苏科版八年级上册4.3 探究凸透镜成像的规律课后练习题
展开4.3 凸透镜成像的规律(实验探究题)
1.小明用一个焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律,当装置如图甲所示时,烛焰在光屏上成清晰的像.
(1)图甲中光屏离凸透镜的距离可能是 (填序号)
A.28cm B.18cm C.8cm
(2)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左调节一段距离后,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向 (填“左”或“右”)调节;
(3)若步骤(2)中未调节光屏的位置,则需在凸透镜前加一个 (填“凸”或“凹”)透镜,才能在光屏上得到清晰倒立的像;
(4)若将印有字母“F”的纸片(图乙)放在离凸透镜5cm的地方,我们能看到的清晰的像是丙图中的 (填序号).
2.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,选用了焦距未知的凸透镜.
(1)如图甲所示,该凸透镜的焦距为 cm.
(2)如图乙所示,想在光屏上得到烛焰清晰的像,需将蜡烛向 (填“左”或“右”)移动,此时光屏上能得到一个倒立 (填“放大”或“缩小”)的实像, (填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)就是根据此原理工作的.
(3)在光屏上得到清晰的像后,该同学把他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上烛焰的像变模糊了,在不改变凸透镜和光屏位置的情况下,若想在光屏上再一次得到烛焰清晰的 像,他应该将蜡烛向 (填“左”或“右”)移动.
3.用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像的规律”.
(1)实验前,让平行光束垂直镜面射入杯中(如图甲),从烟雾中可以观察到凸透镜对光有 (选填“会聚”或“发散”)作用.
(2)实验中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示,在光屏上可得到一个清晰倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像.
(3)若蜡烛逐渐靠近凸透镜,所成的像会逐渐变 (选填“大“、“小”).
4.小华同学用如图所示的实验器材做“探究透镜成像规律”的实验.
(1)在光具座上从左至右依次放置蜡烛、 和光屏.
(2)蜡烛在如图所示的位置时,成的像是等大、倒立的实像.分析实验成像情况可知,实验中所用透镜的焦距为 cm.
(3)当把点燃的蜡烛由图所示的位置向右移至光具座的35cm刻度时,应向 (选填“左”或“右”)移动光屏到适当的位置,得到一个倒立、放大的实像.此时小华发现烛焰的像成在光屏的上方,为了使像成在光屏的中央,她应向 调整蜡烛.(选填“上”或“下”).
5.完成下列两个实验探究:
(1)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小杨同学让蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距,移动光屏至适当位置,光屏上将会呈现一个倒立、 (选填“缩小”、“放大”或“不变”)的实像,如图1所示,此时的像距为 cm.生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这样的成像规律.
(2)小杨同学在“探究海波熔化和凝固特点”的实验中,某时刻温度计示数如图2甲所示,为 ℃;小宇画出了“温度﹣时间”图象,如图乙所示,由此可知,海波是 (选填“晶体”或“非晶体”),海波在第10min时处于 (选填“固态”、“液态”或“固液并存”).
6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,该透镜焦距f= cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后,点燃蜡烛,光屏上得到蜡烛的像如图乙所示.
若要让像成在光屏的中心位置,则可以将凸透镜向 移动(选填“上”或“下”);
(3)如图丙所示,把蜡烛放在光具座上 点时(选填“A”、“B”、“C”或“D”);在光
屏上能得到一个清晰放大的像, 就是利用这种成像规律工作的(选填“投影仪”、“照相机“或“放大镜”).
7.在做“探究凸透镜成像的规律”实验中,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点,如图所示.
(1)当把蜡烛放在乙图位置时,移动光屏,在光屏上能成 、缩小的实像;生活中的 就是利用这个原理制成的.
(2)凸透镜的位置固定不动,当蜡烛向右(靠近透镜)移动一段距离后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向 (选填“左“或“右”)移动.
(3)在上一步光屏上成清晰的像后,取一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间,要使光屏上还能成清晰的像,保持凸透镜和光屏的位置不动,可将蜡烛适当向 (选填“左“或“右”)移动.
8.如图所示,在探究凸透镜成像特点的实验中,凸透镜的光心、烛焰、光屏中心在同一水平直线上,蜡烛、凸透镜位置如图所示,当光屏移至刻度尺80cm处时,在光屏上观测到等大倒立的实像.则
(1)该凸透镜的焦距是 cm.
(2)在题干中成像的情况下,把蜡烛向左移动5cm,光屏应向 (选填“左”或“右”)移动可成清晰的像;
(3)在题干中成像的情况下,把蜡烛向右移动5cm,然后移动光屏可成清晰的像,这种成像特点与实际生活中 (选填“放大镜”或“投影仪”或“照相机”)成像原理相同.
9.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上,然后将凸透镜固定在光具座上50cm处,将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm处,移动光屏,在光屏上得到烛焰清晰的像,再将蜡烛向凸透镜移近几厘米,应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动光屏,才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像;又将蜡烛移至光具座上43cm 处,无论怎么移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰清晰的像.由此可以推断该凸透镜焦距的范围,该范围的最大值小于 cm.
10.小华用光具座研究凸透镜成像规律,按如图调整完毕,在光屏上得到蜡烛烛焰清晰的像.
(1)保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变,小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分,则在光屏上观察到的像是 (填选项前的字母)
A.烛焰的上半部分,亮度变暗
B.烛焰的下半部分,亮度变暗
C.完整的烛焰,亮度变暗
D.完整的烛焰,亮度不变
(2)保持凸透镜位置不变,将蜡烛与光屏位置对调,光屏上也能得到烛焰清晰的像, (选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”)就是根据这种成像原理设计的.
11.某物理兴趣小组探究”凸透镜成像规律“的实验装置如图,凸透镜固定在50cm处,光屏和蜡烛分别在凸透镜两侧.
(1)当蜡烛移到20cm处时,移动光屏到80cm处时,在光屏上成一个等大、清晰的像,则凸透镜的焦距是 cm.
(2)凸透镜位置不变,又将蜡烛从20cm处移到10cm处时,光屏上要成清晰的像,光屏应从80cm处向 (填”左“或”右“)移动,则所成的像是 (选填”放大“、”等大“或”缩小“)实像.在生活中的应用是 .
12.在做“探究凸透镜成像规律“的实验中
(1)为测出透镜的焦距,做了如甲图所示实验,则透镜的焦距为 cm.
(2)正确安装并调节实验装置后,各元件位置如图乙所示,可在光屏上得到一个清晰、倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的;
(3)在乙图中,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,成像情况符合 的原理(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”).
13.小金在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律.
(1)当小金将三个元件移动到图示位置时,光屏上出现了清晰的像,请你根据此现象回答下列问题:光屏上像的性质为 ,并推算出焦距为 厘米.
(2)保持蜡烛和凸透镜位置不变,小金换了个凸透镜继续实验,并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同,但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像(光具座足够长),请你帮助小金分析产生此现象的原因 .
14.小明同学用一个焦距为10.0cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,他需要将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整在 ,使像呈在光屏中央.当蜡烛与凸透镜位置如图时,成倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理.
15.小明利用光具座、两个凸透镜(焦距分别为10cm、20cm)、光屏、蜡烛、火柴等器材探究凸透镜成像规律.
(1)实验中将其中一个凸透镜放在光具座上,当蜡烛、透镜及光屏的位置如图所示时,恰能在光屏上得到清晰的像,则他选择的焦距为 cm的凸透镜;
(2)保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜移向蜡烛,光屏上会再次出现清晰的倒立、 的实像;
(3)实验过程中,燃烧的蜡烛变短,导致光屏上烛焰的像像 (选填“上”或“下”)移动,可将凸透镜的高度调 (选填“高”或“低”),使像呈现在光屏的中央.
16.在探究凸透镜成像实验中,小柯不断改变蜡烛到透镜的距离,移动光屏寻找蜡烛的像,并将实验结果记录在下表中:
序号 | 蜡烛到透镜的距离(cm) | 像的特点 |
1 | 20.0 | 倒立缩小的实像 |
2 | 16.0 | 倒立等大的实像 |
3 | 12.0 | 倒立放大的实像 |
4 | 6.0 | ? |
(1)第4次实验中,小柯移动光屏只观察到模糊的圆形光斑.若要观察到此时所成的像,正确的操作是 ;
(2)小柯在第1次实验的基础上,换用另一个凸透镜后,发现光屏上的像不清晰,把光屏慢慢地向凸透镜方向移动,光屏上又出现了清晰的像.若第1次实验模拟的是正常眼球的成像情况,则换用透镜后的实验是在模拟 的成像情况.
17.小科利用如图所示的器材探究凸透镜成像规律,先用焦距为10cm的凸透镜进行实验,在光屏上得到了清晰的缩小的实像.接着他改用焦距为5cm的凸透镜继续进行实验,如果不改变光源和凸透镜的位置,此时像的性质是倒立、 的实像;若要在光屏上成清晰的像,光屏应该 (填“向右移动”、“向左移动”或“保持不变”)
18.小明在做“探究凸透镜成像规律”实验中,发现像高与焦距、物距之间有一定的关系,为进一步探究,他将5cm高的发光体作为光源,取两个焦距不同的凸透镜进行实验.实验时记录的几组数据如下:
实验次数 | 焦距f/cm | 物距u/cm | 像距v/cm | 物高l/cm | 像高h/cm |
1 | f1 | 35 | 14 | 5 | 2 |
2 | 30 | 15 | 5 | 2.5 | |
3 | 20 | 20 | 5 | 5 | |
4 | 15 | A | 5 | B | |
5 | 5 | 30 | 6 | 5 | 1 |
6 | 15 | 7.5 | 5 | 2.5 | |
7 | 10 | 10 | 5 | 5 | |
8 | 6 | 30 | 5 | 25 |
分析表中数据可知:
(1)焦距f1为 cm,表格中A处数据应为 cm.
(2)物距u、相距v、物高l、像高h之间的具体关系为:= (用字母表示),表格中B处数据应为 cm.
19.“探究凸透镜成像规律”:选用蜡烛、凸透镜(焦距f=10cm),光屏、光具座和火柴等器材.
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整三者的中心大致在 上.
(2)当物距在10cm<u<20cm时,像距的范围是 cm,此时光屏上呈现 (选填“倒立”或“正立”)的实像;物距、像距可用 上的刻度尺测量.
(3)如果发现烛焰的像成在光屏的上方,若要使烛焰成像在光屏中心,应将凸透镜向 (选填“上”或“下”)调整.
(4)当物距u′<10cm时,我们 才能观察到蜡烛的虚像.
20.在探究“凸透镜成像特点”实验中,让烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度.
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在广具座标尺上位置如图所示时,光屏上出现一个清晰倒立、缩小的像,这个像是 像(选填“实”或“虚”);
(2)请根据物距与像距大小关系,推断这个凸透镜的焦距可能是 (填序号);
A、8cm B、10cm C、12cm D、15cm
(3)把蜡烛向左移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了;
①小明为了使光屏上再次得到清晰的像,应调整光屏向 移动(选填“左”或“右”);
②小芳不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像也变清晰了,则该眼镜片是 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片;
(4)重新使蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图所示,然后把凸透镜换成平面镜,观察平面镜也能看到一个正立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的蜡烛的像,这个像位于标尺 cm刻度处正上方,把光屏移到这个像所在的位置,光屏上 (选填“有”或“没有”)这个像.
21.小雯用自制的水凸透镜(当向水凸透镜里注水时焦距变小,抽水时焦距变大)来探究“凸透镜成像规律”.
(1)如图甲所示,让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,则此水凸透镜的焦距为 cm
(2)小雯将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时,光屏上出现清晰的烛焰像,此像的性质是倒立、 的实像,小雯接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下,将水凸透镜移至光具座 cm刻度处,再次得到清晰的烛焰像.然后,小雯利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水,光屏上原来清晰的像变得模糊不清,小雯要想重新得到清晰的烛焰像,在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下,应将光屏向 (选填“远离”或“靠近”)水凸透镜的方向移动.
22.小明同学在探究凸透镜成像规律时,调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度.
实验时,调节蜡烛与凸透镜的距离,在光屏上得到了一个清晰的像如图所示,该像是倒立 的实像,由于蜡烛的燃烧,光屏上的像会向 (选填“上”或“下”)移动,保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,小明将另一个镜片放在蜡烛和凸透镜之间,并适当调整镜片的位置,光屏上的像又清晰了,则这个镜片是 (选填“凸透镜”、“凹透镜”或“平面镜”)
23.用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”实验,记录的部分数据及现象见表:
实验序号 | 物距u/cm | 像距v/cm | 像的性质 |
1 | 60 | 12 | 倒立缩小实像 |
2 | 30 | 15 |
|
3 | 15 |
| 倒立放大实像 |
4 | 20 | 20 | 倒立等大实像 |
(1)该实验所用凸透镜的焦距f= cm
(2)上表中空白处,像的性质是 ,像距v= cm
(3)当u与f的大小关系满足u f时,光屏上接收不到像.
24.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验.
(1)如图甲所示,凸透镜位置固定.当发光的小灯泡放在40cm刻度线位置时,移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑.则该透镜的焦距为 cm.
(2)小明用蜡烛代替小灯泡继续做实验,烛焰在图乙所示位置能在光屏上成一清晰的像,则该像是倒立、 的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”).
(3)若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向 (选填“左”或“右”)适当移动一段距离,再调整光屏的位置.
(4)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,并将其靠近凸透镜左侧,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发现清晰的像,说明老师所戴眼镜的镜片是 透镜.
25.物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时:
(1)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为 cm.
(2)图乙是某次实验时观察到的现象,生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)是利用这一原理制成的.保持凸透镜不动,把蜡烛向左移动一段距离,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向 (选填“左”或“右”)移动一段距离,像 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)实验时,光屏上得到了蜡烛清晰的像,一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点,则光屏上 (选填“有”或“没有”)小泥点的像或影子.
(4)将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了.使光屏远离透镜,又能在光屏上看到蜡烛清晰的像,这说明近视眼镜对光线有 作用.由此可知,在近视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的 .
26.如图所示,是“探究凸透镜成像规律”的实验装置,凸透镜的焦距为10cm.
(1)实验时,通过调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ;
(2)当光屏上呈现清晰的像时,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此成像规律在生活中的应用是 ;
(3)保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至30cm刻线处,光屏上的像变模糊了,在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置放一个合适的 眼镜,光屏上的像再次清晰.
27.回顾实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整):
(1)探究影响音调高低的因素:
过程 方法 | 把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边.拨动钢尺,保持振幅相同,运用的科学方法是 法. | |
现象 | 缩短钢尺伸出桌边的长度,发现钢尺振动得越来越 ,音调越来越 . | |
问题 讨论 | 在桌面上撒些碎纸片,敲击桌子,发现桌子发声的同时,碎纸片被弹起,由此证明声音是由物体 产生的. |
(2)探究凸透镜成像的规律:
现象 结论 | 凸透镜的焦距是10cm.把蜡烛移至图中a点,光屏上出现了烛焰清晰的像,据此可制成 .把蜡烛逐渐移近透镜,光屏上的像越来越 (填“大”或“小”),但像始终是 (填“正立”或“倒立”)的. | |
方法 | 研究光现象时,将一束光看成一条光线,运用的科学方法是 法. | |
问理 讨论 | 若蜡烛的像出现在了光屏的上半部,可能是由于烛焰、凸透镜和光屏的中心未调至 . |
28.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)为了确定凸透镜的焦距,小明让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,如图所示,可确定出焦距f= cm(选填“0”、“10”或“20”)
(2)小明用此透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验,将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在 .
(3)移动蜡烛距凸透镜30cm处时,在光屏上呈现清晰倒立、缩小的 (选填“实”或“虚”)像,生活中应用该原理制作的光学仪器是 .
(4)当移动蜡烛距凸透镜15cm处时,光屏上会出现的是 (填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;如果他将蜡烛再靠近凸透镜一些,这时光屏应向 (填“左”或“右”)移动,以获得清晰的实像.
29.如图所示,小李用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距为12cm.
(1)蜡烛和凸透镜的位置不变,要使光屏承接到一个倒立、 清晰的实像,具体的操作是:
首先将光屏向右移动, ,直到找到最清晰的像,日常生活中 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的.
(2)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往 偏离光屏中心.
(3)请你指出用烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的两点不足之处:
① ;② .
30.在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图所示,蜡烛恰好在光屏上成倒立 的实像,可以判断此实验中凸透镜的焦距 (选填“大于”或“小于”)20cm,生活中的 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)就是利用了这样的原理.若某同学不小心用手指尖触摸到了凸透镜,这时在光屏上将 (选填“会”或“不会”)成一个完整的像.
(2)实验过程中,燃烧的蜡烛不断缩短,光屏上的像逐渐 (选填“向上”或“向下”)移动.
31.在“探究凸透镜成像规律”实验中,小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在自制光具座上,凸透镜始终固定在光具座零刻度的位置,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度.
(1)正确调节蜡烛和光屏的位置,直到光屏上出现清晰的烛焰的像,如图甲所示,则光屏上的像是 (填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像.
(2)实验中,由于蜡烛燃烧变短,小明发现光屏上看不到烛焰完整的像了,为了使烛焰清晰的像成在光屏的中心,他可以将光屏向 (填“上”或“下”)调节.
(3)将蜡烛逐渐向透镜移动,当蜡烛位于焦点以内时,撤去光屏,从光屏一侧向透镜方向看去,看到了烛焰正立的像(A′为A点像的位置),请你在图乙中画出两条入射光线经透镜后的折射光线.
(4)小明利用该凸透镜自制了一个模型照相机,如图丙所示,在纸筒M的一端嵌上这个凸透镜,纸筒N的一端蒙上一层半透明薄膜,把纸筒N套入M中,并能前后滑动,在较暗的室内,把凸透镜对着明亮的室外,调节凸透镜和薄膜之间的距离,在薄膜上可以看到室外景物清晰的像,再把凸透镜正对着室内近处点燃的蜡烛,为了使薄膜上出现烛焰清晰的像,应该 (填“拉长”或“缩短”)凸透镜和薄膜之间的距离.
32.小华同学在探究凸透镜成像规律的实验中.
(1)如图所示,将焦距f=15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处,之后应将光屏向 (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A.
(2)再将蜡烛移动到光具座上10cm刻度线处,移动光屏,再次在光屏上得到清晰的像B.则像B比像A (填“大”或“小”)
33.在信息化时代,相机和手机都是常用的图象采集设备.
(1)如图所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是倒立的、缩小的 像(选填“实”或“虚”).镜头靠近人时,像的大小将变 ,此时像会 透镜(选填“靠近”或“远离”).用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图所示.
(2)小敏同学发信手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表,根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为
次数 物理量 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
物距/m | 10.00 | 5.00 | 2.00 | 1.00 | 0.50 | 0.10 | 0.05 |
像距/cm | 0.500 | 0.501 | 0.502 | 0.503 | 0.505 | 0.526 | 0.556 |
A、5m B、0.5m C、0.05m D、0.005m
(3)请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是 .
34.探究“凸透镜成像”和“平面镜成像的特点”的实验.
(1)在探究“凸透镜成像”的实验中,有三只凸透镜:①焦距为10cm、②焦距为15cm、③焦距为20cm.将其中一只凸透镜固定在40cm刻度线处,适当调整点燃蜡烛和光屏的位置,直到光屏上得到清晰的烛焰像(像未画出),如图所示,则选用的凸透镜是 (选填“①”、“②”或“③”),此时烛焰像是 (选填“放大”或“缩小”)的, (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的.
(2)将点燃的蜡烛移到35cm刻度线处,移动光屏,屏上找不到烛焰像,为了探究此时烛焰像的特点,眼睛应在凸透镜 (选填“左”或“右”)侧观察,会看到一个 (选填“正立”或“倒立”)的烛焰像.
(3)为了探究“平面镜成像的特点”,保持点燃蜡烛在35cm刻度线处位置不变,将图中的凸透镜换成厚度为 (选填“2mm”或“5mm”)的玻璃板;再将光屏换成等大的蜡烛,并移动到 cm刻度线处,可以比较像与物的关系.
(4)将点燃的蜡烛远离玻璃板时,玻璃板所成蜡烛像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
35.如图所示,小明在探究凸透镜成像规律的实验中;
(1)先将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心在同一水平直线上,这样做的目的是 .
(2)小明首先把蜡烛放在较远处,仔细调整光屏的位置,使烛焰在光屏上成 的实像.记录像的大小和正倒,测出 和 .
(3)多次移动蜡烛,每次只向透镜移近几厘米,重复以上操作,小明发现,在蜡烛与透镜逐渐接近的过程中,光屏上的像 (选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”).
(4)当蜡烛距离透镜很近时,无论怎样移动光屏都找不到像了,小明撤去光屏,从 (选填“光屏一侧”或“蜡烛一侧”)向透镜方向看去,可以观察到蜡烛的像.
36.王卓利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜焦距为10cm.
(1)若将蜡烛从图示位置移至20cm刻度处,为了在光屏上得到清晰的像,他应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜.当光屏上获得清晰的像时,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上 (选填“能”或“不能”)得到清晰的像.
(2)他将装置恢复到如图所示的位置,再将光屏向右移动一段距离,像变得模糊了,要使像再次变得清晰,他应在蜡烛和透镜之间加一块 (选填“凸”或“凹”)透镜.
(3)随着实验的进行,蜡烛变短,要使蜡烛的像回到光屏的中央,可将凸透镜向 (选填“上”或“下”)移动.
37.小华探究凸透镜的成像规律.
(1)课间,小华到室外利用太阳光来测量凸透镜的焦距,她将该凸透镜正对着太阳光,如图甲所示.此时纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L.此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,若光斑变大,则凸透镜的焦距f L(选填“>”、“<”或“=”);调整以后得到如图乙所示的光路图.则该透镜的焦距为 cm.
(2)当烛焰位于如图丙所示位置时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 的实像;若将蜡烛远离透镜2cm,此时像的大小比原来的像要 些.若不移动光屏,在凸透镜前适当的位置放置 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”),也可以在光屏上再次出现清晰的像.
(3)眼睛可能观察到烛焰经凸透镜所成虚像是如图丁所示四幅图中的 ;
38.在做探究凸透镜成像的实验中,
(1)小斌将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜焦距约是 cm.
(2)小斌同学做实验时,发现烛焰在光屏上的像如图所示,若要使烛焰在光屏中心成像,只调节光屏,应将光屏向 调节(选填:“上”或“下”).
(3)若将烛焰移至距凸透镜15cm处,移动光屏,使烛焰在屏上得到倒立、清晰的实像, (选填:“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)就是应用这一原理制成的.
(4)若将蜡烛远离透镜,光屏应 (选填:“靠近”、“远离”或“不移动”),屏上才可以出现清晰的像.我们可以从不同角度看到光屏上的像,是因为发生了 (选填:“镜面反射”或“漫反射”).
(5)小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间,移动透镜和光屏,直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像.将近视眼镜镜片取下,发现光屏上的像变模糊了.为了使屏上的像重新变得清晰,在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下,应将光屏向 移动(选填“左”或“右”).
(6)若已在光屏上成清晰的像,此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分,则所成的烛焰的像为 (选填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”).
39.如图是小明探究凸透镜成像规律的实验过程,请完成实验探究:
(1)如图,从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏,将三者中心调至同一高度并在同一直线上.
(2)不断改变蜡烛与凸透镜间的距离,并移动光屏进行凸透镜成像实验,所得数据如表:
实验序号 | 物体到凸透镜的距离/cm | 像到凸透镜的距离/cm |
1 | 40 | 13.3 |
2 | 30 | 15 |
3 | 20 | 20 |
4 | 15 | 30 |
5 | 10 | 光屏上没有成像 |
6 | 8 | 光屏上没有成像 |
(3)由表可知,此凸透镜的焦距为 cm
(4)成实像时,物距增大,像距 (“增大”、“减小”或“不变”)
(5)实验中随着蜡烛燃烧,光屏上依然得到烛焰清晰的像,但光屏上像的位置却偏高,为了使成在光屏上的像不偏高,则应向 (填“上”或“下”)调节凸透镜.
(6)实验中,屏上已成清晰的像,此时固定蜡烛,将透镜换成一个焦距稍小的凸透镜实验,则屏需向 (填“左”或“右”)移动才能成清晰的像,此刻的像比换镜前变 (填“大”或“小”)
40.在探究凸透镜成像规律的实验中
(1)让凸透镜 对着太阳,得到图甲所示的光路图;
(2)利用图乙装置进行以下操作:
①如果烛焰在光屏上的像偏低,应将蜡烛向 (选填“上”或“下”)调节;
②把烛焰放在距凸透镜17cm处时,移动光屏,可以在光屏上得到一个清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像,在照相机和投影仪中,成像情况与此类似的是 .
③将蜡烛移到距凸透镜5cm处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,这时应从 侧透过凸透镜直接观察(选填“左”或“右”).
参考答案与试题解析
1.(2017•临沂)小明用一个焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律,当装置如图甲所示时,烛焰在光屏上成清晰的像.
(1)图甲中光屏离凸透镜的距离可能是 B (填序号)
A.28cm B.18cm C.8cm
(2)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左调节一段距离后,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向 左 (填“左”或“右”)调节;
(3)若步骤(2)中未调节光屏的位置,则需在凸透镜前加一个 凹 (填“凸”或“凹”)透镜,才能在光屏上得到清晰倒立的像;
(4)若将印有字母“F”的纸片(图乙)放在离凸透镜5cm的地方,我们能看到的清晰的像是丙图中的 A (填序号).
【分析】(1)物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像;
(2)物距变大,像距减小,像变小;
(3)凸透镜对光线具有会聚作用;
(4)物距小于焦距,成正立放大的虚像.
【解答】解:(1)由图可知,此时的像是倒立、缩小的,故物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二笔焦距之间,故光屏离凸透镜的距离(即像距)大于10cm,小于20cm,选B;
(2)将蜡烛向左调节一段距离后,物距变大,则像距减小,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向左调节;
(3)未调节光屏的位置,则需在凸透镜前加一个凹透镜,使光线推迟会聚,才能在光屏上得到清晰倒立的像;
(4)若将印有字母“F”的纸片(图乙)放在离凸透镜5cm的地方,物距小于焦距,成正立放大的虚像,故选A.
故答案为:(1)B;(2)左;(3)凹;(4)A.
【点评】本题考查了凸透镜成像的规律,要注意理解应用.明确凸透镜成像规律是解题的关键.
2.(2017•天门)某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,选用了焦距未知的凸透镜.
(1)如图甲所示,该凸透镜的焦距为 10.0 cm.
(2)如图乙所示,想在光屏上得到烛焰清晰的像,需将蜡烛向 左 (填“左”或“右”)移动,此时光屏上能得到一个倒立 缩小 (填“放大”或“缩小”)的实像, 照相机 (填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)就是根据此原理工作的.
(3)在光屏上得到清晰的像后,该同学把他的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上烛焰的像变模糊了,在不改变凸透镜和光屏位置的情况下,若想在光屏上再一次得到烛焰清晰的 实 像,他应该将蜡烛向 左 (填“左”或“右”)移动.
【分析】(1)根据凸透镜焦点和焦距的定义读图得出凸透镜的焦距.
(2)u=2f时成倒立、缩小的实像,照相机就是根据这一原理制成的.
(3)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】解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这一点是凸透镜的焦点;焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是:f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm.
(2)图乙中,光屏在焦距与二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,要得到烛焰清晰的像,则物距应该大于二倍焦距,故应将蜡烛向左移动,此时光屏上能得到一个倒立、缩小的实像,照相机就是根据此原理工作的;
(3)近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,使光线延迟会聚;在不改变凸透镜和光屏位置的情况下,若想在光屏上再一次得到烛焰清晰的实像,他应该将蜡烛向左移动,增大物距,同时像距减小,像才能成在光屏上.
故答案为:(1)10.0;(2)左;缩小;照相机;(3)实;左.
【点评】此题是探究凸透镜成像规律的实验,要熟练掌握成像特点与物距、像距之间的关系,做到灵活应用.
3.(2017•岳阳)用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像的规律”.
(1)实验前,让平行光束垂直镜面射入杯中(如图甲),从烟雾中可以观察到凸透镜对光有 会聚 (选填“会聚”或“发散”)作用.
(2)实验中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示,在光屏上可得到一个清晰倒立、 缩小 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像.
(3)若蜡烛逐渐靠近凸透镜,所成的像会逐渐变 大 (选填“大“、“小”).
【分析】(1)凸透镜对光线具有会聚作用;
(2)物距大于像距时成的是倒立、缩小的实像;
(3)物距减小,物体所成实像变大.
【解答】解;(1)由图可知,让平行光束垂直镜面射入杯中时光线会会聚,故凸透镜对光有会聚作用;
(2)由图可知,此时的物距要大于像距,故凸透镜成倒立、缩小的实像;
(3)若蜡烛逐渐靠近凸透镜,物距减小,则所成的像会逐渐变大.
故答案为:(1)会聚;(2)缩小;(3)大.
【点评】此题是研究凸透镜成像规律的实验,都是基础性知识,应熟练掌握.
4.(2017•绥化)小华同学用如图所示的实验器材做“探究透镜成像规律”的实验.
(1)在光具座上从左至右依次放置蜡烛、 凸透镜 和光屏.
(2)蜡烛在如图所示的位置时,成的像是等大、倒立的实像.分析实验成像情况可知,实验中所用透镜的焦距为 10.0 cm.
(3)当把点燃的蜡烛由图所示的位置向右移至光具座的35cm刻度时,应向 右 (选填“左”或“右”)移动光屏到适当的位置,得到一个倒立、放大的实像.此时小华发现烛焰的像成在光屏的上方,为了使像成在光屏的中央,她应向 上 调整蜡烛.(选填“上”或“下”).
【分析】(1)根据凸透镜成像规律结合实验器材安装的知识分析即可解决该题.
(2)当物距等于2倍焦距时,物体通过凸透镜成倒立、等大的实像,此时像距也为2倍焦距,从甲中读出物距或像距,然后求出凸透镜的焦距;
(3)根据“物近像远像变大,物远像近像变小”判断光屏移动的方向并判断像大小的变化,凸透镜成像时,2f>u>f,成倒立、放大的实像;像和物的移动方向正好相反,若蜡烛向上移动,则像向下移动.
【解答】解:(1)从实验器材的安装上考虑:若凸透镜成实像,器材安装必须能保证能像呈现在光屏上,故要将凸透镜放在中间,蜡烛和光屏放在其两侧,故实验前在光具座上由左至右应该依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,再调整它们的高度,使它们的中心和烛焰的中心大致在同一高度.
(2)当凸透镜成的像是等大的倒立的实像时,物距和像距均为焦距的2倍,由图可知物距或像距为20.0cm,则凸透镜的焦距为10.0cm;
(3)由“物近像远像变大”可知,当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的35cm刻度时,向右移动光屏会得到一个倒立、放大的实像;像在光屏的上方,要向下移动,则需将蜡烛向上移动.
故答案为:(1)凸透镜;(2)10.0;(3)右;上.
【点评】本题是探究凸透镜成像实验,主要考查了凸透镜成像规律的应用,要熟练掌握凸透镜成像特点与物距、像距之间的关系,做到灵活应用.
5.(2017•重庆)完成下列两个实验探究:
(1)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小杨同学让蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距,移动光屏至适当位置,光屏上将会呈现一个倒立、 缩小 (选填“缩小”、“放大”或“不变”)的实像,如图1所示,此时的像距为 16.5 cm.生活中的 照相机 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用了这样的成像规律.
(2)小杨同学在“探究海波熔化和凝固特点”的实验中,某时刻温度计示数如图2甲所示,为 36 ℃;小宇画出了“温度﹣时间”图象,如图乙所示,由此可知,海波是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”),海波在第10min时处于 液态 (选填“固态”、“液态”或“固液并存”).
【分析】(1)物距大于二倍焦距时,成的是倒立缩小的实像,其应用是照相机;
(2)根据温度计的量程和分度值读数;晶体在熔化过程中,温度保持不变;根据图象分析海波的存在状态.
【解答】解:(1)小杨同学让蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距,移动光屏至适当位置,光屏上将会呈现一个倒立、缩小的实像,其应用是照相机;由图可知,此时的像距为:66.5cm﹣50.0cm=16.5cm;
(2)由甲可知,温度计的分度值为1℃,其示数为36℃;由乙图可知,海波在熔化和凝固的过程中,温度保持不变,为晶体;海波在第10min时还没有凝固,为液态.
故答案为:(1)缩小;16.5;照相机;(2)36;晶体;液态.
【点评】本题考查了凸透镜的成像规律及其应用、海波的熔化和凝固图象,是一道基础题.
6.(2017•衡阳)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,该透镜焦距f= 11.0 cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后,点燃蜡烛,光屏上得到蜡烛的像如图乙所示.
若要让像成在光屏的中心位置,则可以将凸透镜向 下 移动(选填“上”或“下”);
(3)如图丙所示,把蜡烛放在光具座上 C 点时(选填“A”、“B”、“C”或“D”);在光
屏上能得到一个清晰放大的像, 投影仪 就是利用这种成像规律工作的(选填“投影仪”、“照相机“或“放大镜”).
【分析】(1)掌握焦距的概念,从焦点到凸透镜的距离;
(2)要使像能成在光屏的中央,应使烛焰、光屏、凸透镜的中心大致在同一高度处;
(3)物距在一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立、放大的实像,其应用是投影仪.
【解答】解:(1)由焦距的概念知,f=31.0cm﹣20.0cm=11.0cm;
(2)由图知,光屏的位置偏高,要使像能成在光屏的中央,应将光屏向下调整;
(3)由图可知,C点在一倍焦距和二倍焦距之间,能成倒立、放的实像,其应用是投影仪.
故答案为:(1)11.0;(2)下;(3)C;投影仪.
【点评】此题是探究凸透镜成像的规律实验,考查了焦距的测量及实验器材的调节,掌握成像特点及物距、像距之间的关系及应用,同时自己做一些总结,更有利于对成像规律的理解和掌握.
7.(2017•聊城)在做“探究凸透镜成像的规律”实验中,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点,如图所示.
(1)当把蜡烛放在乙图位置时,移动光屏,在光屏上能成 倒立 、缩小的实像;生活中的 照相机 就是利用这个原理制成的.
(2)凸透镜的位置固定不动,当蜡烛向右(靠近透镜)移动一段距离后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向 右 (选填“左“或“右”)移动.
(3)在上一步光屏上成清晰的像后,取一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间,要使光屏上还能成清晰的像,保持凸透镜和光屏的位置不动,可将蜡烛适当向 左 (选填“左“或“右”)移动.
【分析】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点和光心的距离是凸透镜的焦距.物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像;
(2)凸透镜成实像时,物距减小,像距变大;
(3)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,能使会聚的光线推迟会聚.
【解答】解:(1)由图可知,凸透镜的焦距为60cm﹣50cm=10cm;当把蜡烛放在乙图位置时,物距为30cm,大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,其应用是照相机;
(2)当蜡烛向右移动一段距离后,物距减小,像距变大,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向右移动.
(3)近视眼是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使原来会聚的光线推迟会聚,蜡烛向左远离凸透镜,才能在光屏上得到清晰的像.
故答案为:(1)倒立;照相机;(2)右;(3)左.
【点评】此题是探究凸透镜成像的规律,主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用.此题看似复杂,其实只要用心,仔细审题,并不难.
8.(2017•呼和浩特)如图所示,在探究凸透镜成像特点的实验中,凸透镜的光心、烛焰、光屏中心在同一水平直线上,蜡烛、凸透镜位置如图所示,当光屏移至刻度尺80cm处时,在光屏上观测到等大倒立的实像.则
(1)该凸透镜的焦距是 7.5 cm.
(2)在题干中成像的情况下,把蜡烛向左移动5cm,光屏应向 左 (选填“左”或“右”)移动可成清晰的像;
(3)在题干中成像的情况下,把蜡烛向右移动5cm,然后移动光屏可成清晰的像,这种成像特点与实际生活中 投影仪 (选填“放大镜”或“投影仪”或“照相机”)成像原理相同.
【分析】(1)当物距等于二倍焦距时,像距也为二倍焦距,成倒立等大的实像;
(2)凸透镜成实像时物距变大,则像距变小;
(3)物距在一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立、放大的实像,其应用是投影仪.
【解答】解:(1)当光屏移至刻度尺80.0cm处时,此时物距为15.0cm,像距也为15.0cm,此时物距等于像距,都等于二倍焦距,在光屏上观测到等大倒立的实像,则焦距为7.5cm.
(2)把蜡烛向左移动5cm,物距变大,则像距应减小,光屏应向左移动可成清晰的像;
(3)把蜡烛向右移动5cm,此时的物距为10cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立、放大的实像,其应用是投影仪.
故答案为:(1)7.5;(2)左;(3)投影仪.
【点评】此题考查了凸透镜成像的规律及应用,难度不大,属于基础题.
9.(2017•绵阳)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上,然后将凸透镜固定在光具座上50cm处,将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm处,移动光屏,在光屏上得到烛焰清晰的像,再将蜡烛向凸透镜移近几厘米,应向 远离 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动光屏,才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像;又将蜡烛移至光具座上43cm 处,无论怎么移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰清晰的像.由此可以推断该凸透镜焦距的范围,该范围的最大值小于 20 cm.
【分析】凸透镜成像的规律,知道成实像时,物距越小,像距越大,成的像也越大.凸透镜成实像的条件是u>f.
【解答】解:将凸透镜固定在光具座上50cm处,将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm处,此时的物距为20cm;再将蜡烛向凸透镜移近几厘米,此时物距减小,则像距变大,应向远离凸透镜方向移动光屏才能得到清晰的像;
又将蜡烛移至光具座上43cm 处,无论怎么移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰清晰的像,说明此时的物距小于焦距,不能成实像;
凸透镜成实像的条件是u>f,即20cm>f.
故答案为:远离;20.
【点评】凸透镜成像的三种情况和应用是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握.
10.(2017•广元)小华用光具座研究凸透镜成像规律,按如图调整完毕,在光屏上得到蜡烛烛焰清晰的像.
(1)保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变,小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分,则在光屏上观察到的像是 C (填选项前的字母)
A.烛焰的上半部分,亮度变暗
B.烛焰的下半部分,亮度变暗
C.完整的烛焰,亮度变暗
D.完整的烛焰,亮度不变
(2)保持凸透镜位置不变,将蜡烛与光屏位置对调,光屏上也能得到烛焰清晰的像, 投影仪 (选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”)就是根据这种成像原理设计的.
【分析】(1)凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;如果不遮住凸透镜的下半部分,透过的光多,像就亮;遮住凸透镜的下半部分,透过的光少,像就暗.
(2)凸透镜成像的规律:u>2f,成倒立缩小的实像,照相机就是利用这一原理制成的;f<u<2f,成倒立放大的实像,投影仪就是利用这一原理制成的.
【解答】解:(1)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,还是完整的像;只是由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,亮度会减弱.
(2)由图可知,此时物距大于二倍焦距,成的是倒立、缩小的实像;将蜡烛与光屏对调位置后,f<u<2f,v<2f,因此光屏上的像是倒立、放大的实像,幻灯机就是利用这一原理制成的.
故答案为:(1)C;(2)投影仪.
【点评】此题主要考查凸透镜成像的规律:u>2f,成倒立缩小的实像,应用是照相机;u=2f,成倒立等大的实像,应用是测焦距;f<u<2f,成倒立放大的实像,应用是投影仪;u=f,不成像;u<f,成正立放大的虚像,应用是放大镜.
11.(2017•毕节市)某物理兴趣小组探究”凸透镜成像规律“的实验装置如图,凸透镜固定在50cm处,光屏和蜡烛分别在凸透镜两侧.
(1)当蜡烛移到20cm处时,移动光屏到80cm处时,在光屏上成一个等大、清晰的像,则凸透镜的焦距是 15 cm.
(2)凸透镜位置不变,又将蜡烛从20cm处移到10cm处时,光屏上要成清晰的像,光屏应从80cm处向 左 (填”左“或”右“)移动,则所成的像是 缩小 (选填”放大“、”等大“或”缩小“)实像.在生活中的应用是 照相机 .
【分析】当u=2f时,成倒立、等大的实像,像距v=2f;凸透镜成实像时,物距变大,像距变小.
【解答】解:
(1)当蜡烛移到20cm处时,此时u=30cm时,在另一侧距凸透镜80cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大的像,所以2f=30cm,即f=15cm;
(2)凸透镜位置不变,又将蜡烛从20cm处移到10cm处时,物距大于2f,物距变大,则像距变小,像变小,故光屏应从80cm处向左移动,则所成的像是倒立、缩小的实像.在生活中的应用是照相机.
故答案为:(1)15;(2)左;缩小;照相机.
【点评】此题考查了对凸透镜成像规律的理解,难度适中,熟练掌握凸透镜成像规律是解题关键.
12.(2017•六盘水)在做“探究凸透镜成像规律“的实验中
(1)为测出透镜的焦距,做了如甲图所示实验,则透镜的焦距为 10.0 cm.
(2)正确安装并调节实验装置后,各元件位置如图乙所示,可在光屏上得到一个清晰、倒立、 缩小 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,生活中的 照相机 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的;
(3)在乙图中,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,成像情况符合 投影仪 的原理(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”).
【分析】(1)图示的是利用平行光聚焦法来测量凸透镜的焦距,焦点到凸透镜光心的距离即为焦距.
(2)物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机.
(3)物距处于f和2f之间,凸透镜成倒立放大的实像;物距大于2f,凸透镜成倒立缩小的实像.
【解答】解:(1)焦点到凸透镜的距离为40.0cm﹣30.0cm=10.0cm,所以凸透镜的焦距为10.0cm.
(2)由图可知,此时物距大于像距,则所成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机.
(3)根据光路的可逆性,若将光屏和蜡烛的位置互换,在光屏上仍能成像,此时物距大于像距,凸透镜成倒立放大的实像,其应用是投影仪.
故答案为:(1)10.0;(2)缩小;照相机;(3)投影仪.
【点评】此题是探究凸透镜成像的实验,主要考查了学生对实验操作的要求及对凸透镜成像规律的掌握.一定要注意实验前的调整工作.凸透镜、光屏的面应与光具座的轨道垂直;为使像成在光屏的中央,应使凸透镜、烛焰、光屏的中心大致在同一高度处;为使实验结论具有普遍性,对同一种情况应多测几组数据.
13.(2017•杭州)小金在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律.
(1)当小金将三个元件移动到图示位置时,光屏上出现了清晰的像,请你根据此现象回答下列问题:光屏上像的性质为 倒立、等大的实像 ,并推算出焦距为 20.0 厘米.
(2)保持蜡烛和凸透镜位置不变,小金换了个凸透镜继续实验,并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同,但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像(光具座足够长),请你帮助小金分析产生此现象的原因 物距小于焦距 .
【分析】(1)当物距等于像距时,成倒立等大的实像.
(2)物距小于焦距,成了虚像,不能成在光屏上.
【解答】解:(1)由图可知,此时的u=40.0cm=v,则u=2f,f=20.0cm;此时成的是倒立、等大的实像;
(2)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,故光屏上不成像的原因是物距小于焦距,凸透镜成的是虚像,虚像不能被光屏承接.
故答案为:(1)倒立、等大的实像;20.0;(2)物距小于焦距.
【点评】要解决有关凸透镜成像的问题,首先要掌握凸透镜成像特点与物距、像距的关系,是一道基础题..
14.(2017•重庆)小明同学用一个焦距为10.0cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,他需要将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整在 同一高度 ,使像呈在光屏中央.当蜡烛与凸透镜位置如图时,成倒立、 缩小 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像,生活中的 照相机 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理.
【分析】为了使像能成在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上;
物距大于二倍焦距时成倒立缩小的实像;其应用是照相机.
【解答】解:根据实验的要求,让像成在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上;
由图可知,此时的物距为40.0cm﹣14.0cm=26.0cm,物距大于二倍焦距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机.
故答案为:同一高度;缩小;照相机.
【点评】此题考查的是凸透镜焦距的确定及成像规律和实际应用,属于基本技能的考查和基本规律的应用,难度不大,熟练掌握凸透镜成像规律是解决此类问题的前提.
15.(2017•荆门)小明利用光具座、两个凸透镜(焦距分别为10cm、20cm)、光屏、蜡烛、火柴等器材探究凸透镜成像规律.
(1)实验中将其中一个凸透镜放在光具座上,当蜡烛、透镜及光屏的位置如图所示时,恰能在光屏上得到清晰的像,则他选择的焦距为 10 cm的凸透镜;
(2)保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜移向蜡烛,光屏上会再次出现清晰的倒立、 放大 的实像;
(3)实验过程中,燃烧的蜡烛变短,导致光屏上烛焰的像像 上 (选填“上”或“下”)移动,可将凸透镜的高度调 低 (选填“高”或“低”),使像呈现在光屏的中央.
【分析】(1)凸透镜成实像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像的规律确定选择的是哪个凸透镜;
(2)根据光路的可逆性和凸透镜成像的规律可确定成像的性质:当u>2f时,光屏上呈现倒立、缩小的实像,2f>v>f.当2f>u>f时,光屏上呈现倒立、放大的实像,v>2f.
(3)实验一段时间后,蜡烛变短了,根据过光心不改变方向,判断透镜的移动方向.
【解答】解:(1)由图可知:u=50cm﹣20cm=30cm,v=15cm,由凸透镜成像规律可知:此时的像是倒立缩小的实像;则u=30cm>2f,2f>15cm>f,
解得,7.5cm<f<15cm,由题意“有两个玻璃凸透镜,焦距分别为10cm和20cm”可知他选择的凸透镜的焦距为10cm;
(2)据光路的可逆性可知,若将透镜向蜡烛移动,当物体处于1倍焦距和2倍焦距之间,光屏处于2倍焦距以外,此时成倒立、放大的实像.
(3)蜡烛变短了,光屏上的像会向上移动,要使像成在光屏的中央,根据过光心不改变方向,凸透镜向下移动,或光屏向上移动.
故答案为:(1)10;(2)放大;(3)上;低.
【点评】此题是探究凸透镜成像过程中应注意的一些问题,也是实验中常用到的常识性问题,要掌握并能利用其解决碰到的有关问题.
16.(2017•台州)在探究凸透镜成像实验中,小柯不断改变蜡烛到透镜的距离,移动光屏寻找蜡烛的像,并将实验结果记录在下表中:
序号 | 蜡烛到透镜的距离(cm) | 像的特点 |
1 | 20.0 | 倒立缩小的实像 |
2 | 16.0 | 倒立等大的实像 |
3 | 12.0 | 倒立放大的实像 |
4 | 6.0 | ? |
(1)第4次实验中,小柯移动光屏只观察到模糊的圆形光斑.若要观察到此时所成的像,正确的操作是 在光屏的一侧透过凸透镜观察像 ;
(2)小柯在第1次实验的基础上,换用另一个凸透镜后,发现光屏上的像不清晰,把光屏慢慢地向凸透镜方向移动,光屏上又出现了清晰的像.若第1次实验模拟的是正常眼球的成像情况,则换用透镜后的实验是在模拟 近视眼 的成像情况.
【分析】(1)根据实验2中的数据判定焦距的大小,然后根据物距和焦距判定像的性质;
(2)近视眼是晶状体会聚能力增强,像成在视网膜的前方,应佩戴凹透镜矫正;远视眼是晶状体会聚能力减弱,使像成在了视网膜的后面,需要佩戴凸透镜进行矫正.
【解答】解:(1)由表格中的信息可知,当u=16.0cm时,成倒立、等大的实像,则u=2f,凸透镜的焦距为f=8cm;第4次实验中,u=6cm<f,成正立、放大的虚像,虚像与物体在同侧,虚像只能观察到,故应在光屏的一侧透过凸透镜观察像;
(2)小柯在第1次实验的基础上,换用另一个凸透镜后,发现光屏上的像不清晰,把光屏慢慢地向凸透镜方向移动,这表明像距减小,即该透镜对光线的折射能力变强了,故模拟的是近视眼的成像情况.
故答案为:(1)在光屏的一侧透过凸透镜观察像;(2)近视眼.
【点评】本题主要考查学生对近视眼和远视眼的成因,以及矫正方法的理解和掌握,是一道基础题,也是中考的热点.
17.(2017•宁波)小科利用如图所示的器材探究凸透镜成像规律,先用焦距为10cm的凸透镜进行实验,在光屏上得到了清晰的缩小的实像.接着他改用焦距为5cm的凸透镜继续进行实验,如果不改变光源和凸透镜的位置,此时像的性质是倒立、 缩小 的实像;若要在光屏上成清晰的像,光屏应该 向左移动 (填“向右移动”、“向左移动”或“保持不变”)
【分析】首先根据题意“先用焦距为10cm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,物远像近像变小来确定调节光屏的方法.
【解答】解:由“先用焦距为10cm的透镜甲进行实验,在屛上得到清晰缩小的实像”可知,此时u>2f;
当改用焦距为5cm的透镜乙继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,要在光屏上成清晰的像,光屏将靠近透镜移动,像变小,
故答案为:缩小;向左移动.
【点评】本题考查了凸透镜成像的规律,要注意理解应用.此题比较有拓展性,有一定的拔高难度.
18.(2017•攀枝花)小明在做“探究凸透镜成像规律”实验中,发现像高与焦距、物距之间有一定的关系,为进一步探究,他将5cm高的发光体作为光源,取两个焦距不同的凸透镜进行实验.实验时记录的几组数据如下:
实验次数 | 焦距f/cm | 物距u/cm | 像距v/cm | 物高l/cm | 像高h/cm |
1 | f1 | 35 | 14 | 5 | 2 |
2 | 30 | 15 | 5 | 2.5 | |
3 | 20 | 20 | 5 | 5 | |
4 | 15 | A | 5 | B | |
5 | 5 | 30 | 6 | 5 | 1 |
6 | 15 | 7.5 | 5 | 2.5 | |
7 | 10 | 10 | 5 | 5 | |
8 | 6 | 30 | 5 | 25 |
分析表中数据可知:
(1)焦距f1为 10 cm,表格中A处数据应为 30 cm.
(2)物距u、相距v、物高l、像高h之间的具体关系为:= (用字母表示),表格中B处数据应为 10 cm.
【分析】(1)根据凸透镜成像规律中的物距等于2倍焦距时,成倒立等大的实像,可求得其焦距;比较2、4次实验数据可知表格中①处数据.
(2)根据表格中的数据可知,像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系,可得出结论.
【解答】解:(1)由表中第3次实验的数据,物距等于像距,物像等大,可知,此时u=2f=20cm.则f=10cm.即该凸透镜的焦距为10cm.
比较2、4实验数据可知,第2次实验的像距等于第4次实验的物距,因此第4次实验的像距等于第2次实验的物距,即表格中①处数据为30.
(2)根据表中的数据可知,像高与物高的比值等于像距与物距的比值,则由此可得出结论:像高与物高的比值和像距与物距的比值相等;即=.
因此可得=,故表格中B处数据为10.
故答案为:(1)10;30;(2);10.
【点评】此题是探究凸透镜成像规律,其中首先根据表中信息找出该透镜的焦距,其次是根据实验数据分析像高与物高的比值和像距与物距之间的具体关系,同时锻炼学生处理信息的能力.
19.(2017•贺州)“探究凸透镜成像规律”:选用蜡烛、凸透镜(焦距f=10cm),光屏、光具座和火柴等器材.
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整三者的中心大致在 同一高度 上.
(2)当物距在10cm<u<20cm时,像距的范围是 v>20 cm,此时光屏上呈现 倒立 (选填“倒立”或“正立”)的实像;物距、像距可用 光具座 上的刻度尺测量.
(3)如果发现烛焰的像成在光屏的上方,若要使烛焰成像在光屏中心,应将凸透镜向 下 (选填“上”或“下”)调整.
(4)当物距u′<10cm时,我们 通过透镜,逆着折射光的方向 才能观察到蜡烛的虚像.
【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,像才能成在光屏的中心.(2)凸透镜成实像时,物距处于f和2f之间;像距大于2f,成倒立放大的实像,利用题中给出的物距数值与焦距建立不等式,解出焦距满足的条件.(3)根据凸透镜成倒立实像进行分析,若物体相对于凸透镜向下移动,则像向上移动;
(4)u<f,成正立放大的虚像,物像同侧.
【解答】解:(1)在实验开始时,应调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致同一高度上,这样才能保证像成在光屏的中央.
(2)已知焦距f=10cm,凸透镜成实像时,当物距在10cm<u<20cm时,像距v>20cm,在光屏上得到一个倒立、放大的实像,
光具座上有刻度,因此物距、像距可用光具座上的刻度尺测量.
(3)蜡烛燃烧变短,所以像成在了光屏的上方,为了使像仍在成在光屏中央,可以将物体向上移动或将凸透镜向下移动或将光屏向上移动;
(4)当物距u′<10cm时,成正立放大的虚像,物像同侧,此时我们通过透镜,逆着折射光的方向才能观察到蜡烛的虚像.
故答案为:(1)同一高度;(2)v>20cm;(3)下;(4)通过透镜,逆着折射光的方向.
【点评】凸透镜成像的几种情况和凸透镜成实像的实验结论是解决凸透镜成像习题的基础内容,一定要掌握.同时,还要注意实验中的细节操作和注意事项.
20.(2017•百色)在探究“凸透镜成像特点”实验中,让烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度.
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在广具座标尺上位置如图所示时,光屏上出现一个清晰倒立、缩小的像,这个像是 实 像(选填“实”或“虚”);
(2)请根据物距与像距大小关系,推断这个凸透镜的焦距可能是 C (填序号);
A、8cm B、10cm C、12cm D、15cm
(3)把蜡烛向左移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了;
①小明为了使光屏上再次得到清晰的像,应调整光屏向 左 移动(选填“左”或“右”);
②小芳不移动光屏,将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像也变清晰了,则该眼镜片是 近视 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片;
(4)重新使蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图所示,然后把凸透镜换成平面镜,观察平面镜也能看到一个正立、 等大 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的蜡烛的像,这个像位于标尺 80 cm刻度处正上方,把光屏移到这个像所在的位置,光屏上 没有 (选填“有”或“没有”)这个像.
【分析】(1)实像能用光屏承接;
(2)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f.确定其焦距的范围.
(3)当物距增大时,像距减小,光屏靠近凸透镜;由物远像近像变小,物近像远像变大;
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.由此分析解答;
(4)平面镜成正立等大的虚像、物体到平面镜的距离与像到平面镜的距离相同、虚像不能用光屏承接.
【解答】解:(1)如图所示时,光屏上出现一个清晰倒立、缩小的像,实像能用光屏承接,故这个像是实像;
(2)此时物距为50cm﹣20cm=30cm,此时u>2f,即30cm>2f﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
像距v=70cm﹣50cm=20cm,此时2f>v>f,即2f>20cm>f﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
综合①②得10cm<f<15cm,故B符合题意;
(3)①把蜡烛向左移动一小段距离,物距增大,像距减小,故应调整光屏向左移动;
②若将蜡烛向左移动一小段距离,物距变大,像距应减小,若要成清晰像,光屏应向左移动.若不移动光屏,应使光线发散一些,所以在蜡烛和透镜之间放置一个合适的凹透镜,光屏上的像又变清晰,近视眼的矫正原理与此相同;
(4)重新使蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图所示,然后把凸透镜换成平面镜,因为平面镜成正立、等大的虚像,故观察平面镜也能看到一个正立等大的蜡烛的像;
因为物体到平面镜的距离与像到平面镜的距离相同,即u=v=30cm,所以这个像位于标尺的80cm处;
因为 虚像不能用光屏承接,所以把光屏移到这个像所在的位置,光屏上没有像.
故答案为:(1)实;(2)C;(3)①左;②近视;(4)等大;80;没有.
【点评】此题主要考查的是凸透镜成像规律及其探究实验操作的理解,难点是物距的大小与成像性质的关联,但只要熟练掌握凸透镜成像规律即可解答.
21.(2017•鄂尔多斯)小雯用自制的水凸透镜(当向水凸透镜里注水时焦距变小,抽水时焦距变大)来探究“凸透镜成像规律”.
(1)如图甲所示,让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜,在光屏上出现一个最小最亮的光斑,则此水凸透镜的焦距为 10.0 cm
(2)小雯将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时,光屏上出现清晰的烛焰像,此像的性质是倒立、 缩小 的实像,小雯接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下,将水凸透镜移至光具座 25.0 cm刻度处,再次得到清晰的烛焰像.然后,小雯利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水,光屏上原来清晰的像变得模糊不清,小雯要想重新得到清晰的烛焰像,在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下,应将光屏向 远离 (选填“远离”或“靠近”)水凸透镜的方向移动.
【分析】(1)掌握焦距的概念:从焦点到凸透镜的距离;
(2)分析物距和焦距的关系,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,据此得出结论;根据光路的可逆性解答;
(4)当把“水凸透镜”水向外抽取时,使其变薄、凸透镜对光线的会聚能力减弱,使像成在原来像的后方.
【解答】解:(1)由焦距的概念知,f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm;
(2)由图可知,u=40.0cm﹣10.0cm=30.0cm,u>2f,物体处于2倍焦距之外,所以成倒立缩小的实像,像距v=55.0cm﹣40.0cm=15.0cm,根据光路的可逆性,在蜡烛和光屏位置都不变的情况下,将透镜移至距蜡烛即u'=15.0cm时,此时v'=30.0cm,即透镜移至光具座10.0cm+15.0cm=25.0cm处,可在光屏上呈现倒立放大的像;
(4)当把“水凸透镜”水向外抽取时,使其变薄、凸透镜对光线的会聚能力减弱,使像成在原来像的后方.因此要想重新得到清晰的像,应将光屏向远离透镜的方向移动.
故答案为:(1)10.0;(2)缩小;25;远离.
【点评】凸透镜成像是个光学部分的重点内容,本题综合性很强,包含了焦点、焦距、凸透镜成像的三种情况、凸透镜成实像时,物距变化和像距变化.
22.(2017•泸州)小明同学在探究凸透镜成像规律时,调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度.
实验时,调节蜡烛与凸透镜的距离,在光屏上得到了一个清晰的像如图所示,该像是倒立 缩小 的实像,由于蜡烛的燃烧,光屏上的像会向 上 (选填“上”或“下”)移动,保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,小明将另一个镜片放在蜡烛和凸透镜之间,并适当调整镜片的位置,光屏上的像又清晰了,则这个镜片是 凹透镜 (选填“凸透镜”、“凹透镜”或“平面镜”)
【分析】(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用:照相机;
(2)随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心不改变方向,像会向上移动.
(3)凹透镜对光线有发散作用,凸透镜对光线有会聚作用.
【解答】解:(1)由题意知,物距大于像距,根据凸透镜成像的规律可知,此时物体成倒立的、缩小的实像;
(2)据实验过程可知,实验过程中蜡烛由于燃烧而变短,根据过光心不改变方向,可知,光屏上烛焰的像将向上移动.
(3)在图所示情况下,保持光屏和凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离后,物距变大,像距变小,成像于光屏前,为了使光屏上可成像,由于凹透镜对光有发散作用,应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的凹透镜,才能在光屏上再次得到清晰的像.
故答案为:缩小;上;凹透镜.
【点评】此题是探究凸透镜成像的实验,考查了凸透镜成像的规律及对实验的操作能力,要熟练掌握规律的内容,做到灵活应用.
23.(2017•包头)用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”实验,记录的部分数据及现象见表:
实验序号 | 物距u/cm | 像距v/cm | 像的性质 |
1 | 60 | 12 | 倒立缩小实像 |
2 | 30 | 15 |
|
3 | 15 |
| 倒立放大实像 |
4 | 20 | 20 | 倒立等大实像 |
(1)该实验所用凸透镜的焦距f= 10 cm
(2)上表中空白处,像的性质是 倒立缩小的实像 ,像距v= 30 cm
(3)当u与f的大小关系满足u < f时,光屏上接收不到像.
【分析】(1)根据当物距等于2倍焦距时,成倒立等大实像的特点进行分析;
(2)根据物距处于1倍和2倍焦距之间时,成倒立放大实像的原理进行分析;光路具有可逆性的特点;
(3)物距小于焦距成正立放大虚像,物像同侧.
【解答】解:由表格中数据知,当物距等于20cm时,像距等于20cm,此时成倒立等大的实像,所以20cm=2f,f=10cm;
(2)当u=25cm>2f时,物距大于2倍焦距,凸透镜成倒立缩小的实像;光在发生折射时,都具有可逆性的特点,由此就可以推出当物距u=15cm时,能成倒立、放大的实像,此时像距为30cm;
(3)在一倍焦距以内成虚像,所以屏上得不到像时u与f的大小关系满足u<f.
故答案为:(1)10; (2)倒立、缩小的实像; 30;(3)<.
【点评】此题是探究凸透镜成像实验,考查了一种测量凸透镜焦距的方法,同时考查了凸透镜成像规律及光路的可逆性.解决此题的关键是根据表格中数据得出焦距的大小.
24.(2017•天水)用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验.
(1)如图甲所示,凸透镜位置固定.当发光的小灯泡放在40cm刻度线位置时,移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑.则该透镜的焦距为 10 cm.
(2)小明用蜡烛代替小灯泡继续做实验,烛焰在图乙所示位置能在光屏上成一清晰的像,则该像是倒立、 放大 的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”).
(3)若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向 右 (选填“左”或“右”)适当移动一段距离,再调整光屏的位置.
(4)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,并将其靠近凸透镜左侧,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发现清晰的像,说明老师所戴眼镜的镜片是 凹 透镜.
【分析】(1)焦点指凸透镜能使平行于主光轴的光会聚的点,而焦距即为焦点到光心的距离.
(2)当物距介于1倍焦距与2倍焦距之间时,成放大倒立的实像.
(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大.
(4)凹透镜对光线有发散作用,能使光线的会聚点推迟延后.
【解答】解:(1)根据焦点和焦距的定义可知,当蜡烛距离透镜为50cm﹣40cm=10cm时,在右侧无论怎样移动光屏,发现光屏上始终是一个大小不变的圆形光斑,则该透镜的焦距约为10cm.
(2)由图乙可知,蜡烛与凸透镜的距离为50cm﹣35cm=15cm,凸透镜的焦距为f=10cm,故2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像.
(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大,因此若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向右适当移动一段距离.
(4)将老师的眼镜靠近凸透镜左侧,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发观清晰的像,说明老师所戴眼镜的镜片,对光线起了发散作用,则为凹透镜;
故答案为:(1)10;(2)放大;(3)右;(4)凹.
【点评】本题考查学生对凸透镜成像规律的掌握及根据凸透镜成像规律动手操作实验的能力,同时考查了凹透镜的作用.
25.(2017•东营)物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时:
(1)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为 10.3 cm.
(2)图乙是某次实验时观察到的现象,生活中的 照相机 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)是利用这一原理制成的.保持凸透镜不动,把蜡烛向左移动一段距离,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向 左 (选填“左”或“右”)移动一段距离,像 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)实验时,光屏上得到了蜡烛清晰的像,一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点,则光屏上 没有 (选填“有”或“没有”)小泥点的像或影子.
(4)将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了.使光屏远离透镜,又能在光屏上看到蜡烛清晰的像,这说明近视眼镜对光线有 发散 作用.由此可知,在近视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的 前方 .
【分析】(1)根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断.
(2)当物距大于2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的,此时像距处于f和2f之间,像距小于物距;凸透镜成像时,物距减小,像距增大,像变大.
(3)凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;如果凸透镜的口径大,透过的光多,像就亮;口径小,透过的光少,像就暗.
(4)凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用.近视眼是因为晶状体太厚或眼球太长,像成在视网膜的前方;远视眼是因为晶状体太薄或眼球太短,像成在视网膜的后方.近视眼镜是凹透镜,远视眼镜是凸透镜.
【解答】解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是:f=40.3cm﹣30.0cm=10.3cm.
(2)由图乙知,像距小于物距,此时成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的;根据凸透镜成像时,物近像远像变大可知,将蜡烛向左移动时,物距增大,则像距减小,要将光屏向靠近透镜方向移动,才能在光屏上再次得到清晰的像,像变小.
(3)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,凸透镜上溅了一个小泥点,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,大小不变;由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,像将完好,但亮度会变暗,所以不会出现泥点的影子.
(4)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,发散作用是使原来会聚成像的光线推迟会聚,所以将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了;使光屏远离凸透镜,又能在光屏上看到蜡烛清晰的像.近视眼是因为晶状体太厚或眼球太长,像成在视网膜的前方.
故答案为:(1)10.3;(2)照相机;左;变小;(3)没有;(4)发散;前方.
【点评】此题是探究凸透镜成像规律的实验,考查了凸透镜成像规律及应用,不仅要掌握成像特点与物距像距之间的关系,而且要善于总结规律.
26.(2017•长春)如图所示,是“探究凸透镜成像规律”的实验装置,凸透镜的焦距为10cm.
(1)实验时,通过调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 同一高度上 ;
(2)当光屏上呈现清晰的像时,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,此成像规律在生活中的应用是 投影仪或幻灯机 ;
(3)保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至30cm刻线处,光屏上的像变模糊了,在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置放一个合适的 近视 眼镜,光屏上的像再次清晰.
【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.
(2)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.
凸透镜成像的三种情况和应用:
①u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机.
②2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪.
③u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜.
(3)近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,成的像会比没有近视镜远离凸透镜,根据这个特点分析.
【解答】解:(1)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.
(2)凸透镜的焦距f=10cm、物距u=15cm、像距v=30cm时,即物体处于1倍焦距好和2倍焦距之间,像成在另一侧的2倍焦距以外,成倒立、放大的实像;
投影仪或幻灯机就是利用此原理工作的.
(3)保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移至30cm刻线处,此时物距增大,像距减小,像变小,要想让像仍然呈在光屏上,需要用凹透镜(近视镜),将光线发散,使像能再次呈在光屏上.
故答案为:(1)同一高度;(2)投影仪或幻灯机;(3)近视.
【点评】凸透镜成像的三种情况和应用是凸透镜成像习题中重要依据,一定要熟练掌握.
27.(2017•青岛)回顾实验和探究(请将下列实验报告中的空缺部分填写完整):
(1)探究影响音调高低的因素:
过程 方法 | 把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边.拨动钢尺,保持振幅相同,运用的科学方法是 控制变量 法. | |
现象 | 缩短钢尺伸出桌边的长度,发现钢尺振动得越来越 快 ,音调越来越 高 . | |
问题 讨论 | 在桌面上撒些碎纸片,敲击桌子,发现桌子发声的同时,碎纸片被弹起,由此证明声音是由物体 振动 产生的. |
(2)探究凸透镜成像的规律:
现象 结论 | 凸透镜的焦距是10cm.把蜡烛移至图中a点,光屏上出现了烛焰清晰的像,据此可制成 照相机 .把蜡烛逐渐移近透镜,光屏上的像越来越 大 (填“大”或“小”),但像始终是 倒立 (填“正立”或“倒立”)的. | |
方法 | 研究光现象时,将一束光看成一条光线,运用的科学方法是 模型 法. | |
问理 讨论 | 若蜡烛的像出现在了光屏的上半部,可能是由于烛焰、凸透镜和光屏的中心未调至 同一高度 . |
【分析】(1)①探究音调高低与频率的关系,应控制响度不变,采用的方法是控制变量法;
②频率越高,音调越高.频率越低,音调越低;
③声音是由物体振动产生的.
(2)①根据凸透镜成像的三种情况进行判断: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;焦点外,物距越大,像距越小,成的像也越小;物距越小,像距越大,成的像也越大;
②通过模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为模型法;模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原形的性质和规律.
③研究凸透镜成像规律”实验时,使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一直线上,并且在同一高度,烛焰的像才能呈在光屏的中心.
【解答】解:(1)①在该实验中,把钢尺紧按在桌面上,一端伸出桌边.拨动钢尺,保持振幅相同,只探究音调和频率的关系,这是运用了控制变量法;
②缩短钢尺伸出桌边的长度,发现钢尺振动得越来越快,音调越来越高;
③敲击桌子,发现桌子发声的同时,桌面上的碎纸片被弹起,由此证明声音是由物体振动产生的;
(2)①蜡烛移至图中a点时,物距u=30cm,u>2f,成倒立、缩小的实像.根据这个道理制成照相机;把蜡烛逐渐移近透镜,光屏上的像越来越大,但像始终是倒立的;
②研究光现象时,将一束光看成一条光线,这里运用的科学方法是模型法;
③当烛焰、凸透镜、光屏的中心在不在同一高度时,烛焰的像会出现在了光屏的上半部.
故答案为:(1)控制变量;快;高;振动;(2)照相机;大;倒立;模型;同一高度.
【点评】本题是一道实验探究题,要注意观察实验现象,然后分析现象出现的原因,最后得出结论,同时注意不同实验应用的探究方法;这道题对能力要求比较强,有一定的难度,是一道中档题.
28.(2017•柳州)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)为了确定凸透镜的焦距,小明让一束平行光经过一透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,如图所示,可确定出焦距f= 10 cm(选填“0”、“10”或“20”)
(2)小明用此透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验,将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在 同一高度 .
(3)移动蜡烛距凸透镜30cm处时,在光屏上呈现清晰倒立、缩小的 实 (选填“实”或“虚”)像,生活中应用该原理制作的光学仪器是 照相机 .
(4)当移动蜡烛距凸透镜15cm处时,光屏上会出现的是 放大 (填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;如果他将蜡烛再靠近凸透镜一些,这时光屏应向 右 (填“左”或“右”)移动,以获得清晰的实像.
【分析】(1)凸透镜对光线有会聚作用,根据凸透镜的焦点和焦距判断凸透镜的焦距.
(2)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心.
(3)物距大于2f时,凸透镜成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的;
(4)当物距处于f和2f之间时,凸透镜成倒立放大的实像;凸透镜成实像时,物近像远像变大.
【解答】解:(1)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.
(2)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心.
(3)蜡烛距凸透镜30cm处时,即u>2f的位置时,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,根据这个原理制成了照相机;
(4)当移动蜡烛距凸透镜15cm处时,已知f=10cm,则f<u<2f,此时成倒立放大的实像;如果他将蜡烛再靠近凸透镜一些,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,可知,这时光屏应向右移动,以获得清晰的实像.
故答案为:(1)10;(2)同一高度;(3)实;照相机;(4)放大;右.
【点评】此题是探究凸透镜成像的实验,要熟练掌握成像特点与物距、像距之间的关系及其应用,其中物近像远像变大的特点在分析成像特点及物距、像距的变化上特别简便.
29.(2017•广东)如图所示,小李用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距为12cm.
(1)蜡烛和凸透镜的位置不变,要使光屏承接到一个倒立、 放大 清晰的实像,具体的操作是:
首先将光屏向右移动, 注意观察光屏上的像 ,直到找到最清晰的像,日常生活中 投影仪 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的.
(2)当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往 上 偏离光屏中心.
(3)请你指出用烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的两点不足之处:
① 火焰在有风的时候会晃动 ;② 蜡烛会越烧越短 .
【分析】(1)凸透镜成实像时,根据物距和像距的关系,能判断凸透镜的成像情况:
①物距大于像距,成倒立、缩小的实像;
②物距等于像距,成倒立、等大的实像;
③物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪或幻灯机.
(2)实验一段时间后,蜡烛变短了,根据过光心不改变方向,判断透镜的移动方向.
(3)蜡烛做光源的缺点:不稳定,会变短.
【解答】解:(1)物体到凸透镜的距离是物距,像到凸透镜的距离是像距.如图,物距小于像距,成倒立、放大的实像.具体的操作是:首先将光屏向右移动,注意观察光屏上的像,直到找到最清晰的像,日常生活中投影仪就是利用这一原理制成的.
(2)蜡烛变短了,光屏上的像会向上移动;
(3)用烛焰作为发光物体存在的两点不足之处:①烛焰不稳定,火焰在有风的时候会晃动;②蜡烛会越烧越短,光屏上的像向上移动.
故答案为:(1)放大;注意观察光屏上的像;投影仪;(2)上;(3)①火焰在有风的时候会晃动;②蜡烛会越烧越短.
【点评】凸透镜成像的几种情况和凸透镜成实像时,物距变化,像距变化,像变化经常用到,一定要熟练掌握.
30.(2017•巴彦淖尔)在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图所示,蜡烛恰好在光屏上成倒立 缩小 的实像,可以判断此实验中凸透镜的焦距 小于 (选填“大于”或“小于”)20cm,生活中的 照相机 (选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)就是利用了这样的原理.若某同学不小心用手指尖触摸到了凸透镜,这时在光屏上将 会 (选填“会”或“不会”)成一个完整的像.
(2)实验过程中,燃烧的蜡烛不断缩短,光屏上的像逐渐 向上 (选填“向上”或“向下”)移动.
【分析】(1)凸透镜成像特点和应用:①u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像头;
②2f>u>f时,成倒立、放大的实像,应用于投影仪和幻灯机;
③u<f时,成正立、放大的虚像,应用于放大镜.
当将凸透镜的部分挡住后,光屏上仍能成物体完整的像,只是凸透镜会聚光线数量比原来减少,像比原来变暗.
(2)凸透镜成的实像是倒立的,像与物体的变化方向恰好相反.
【解答】解:(1)光屏上能接到像,说明是实像,如图物距大于像距,是倒立缩小的像,符合u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机.
由图知u=30cm即30cm>2f得f<15cm,故可以判断此实验中凸透镜的焦距小于20cm;
若某同学不小心用手指指尖触摸了凸透镜,由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像,只是此时像比手指指尖触摸前的像要暗一些.
(2)蜡烛不断燃烧,烛焰不断降低,过光心的光线不改变方向,像的位置向上移动.
故答案为:(1)缩小;小于;照相机;会;(2)向上.
【点评】此题是探究凸透镜成像规律的实验,考查了凸透镜成像规律及应用,不仅要掌握成像特点与物距像距之间的关系,而且要善于总结规律.
31.(2017•沈阳)在“探究凸透镜成像规律”实验中,小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在自制光具座上,凸透镜始终固定在光具座零刻度的位置,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度.
(1)正确调节蜡烛和光屏的位置,直到光屏上出现清晰的烛焰的像,如图甲所示,则光屏上的像是 放大 (填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像.
(2)实验中,由于蜡烛燃烧变短,小明发现光屏上看不到烛焰完整的像了,为了使烛焰清晰的像成在光屏的中心,他可以将光屏向 上 (填“上”或“下”)调节.
(3)将蜡烛逐渐向透镜移动,当蜡烛位于焦点以内时,撤去光屏,从光屏一侧向透镜方向看去,看到了烛焰正立的像(A′为A点像的位置),请你在图乙中画出两条入射光线经透镜后的折射光线.
(4)小明利用该凸透镜自制了一个模型照相机,如图丙所示,在纸筒M的一端嵌上这个凸透镜,纸筒N的一端蒙上一层半透明薄膜,把纸筒N套入M中,并能前后滑动,在较暗的室内,把凸透镜对着明亮的室外,调节凸透镜和薄膜之间的距离,在薄膜上可以看到室外景物清晰的像,再把凸透镜正对着室内近处点燃的蜡烛,为了使薄膜上出现烛焰清晰的像,应该 拉长 (填“拉长”或“缩短”)凸透镜和薄膜之间的距离.
【分析】(1)根据物距和像距的大小关系分析;
(2)根据凸透镜成倒立实像的特点,像和物的移动方向正好相反,若蜡烛向上移动,则像向下移动;
(3)平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到焦点上,经过光心的光线的传播方向不变;
(4)凸透镜成实像时,物距减小,像距变大.
【解答】解;(1)由图可知,像距大于物距,由凸透镜成像规律可知,烛焰成的是倒立放大的实像;
(2)像在光屏的上方,可以将光屏向上调节;
(3)平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到焦点上;这两条光线的反向延长线的焦点即为A的像A',如图所示:
;
(4)把凸透镜对着明亮的室外,调节凸透镜和薄膜之间的距离,在薄膜上可以看到室外景物清晰的像,再把凸透镜正对着室内近处点燃的蜡烛,此时物距减小,像距应变大,故应拉长暗箱,即拉长凸透镜和薄膜之间的距离.
故答案为:(1)放大;(2)上;(3)如图;(4)拉长.
【点评】此题是探究凸透镜成像的实验,考查了凸透镜成像的规律及应用,同时考查了对倒立实像的理解.
32.(2017•赤峰)小华同学在探究凸透镜成像规律的实验中.
(1)如图所示,将焦距f=15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处,之后应将光屏向 右 (填“左”或“右”)移动,才能在光屏上观察到烛焰清晰的 倒立 (填“正立”或“倒立”)的像A.
(2)再将蜡烛移动到光具座上10cm刻度线处,移动光屏,再次在光屏上得到清晰的像B.则像B比像A 小 (填“大”或“小”)
【分析】(1)当物距等于2f时,成倒立、等大的实像,像距等于2f.
(2)凸透镜成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小.
【解答】解:(1)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.
(2)再将蜡烛移动到光具座上10cm刻度线处,物距增大,凸透镜成实像时,物远像近像变小,故移动光屏,再次在光屏上得到清晰的像B.则像B比像A小、
故答案为:(1)右;倒立;(2)小.
【点评】要解决有关凸透镜成像的问题,首先要掌握凸透镜成像特点与物距、像距的关系,并自己进行总结一些规律性的知识,例如通过像距和物距的大小关系来判断像和物体的大小关系,根据物近像远像变大的特点来判断像的变化及像距的变化等.
33.(2017•福建)在信息化时代,相机和手机都是常用的图象采集设备.
(1)如图所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是倒立的、缩小的 实 像(选填“实”或“虚”).镜头靠近人时,像的大小将变 大 ,此时像会 远离 透镜(选填“靠近”或“远离”).用相机拍摄远近不同的物体时,通过伸缩镜头,使像清晰地成在芯片上,这个操作过程便是“调焦”,如图所示.
(2)小敏同学发信手机不能“调焦”但成像也基本清晰,她将手机拿到哥哥工作的大学实验室去探究,实验数据如表,根据表中数据,判断手机镜头的焦距大约为 D
次数 物理量 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
物距/m | 10.00 | 5.00 | 2.00 | 1.00 | 0.50 | 0.10 | 0.05 |
像距/cm | 0.500 | 0.501 | 0.502 | 0.503 | 0.505 | 0.526 | 0.556 |
A、5m B、0.5m C、0.05m D、0.005m
(3)请分析,手机拍摄远近不同的物体不需要“调焦”的原因是 这种手机镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小 .
【分析】(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,凸透镜成像遵循物近像远像变大的规律.
(2)根据凸透镜成像的原理:当物距大于2倍焦距,成倒立缩小的实像,以及其应用来解答此题.
(3)因为这种照相机的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,这样远近不同的物体成像的位置相差不大,所以不用调节.
【解答】解:(1)照相机的镜头相当于一个凸透镜,凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像,镜头靠近人时,物距变小,像距变大,像会远离透镜,像要变大.
(2)由表中数据可知,当物距u>0.50m时,像距v保持0.5cm几乎不变,根据凸透镜成像特点可知,当物距远大于2倍焦距时,像距就越接近焦距,故选D.
(3)因为这种手机镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小,这样远近不同的物体成像的位置相差不大,所以不用调节.
故答案为:(1)实;大;远离;(2)D;(3)这种手机镜头的焦距小,物距都远大于2倍焦距,像距接近焦距,像距变化的范围小.
【点评】凸透镜成像的三种情况和应用是凸透镜成像习题的重要依据,一定要熟练掌握.
34.(2017•辽阳)探究“凸透镜成像”和“平面镜成像的特点”的实验.
(1)在探究“凸透镜成像”的实验中,有三只凸透镜:①焦距为10cm、②焦距为15cm、③焦距为20cm.将其中一只凸透镜固定在40cm刻度线处,适当调整点燃蜡烛和光屏的位置,直到光屏上得到清晰的烛焰像(像未画出),如图所示,则选用的凸透镜是 ② (选填“①”、“②”或“③”),此时烛焰像是 放大 (选填“放大”或“缩小”)的, 投影仪 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的.
(2)将点燃的蜡烛移到35cm刻度线处,移动光屏,屏上找不到烛焰像,为了探究此时烛焰像的特点,眼睛应在凸透镜 右 (选填“左”或“右”)侧观察,会看到一个 正立 (选填“正立”或“倒立”)的烛焰像.
(3)为了探究“平面镜成像的特点”,保持点燃蜡烛在35cm刻度线处位置不变,将图中的凸透镜换成厚度为 2mm (选填“2mm”或“5mm”)的玻璃板;再将光屏换成等大的蜡烛,并移动到 45 cm刻度线处,可以比较像与物的关系.
(4)将点燃的蜡烛远离玻璃板时,玻璃板所成蜡烛像的大小 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
【分析】(1)根据图中物距和像距的大小关系,确定凸透镜成像的性质、物距与焦距的大小关系,进而推导出焦距的取值范围,选择合适的凸透镜;
(2)点燃的蜡烛移到35cm刻度线处,蜡烛处于一倍焦距以内,成正立、放大的虚像,并且物像同侧;
(3)在探究“平面镜成像的特点”实验中,为了防止因玻璃板较厚带来的重影,选择厚度较小的玻璃板;平面镜成像的特点:像距等于物距.
(4)平面镜成像的特点:物像等大.
【解答】解:
(1)由图可知,物距小于像距,所成的像为倒立、放大的实像,投影仪就是利用这一原理工作的;此时f<u<2f,即f<20cm<2f,可得10cm<f<20cm,则选用的是焦距为15cm的凸透镜(②);
(2)点燃的蜡烛移到35cm刻度线处,u=5cm<f,此时成正立、放大的虚像,并且物像同侧;为了探究此时烛焰像的特点,眼睛应在凸透镜右侧观察,会看到一个正立的烛焰像.
(3)为了探究“平面镜成像的特点”,保持点燃蜡烛在35cm刻度线处位置不变,要将图中的凸透镜换成厚度较小的2mm的玻璃板;由于像距等于物距,应将光屏换成等大的蜡烛,并移动到45cm刻度线处,据此比较像与物的关系.
(4)由于平面镜成的像与物体等大,将点燃的蜡烛远离玻璃板时,玻璃板所成蜡烛像的大小不变.
故答案为:(1)②;放大;投影仪;(2)右;正立;(3)2mm;45;(4)不变.
【点评】本题考查了探究凸透镜成像、平面镜成像实验中的相关问题,考查的知识点较多,要求认真审题、利用好凸透镜成像和平面镜成像的规律.
35.(2017•牡丹江)如图所示,小明在探究凸透镜成像规律的实验中;
(1)先将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心在同一水平直线上,这样做的目的是 使像成在光屏的中央 .
(2)小明首先把蜡烛放在较远处,仔细调整光屏的位置,使烛焰在光屏上成 清晰 的实像.记录像的大小和正倒,测出 物距 和 像距 .
(3)多次移动蜡烛,每次只向透镜移近几厘米,重复以上操作,小明发现,在蜡烛与透镜逐渐接近的过程中,光屏上的像 逐渐变大 (选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”).
(4)当蜡烛距离透镜很近时,无论怎样移动光屏都找不到像了,小明撤去光屏,从 光屏一侧 (选填“光屏一侧”或“蜡烛一侧”)向透镜方向看去,可以观察到蜡烛的像.
【分析】(1)为使像能成在光屏的中央,应调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处;
(2)在做实验时,先把烛焰放在较远处,然后移动凸透镜,观察光屏上成清晰的像时,测出物距和像距,并记录像的大小、正倒和虚实;
(3)凸透镜成实像时,物近像远像变大;
(4)u<f,成正立、放大的虚像,物像同侧.
【解答】解:(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上.点燃蜡烛后,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度.其目的是使像成在光屏的中央;
(2)小明首先把蜡烛放在较远处,仔细调整光屏的位置,当烛焰在光屏上成清晰的实像时.记录像的大小和正倒,测出物距和像距.
(3)多次移动蜡烛,每次只向透镜移近几厘米,凸透镜成实像时,物近像远像变大;所以在蜡烛与透镜逐渐接近的过程中,光屏上的像逐渐变大;
(4)当蜡烛距离透镜很近时,无论怎样移动光屏都找不到像了,此时u<f,成正立、放大的虚像,物像同侧.
因此从光屏一侧向透镜方向看去,可以观察到蜡烛的像
故答案为:(1)使像成在光屏的中央;(2)清晰;物距;像距;(3)逐渐变大;(4)光屏一侧.
【点评】此题是探究凸透镜成像的实验,要了解实验所需的器材并掌握实验操作方法,同时要熟练掌握凸透镜成像的规律及其应用,能够做到举一反三.
36.(2017•曲靖)王卓利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜焦距为10cm.
(1)若将蜡烛从图示位置移至20cm刻度处,为了在光屏上得到清晰的像,他应将光屏 靠近 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜.当光屏上获得清晰的像时,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上 能 (选填“能”或“不能”)得到清晰的像.
(2)他将装置恢复到如图所示的位置,再将光屏向右移动一段距离,像变得模糊了,要使像再次变得清晰,他应在蜡烛和透镜之间加一块 凸 (选填“凸”或“凹”)透镜.
(3)随着实验的进行,蜡烛变短,要使蜡烛的像回到光屏的中央,可将凸透镜向 下 (选填“上”或“下”)移动.
【分析】(1)根据凸透镜的成像规律,当大于二倍焦距,成清晰的倒立、缩小的实像,照相机就是利用了这样的成像原理;在一倍焦距与二倍焦距之间,所以成倒立、放大的实像;凸透镜的成实像时物距变大,像距变小,像变小;根据光路可逆来分析;
(2)凸透镜可以使光线会聚,又叫会聚透镜;
(3)理解倒立实像的特点,像和物体的移动方向恰好相反.
【解答】解:(1)因焦距为10cm,当蜡烛位于20cm刻度线处,物距为30cm,大于二倍焦距,像距在一倍焦距与二倍焦距之间,所以光屏上应向左移动到60cm与70cm刻度线之间;
使烛焰将蜡烛和光屏互换位置,根据光路可逆,此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,烛焰可在光屏上成清晰放大、倒立的实像;
(2)光屏向右移动一段距离,像距变小,应使光线提前会聚,故应放置一个凸透镜;
(3)随着实验的进行,蜡烛由于燃烧逐渐变短,光屏上的像逐渐向 上移动.为了使像完整的成在光屏的中央,可将光屏向上移动或将蜡烛像上移动,或者将凸透镜向下移动.
故答案为:(1)靠近;能;(2)凸;(3)下.
【点评】此题是探究凸透镜成像的实验,考查了学生对实验操作的要求.一定要注意实验前的调整工作.为使像成在光屏的中央,应使凸透镜、烛焰、光屏的中心大致在同一高度处.同时考查了凸透镜成像的应用,要熟记凸透镜成像的规律,特别搞清物距与像距之间的关系.
37.小华探究凸透镜的成像规律.
(1)课间,小华到室外利用太阳光来测量凸透镜的焦距,她将该凸透镜正对着太阳光,如图甲所示.此时纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L.此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,若光斑变大,则凸透镜的焦距f < L(选填“>”、“<”或“=”);调整以后得到如图乙所示的光路图.则该透镜的焦距为 20 cm.
(2)当烛焰位于如图丙所示位置时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、 放大 的实像;若将蜡烛远离透镜2cm,此时像的大小比原来的像要 小 些.若不移动光屏,在凸透镜前适当的位置放置 近视眼镜 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”),也可以在光屏上再次出现清晰的像.
(3)眼睛可能观察到烛焰经凸透镜所成虚像是如图丁所示四幅图中的 B ;
【分析】(1)根据纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑.根据图判断出焦点;
(2)本题应用凸透镜成像的规律:2f>u>f,成倒立、放大的实像,投影仪就是利用这一原理制成的.凸透镜成实像时,物距变大相距变小,所成的像越小.凹透镜对光线有发散作用;
(3)看虚像的方法:眼睛通过凸透镜往蜡烛一侧观察.
【解答】解:(1)由于光斑到凸透镜的距离为L时,即像距为L时,纸上呈现一个并非最小的光斑,此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,若光斑变大,这个光斑可能是焦点之后的光斑,故可能f<L;
由图可知:焦点到透镜光心的距离等于焦距,所以f=20cm;
(2)当烛焰位于如图丙所示位置时,此时物体在2f>u>f,成倒立、放大的实像.
若将蜡烛远离透镜2cm,物距变大相距变小,所成的像越小,在不移动光屏的情况下,放一近视镜(凹透镜)可以发散光线使像成在光屏上,
(3)看虚像的方法:眼睛透过凸透镜往蜡烛一侧观察,故B正确.
故答案为:(1)<; 20;(2)放大; 小; 近视眼镜;(3)B.
【点评】此题主要考查凸透镜成像的规律:u>2f,成倒立缩小的实像,应用是照相机;u=2f,成倒立等大的实像,应用是测焦距;f<u<2f,成倒立放大的实像,应用是投影仪;u=f,不成像;u<f,成正立放大的虚像,应用是放大镜.
38.在做探究凸透镜成像的实验中,
(1)小斌将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜焦距约是 10 cm.
(2)小斌同学做实验时,发现烛焰在光屏上的像如图所示,若要使烛焰在光屏中心成像,只调节光屏,应将光屏向 上 调节(选填:“上”或“下”).
(3)若将烛焰移至距凸透镜15cm处,移动光屏,使烛焰在屏上得到倒立、清晰的实像, 幻灯机 (选填:“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)就是应用这一原理制成的.
(4)若将蜡烛远离透镜,光屏应 靠近 (选填:“靠近”、“远离”或“不移动”),屏上才可以出现清晰的像.我们可以从不同角度看到光屏上的像,是因为发生了 漫反射 (选填:“镜面反射”或“漫反射”).
(5)小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间,移动透镜和光屏,直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像.将近视眼镜镜片取下,发现光屏上的像变模糊了.为了使屏上的像重新变得清晰,在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下,应将光屏向 左 移动(选填“左”或“右”).
(6)若已在光屏上成清晰的像,此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分,则所成的烛焰的像为 亮度稍暗的完整的像 (选填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”).
【分析】(1)平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚在主光轴上的点即为焦点,焦点到到光心的距离即为焦距.
(2)在做凸透镜成像规律实验时,首先要使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上,目的是为了使像成在光屏的中心.
(3)当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,对应应用如幻灯机.
(4)利用物距与焦距的关系,结合凸透镜成像的规律,即可确定成像性质及其应用;凸透镜成实像时,物近像远像变大.
(5)近视镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,使原来会聚成像的光线推迟会聚.
(6)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.
【解答】解:(1)凸透镜正对太阳光时,光线平行于主光轴,光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是10cm.
(2)光屏上承接烛焰的像偏高,要想让像成在光屏的中央,应当将凸透镜向下调节.或将光屏向上移动.
(3)若将烛焰移至距凸透镜15cm处,即此时f<u<2f,移动光屏,使烛焰在光屏上得到倒立放大清晰的实像,幻灯机就是应用这一原理制成的.
(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时,此时物距增大,仍要在光屏上得到清晰的像,则像距要减小,即光屏应向靠近透镜的方向移动,所得到的像将变小;我们可以从不同角度看到光屏上的像,是因为发生了漫反射.
(5)近视镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,所以当将凹透镜片取下,像会向靠近凸透镜的方向移动,故应将光屏向左移动.
(6)遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成完整像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗.
故答案为:(1)10;(2)上;(3)幻灯机;(4)靠近;漫反射;(5)左;(6)亮度稍暗的完整的像.
【点评】此题考查的是凸透镜焦距的确定及成像规律和实际应用,属于基本技能的考查和基本规律的应用,难度不大,熟练掌握凸透镜成像规律是解决此类问题的前提.
39.如图是小明探究凸透镜成像规律的实验过程,请完成实验探究:
(1)如图,从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏,将三者中心调至同一高度并在同一直线上.
(2)不断改变蜡烛与凸透镜间的距离,并移动光屏进行凸透镜成像实验,所得数据如表:
实验 序号 | 物体到凸透镜的 距离/cm | 像到凸透镜的 距离/cm |
1 | 40 | 13.3 |
2 | 30 | 15 |
3 | 20 | 20 |
4 | 15 | 30 |
5 | 10 | 光屏上没有成像 |
6 | 8 | 光屏上没有成像 |
(3)由表可知,此凸透镜的焦距为 10 cm
(4)成实像时,物距增大,像距 减小 (“增大”、“减小”或“不变”)
(5)实验中随着蜡烛燃烧,光屏上依然得到烛焰清晰的像,但光屏上像的位置却偏高,为了使成在光屏上的像不偏高,则应向 下 (填“上”或“下”)调节凸透镜.
(6)实验中,屏上已成清晰的像,此时固定蜡烛,将透镜换成一个焦距稍小的凸透镜实验,则屏需向 左 (填“左”或“右”)移动才能成清晰的像,此刻的像比换镜前变 小 (填“大”或“小”)
【分析】(3)凸透镜成像时,u=v=2f,在图象上找到u=v对应点,根据物距和焦距的关系求出凸透镜的焦距.
(4)成实像时,物距增大,像距减小;物距减小,像距变大;
(5)在做凸透镜成像规律实验时,首先要使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上,目的是为了使像成在光屏的中心;
(6)凸透镜成实像时的规律:物近像远像变大,物远像近像变小.
【解答】解:(3)由图知,当物距为20cm时,像距也为20cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立等大的实像,此时像距与物距相等.所以2f=20cm,则f=10cm.
(4)据课本可知,成实像时,物距增大,像距减小;
(5)光屏上承接烛焰的像偏高,要想让像成在光屏的中央,应当将凸透镜向下调节.或将光屏向上移动;
(6)实验中,屏上已成清晰的像,此时固定蜡烛,当透镜换成一个焦距稍小一点的凸透镜实验时,此时相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时的规律,所以成的像更小,像距也会减小,故屏需向左移动才能成清晰的像.
故答案为:(3)10;(4)减小;(5)下;(6)左;小.
【点评】此题是探究凸透镜成像规律的实验,要熟练掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系及应用.同时考查了有关实验器材的调节,为使像能成在光屏的中央,需要使凸透镜、烛焰、光屏的中心大致在同一高度处.
40.在探究凸透镜成像规律的实验中
(1)让凸透镜 正 对着太阳,得到图甲所示的光路图;
(2)利用图乙装置进行以下操作:
①如果烛焰在光屏上的像偏低,应将蜡烛向 下 (选填“上”或“下”)调节;
②把烛焰放在距凸透镜17cm处时,移动光屏,可以在光屏上得到一个清晰的倒立、 放大 (选填“放大”或“缩小”)的实像,在照相机和投影仪中,成像情况与此类似的是 投影仪 .
③将蜡烛移到距凸透镜5cm处,无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,这时应从 右 侧透过凸透镜直接观察(选填“左”或“右”).
【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;
题目中的操作方法是一种测量凸透镜焦距的方法:让凸透镜正对着太阳,在凸透镜后面纸板上有一个最亮最小的亮点就为焦点,焦点到光心的距离为就焦距.由此可以确定其焦距是多少.
(2)①为使所成像能在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上.
②已知凸透镜的焦距和烛焰到凸透镜的距离,可以判定成像的性质;具体的应用根据成像特点确定.
③物体在焦点以内时,不能成实像,只能成正立、放大的虚像,此时像物同侧.
【解答】解:
(1)让凸透镜正对着太阳,在凸透镜后面纸板上有一个最亮最小的亮点就为焦点,焦点到光心的距离为就焦距,由此可知该凸透镜的焦距为10cm;
(2)①为使所成像能在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上.由于烛焰在光屏上像的位置偏低,要想使像成在光屏中央,应将光屏向下调节.
②因为物距u=17cm,此时f<u<2f,所以物体通过凸透镜成倒立、放大的实像;成倒立、放大、实像这一特点的应用是投影仪;
③当物距u=5cm<f时,物体通过凸透镜成放大的虚像,并且虚像和物体在同一侧.所以应从右侧透过凸透镜直接观察.
故答案为:(1)正;(2)①下;②放大;投影仪;③右.
【点评】此题考查粗测凸透镜焦距的方法和凸透镜成像规律及其应用,熟练掌握凸透镜成像规律是解答此题的关键.
初中物理苏科版八年级上册第四章 光的折射 透镜4.3 探究凸透镜成像的规律课后作业题: 这是一份初中物理苏科版八年级上册第四章 光的折射 透镜4.3 探究凸透镜成像的规律课后作业题,共3页。
初中物理苏科版八年级上册4.3 探究凸透镜成像的规律习题: 这是一份初中物理苏科版八年级上册4.3 探究凸透镜成像的规律习题,共41页。试卷主要包含了如图是凸透镜成像的实验等内容,欢迎下载使用。
初中物理苏科版八年级上册4.3 探究凸透镜成像的规律课时训练: 这是一份初中物理苏科版八年级上册4.3 探究凸透镜成像的规律课时训练,共40页。