同一;(3)放大;(4)投影仪;(5)上;(6)远视。
11.(2018•遵义)某实验小组探究“凸透镜成像规律”。
(1)经正确组装器材并调节,在光屏中央得到烛焰清晰的像,如图所示(像未画出),则此时光屏上接收到的是倒立、     的实像。
(2)蜡烛燃烧一段时间后变短,导致光屏上烛焰的像位置变高,为了能让所成清晰的像回到光屏中央,可将凸透镜向     调节。
 
【解析】(1)由图可知,物距大于像距,满足u>2f,烛焰通过凸透镜在光屏上成倒立、缩小的实像;
(2)蜡烛燃烧一段时间后变短,导致光屏上烛焰的像位置变高,为了使像能成在光屏的中央,应把凸透镜向下调节。
故答案为:(1)缩小;(2)下。
三、凸透镜应用
1.(2018•广安)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。
 
【解析】(1)根据物距大于2倍焦距时,成倒立放大实像的原理进行分析,投影仪或幻灯机就是根据这个原理制成的;(2)根据凸透镜成实像时遵循物近像远像变大的特点进行分析;(3)当凹透镜靠近凸透镜时,会聚能力减弱,使像呈在光屏的后方。
【解答】(1)由图知,当蜡烛、凸透镜位于图中刻度对应的位置时,物距大于像距,凸透镜能成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的。
(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,根据物近像远像变大,此像的大小比刚才的像要大一些;
(3)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向右移动。
故答案为:(1)缩小;照相机;(2)大;(3)右。
2.(2018•福建A)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”),近视眼应佩戴____________透镜制成的眼睛进行矫正。
 
【解析】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,会落在视网膜的前方造成近视眼。由图可知,表示近视眼的是图甲;
近视眼应佩戴凹透镜进行矫正。
【答案】(1)甲;(2)凹。
3.(2018•衡阳)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
【解析】(1)小孔成的是倒立的实像;(2)人配戴的凹透镜可以矫正近视眼;(3)海市质楼是由于光在不均匀的大气层传播时发生折射产生的现象,故C正确;(4)漫反射虽然光线杂乱无章但是跟镜面反射一样仍然遵循光的反射定律。
A. 图甲中,小孔成的是倒立的实像;
B. 图乙中,人配戴的凹透镜可以矫正近视眼;
C. 图内中,海市质楼是由于光在不均匀的大气层传播时发生折射产生的现象,故C正确。
D. 图丁中,漫反射虽然光线杂乱无章但是仍然遵循光的反射定律,故D错误。
【答案】C。
4.(2018•遂宁)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,则小明所患的眼疾是     。(选填“近视眼”或“远视眼”)
【解析】(1)根据物距和像距的关系,能判断凸透镜的成像情况,从而判断其应用;(2)知道近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用。同时知道凸透镜成实像时,遵循物近像远像变大的规律可做出判断。
解答:烛焰到凸透镜的距离是物距,光屏到凸透镜的距离是像距。由图知,物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,应用于照相机;
将蜡烛移到“15cm“刻度线位置,物距变大,则像距会变得更小,即像更靠近凸透镜。此时保持凸透镜和光屏的位置不变,在蜡烛和凸透镜之间放置了一个度数合适的眼镜,光屏上也得到了清晰的像,说明这个镜片对光起到了发散的作用,因此,他放置的应该是矫正近视眼的凹透镜片。
故答案为:缩小;照相机;近视眼。
5.(2018•自贡)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紧作用
【解析】(1)近视眼用凹透镜进行矫正,凹透镜对光线有发散作用;远视眼用凸透镜进行矫正,凸透镜对光线有会聚作用。(2)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>v>f。2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,v>2f。u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
A、凸透镜可以成实像,也可以成虚像;当u<f时,凸透镜成正立、放大的虚像,故A错误;
B、照相机是根据物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,所以,照相时,景物在镜头二倍焦距以外,故B错误;
C、投影仪是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像工作的,所以,投影仪中的投影片应放在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,故C错误;
D、远视眼将像成在视网膜之后,远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用,可使光线提前会聚,故D正确。
故选D。
6.(2018•齐齐哈尔)(多选题)关于生活中的透镜,下列描述合理的是(  )。
A.放映幻灯片时,在屏幕上得到的是幻灯片上景物的倒立放大的实像;
B.看电影时,屏幕上的像相对于胶片成的是倒立缩小的实像;
C.用放大镜观察物体时,物体与放大镜的距离必须小于一倍焦距;
D.生活中用凸透镜矫正近视眼
【解析】A、放映幻灯片时,根据凸透镜成像规律可知,在屏幕上得到的是幻灯片上景物的倒立、放大的实像,故A正确;
B、看电影时,电影中凸透镜的作用相当于投影仪,成的是倒立、放大的实像,故B错误;
C、用放大镜观察物体时,物体必须放在一倍焦距之内,故C正确;
D、凹透镜对光线具有发散作用,可以矫正近视眼,故D错误。
故选:AC。


 

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