一、选择题
1.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,同时使镜头靠近投片 【答案】D
【解析】 A. 近视眼需要佩戴凹透镜来矫正,远视眼佩戴凸透镜矫正,A不符合题意;
B. 根据凸透镜的成像规律知,物距在焦距以内时,即放大镜的应用,成的是正立、放大的虚像,B不符合题意;
C. 用手机扫描二维码时,应用的是凸透镜成倒立缩小的实像的原理,此时物距 应大于二倍焦距,所以应使二维码位于手机镜头二倍焦距以外,C不符合题意;D. 根据凸透镜成倒立实像时的规律,要使投影仪成像变大,应增大像距,使投影仪远离屏幕,同时减小物距,使镜头靠近投影片,D符合题意; 故答案为:D。
【分析】根据凸透镜的成像规律,当物体从二倍焦距想一倍焦距靠近时,成的像变大,近视眼用凹透镜矫正.
2.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】 A. 探究光的反射定律时,硬纸板采用较粗糙的纸板可以显示光的传播路径,A不符合题意;
B. 探究平面镜成像特点时,使用两支相同的蜡烛,当蜡烛和像重合时便于比较像与物的大小关系,B不符合题意;
C. 探究光的析射特点时,当光从空气垂直于水面射入水中时,传播方向不变,C符合题意;
D. 探究凸透镜成像规律时,因为蜡烛、凸透镜、像是在同一直线上的,所以当蜡她燃烧变短,光屏上的像会向上移动,D不符合题意; 故答案为:C。
【分析】根据光的折射规律,当光线垂直射向反射面时,光的传播方向不变.
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
【解析】【解答】因为凸透镜的焦距为10cm,邮票到透镜的距离小于1倍焦距,放大镜与邮票的距离应小于10cm .
【分析】凸透镜成像的规律:当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像,此时像距大于物距,像比物大,物像同侧;应用:放大镜。 故答案为:C
4.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 【答案】A
【解析】【解答】由蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置得出凸透镜的焦距为10cm,当物距u=30cm>2f时物体通过凸透镜所成的像是倒立、缩小的实像,A符合题意,B、C、D不符合题意。 故答案为:A。
【分析】凸透镜成像的规律:当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,此时像距小于物距,像比物小,物像异侧;当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距, 成倒立、等大的实像,此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧;当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距, 成倒立、放大的实像,此时像距大于物距,像比物大,像位于物的异侧;当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出;当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像,此时像距大于物距,像比物大,物像同侧。
5.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 【答案】B
【解析】【解答】手机摄像机的镜头是一个凸透镜,利用了当U>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成,照相机的原理与此相同。 故答案为:B。
【分析】手机摄像机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理制成的。 6.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。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35 cm处,移动光屏可能得到倒立的清晰像 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】【解答】A、由图可知,此时的像距大于物距,成倒立、放大实像,是投影仪的原理,A不符合题意;
B、蜡烛变短后,烛焰的位置向下移动,根据光线过透镜的光心不改变方向,像的位置向上移动,B不符合题意;
C、由图可知,物距为30cm,此时f<30cm<2f,则15cm<f<30cm;蜡烛不动, 将透镜移至35cm处,此时的物距为15cm,等于焦距,不成像,C不符合题意;D、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,减小了像距,故可以将凸透镜向左移动,可以在光屏上呈现清晰的像,D符合题意。
故答案为:D。 【分析】 物体位置 u>2f u=2f f2f 像的大小 像、物异侧 缩小 像、物异侧 等大 像、物异侧 放大 像的性质 倒立实像 倒立实像 倒立实像 应用举例 照像机 测焦距 幻灯机 投影仪 7.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
【解析】【解答】根据凸透镜成像的规律分析:
①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,即物距大于像距,所以成倒立缩小的实像,故①错误; ②照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的,故②正确; ③凸透镜成倒立缩小的实像时,物距大于二倍焦距,即 像距为一倍到二倍焦距之间,即 综合以上条件得:
,得:
, ,得:
;
;
,故③正确;
④将近视镜片,即凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于凹透镜对光线有发散作用,所以像将远离凸透镜,所以要使光屏上出现清晰的像,光屏应远离透镜,故④错误; 故答案为:C。 【分析】 物体位置 u>2f u=2f f2f 像的大小 像、物异侧 缩小 像、物异侧 等大 像、物异侧 放大 像的性质 倒立实像 倒立实像 倒立实像 应用举例 照像机 测焦距 幻灯机 投影仪 8.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】【解答】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,A不符合题意; B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为 缩小的实像,B不符合题意; C、将蜡烛移动到35cm刻度处,
,物距在一倍焦距和二倍
,成的是倒立、
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,C符合题意;
D、将蜡烛移动到45cm刻度处,
,物距小于焦距,成正立、
放大的虚像,故光屏上接收不到像,D不符合题意。 故答案为:C。
【分析】根据凸透镜成像的规律,当物距和像距相等时,物体在凸透镜的二倍焦距点上,于是可以计算焦距,当物体靠近凸透镜时,像会远离凸透镜.
9.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】【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,A不符合题意;
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,B符合题意;
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,C不符合题意;
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,D不符合题意 . 故答案为:B .
【分析】根据凸透镜的成像规律进行分析解答 . 当物距大于2倍焦距时,物体成的像为倒立、缩小的实像,物体的像在焦距与2倍焦距之间;当物体在焦距与2倍焦距之间时,物体成的像为倒立、放大的实像,物体的像在2倍焦距之外;物体到透镜的距离小于焦距时 , 光屏上不会出现物体的像 ,但从物体的异侧通过透镜可以看到一个正立、放大的虚像;物体离透镜越远,光屏上的像离透镜越近 .
10.将物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲透镜成正立放大的像,通过乙透镜成倒立缩小的像。图是平行于主光轴的光线通过甲透镜的光路图,
图中哪幅图可能是平行于主光轴的光线通过乙透镜的光路图( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】【解答】根据凸透镜成像的规律和“物体分别放在甲、乙凸透镜前,物距相同,通过甲透镜成正立放大的像,通过乙透镜成倒立缩小的像。”知甲透镜的焦距大于乙透镜的焦距,由图11知甲透镜的焦距为20,则乙透镜的焦距小于20,所以A图符合题意,B、C、D图不符合题意。 故答案为:A。
【分析】凸透镜成像的规律:当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像;当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距, 成倒立、等大的实像;当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距, 成倒立、放大的实像;当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出;当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像;平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后经过焦点。
11.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
【解析】【解答】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,D符合题意,ABC不符合题意。故答案为:D。
【分析】当物体从二倍焦距以外的地方逐渐向凸透镜移近过程中,像逐渐变大,像距v也逐渐变大.但是,只要物体未到达二倍焦距点时,像的大小比物体要小;像的位置总在镜的另一侧一倍焦距至二倍焦距之间. 二、填空题
12.如图甲所示,在圆柱体水杯后面放一张画有箭头的纸条。往杯中倒入适量水,透过水杯,看到一个箭头改变了方向(如图乙)。这是为什么呢?要解决这个问题,首先应抓住影响这个问题的主要因素:圆柱形水杯装有水的部分具有________的特征,忽略掉影响这个问题的次要因素:物体的材质等,构建凸透镜模型进行研究。根据凸透镜成像规律可以判定,看到这个方向改变的箭头是放大的
________(选填“实像”或“虚像”)。凸透镜的这一成像规律在生活中的应用有________(选填“张相机”或“投影仪”)。
【答案】中间厚边缘薄、透光;实像;投影仪
【解析】【解答】(1)由题知,圆柱形水杯装有水的部分具有中间厚、边缘薄的特点,这是主要因素,在分析时,忽略掉了透光、材质等次要因素,从而构建凸透镜模型。(2)由题意可知,透过乙杯看到的箭头却是一个反向(即上下颠倒、左右颠倒)且放大的像,即成倒立、放大的实像,说明物体在一倍焦距到二倍焦距之间,其原理与投影仪相同。
故答案为: (1). 中间厚边缘薄、透光 (2). 实像 (3). 投影仪 【分析】 物体位置 u>2f u=2f f2f 像的大小 像、物异侧 缩小 像、物异侧 等大 像、物异侧 放大 像的性质 倒立实像 倒立实像 倒立实像 应用举例 照像机 测焦距 幻灯机 投影仪 13.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;凹透
【解析】【解答】(1)眼球好像一架照相机,晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜。把来自外界物体的光会聚在视网膜上成倒立、缩小的实像。(2)不注意用眼卫生,患上近视是因为晶状体变厚,对光线的会聚能力增强,要矫正近视眼需要使光线发散一些,由于凹透镜对光线有发散作用,故用凹透镜来矫正。故答案为:照相机;倒立;凹透.
【分析】人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体相当于照相机的镜头透镜),视网膜相当于照相机内的胶片.
近视眼看不清远处的景物,需要配戴凹透镜;远视眼看不清近处的景物,需要配戴凸透镜(凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用). 14.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
【解析】【解答】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。【分析】音色是声音的特色,是区别不同发声体的依据,矫正近视眼用的是凹透镜.
15.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
【解析】【解答】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:(1). 凸 (2). u>2f
【分析】照相机的镜头是凸透镜,工作时,物体要在镜头的二倍焦距以外. 16.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;物距
【解析】【解答】由图中,平行光线经凸透镜后会聚到光屏上一点即为凸透镜的焦点,焦点到凸透镜中心的距离为62.0cm-50.0cm=12.0cm;光屏上能呈现清晰缩小的像,此像一定是实像,虚像不能呈现在光屏上;继续移动蜡烛时,物距发生改变,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物距有关。
【分析】平行光线经凸透镜后会聚到焦点,焦点到凸透镜中心的距离为焦距;
能用光屏承接的像为实像,不能用光屏承接的像为虚像;物体到凸透镜的距离为物距,物距发生过改变时,像的性质发生了改变。
17.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”)
【答案】缩小;照相机;近视眼
【解析】【解答】解:由图上知物距大于像距,根据凸透镜成像的规律知道蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个倒立、缩小的实像;根据这一原理是照相机的原理;当将蜡烛放在15cm处,即将蜡烛远离凸透镜,像将向凸透镜靠近,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,说明小聪佩戴的透镜将像向远离凸透镜的方向移动,对光线具有发散作用,则小聪所患的眼疾是凹透镜。
故答案为:缩小;照相机;近视眼。
【分析】凸透镜成像的规律:当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,此时像距小于物距,像比物小,物像异侧,应用:照相机、摄像机;当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距,成倒立、等大的实像,此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧;当物距小
于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距,成倒立、放大的实像。此时像距大于物距,像比物大,物像异侧,应用:投影仪、幻灯机、电影放映机;当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出;当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像,此时像距大于物距,像比物大,物像同侧,应用:放大镜。凸透镜对光线具有会聚作用;凹透镜对光线具有发散作用。
18.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】【解答】根据凸透镜成像的规律当物距和像距相同时物距在两倍焦距上,再由图像知u=v=2f=10cm得f=5cm,所以用该凸透镜作放大镜使用时u小于5cm=0.05m;当物体远离凸透镜时像逐渐变小。 故答案为:0.05;变小。
【分析】凸透镜成像的规律:当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,此时像距小于物距,像比物小,物像异侧,应用:照相机、摄像机;当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距, 成倒立、等大的实像,此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧;当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距, 成倒立、放大的实像,
此时像距大于物距,像比物大,像位于物的异侧,应用:投影仪、幻灯机、电影放映机;当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出;当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像,此时像距大于物距,像比物大,物像同侧,应用:放大镜。物近像远像变大,物远像近像变小。
19.兰州中川机场和西客站的进站通道采用了人识别系统(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________透镜,它的焦距应小于________cm。
【答案】凸;50
【解析】【解答】解:摄像机的镜头相当于凸透镜,当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像;
1m=0.5m,即小于已知物距u=1m,因为u>2f,所以它的焦距f< u= ×50cm。
故答案为:凸;50.
【分析】照相机:原理;成倒立、缩小的实像,u>2f.
20.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
【解析】【解答】根据凸透镜的成像原理知,视力正常的眼睛,远近景物,物距大于二倍焦距,此时在视网膜上都能成倒立、缩小 的实像;
近视眼,是远处的过来的光线,成像在视网膜的前方,所以看不清远处的物体,要使像后移到视网膜上,应使光线进入眼睛前发散一些,所以佩戴由凹透镜制成的眼镜。 故答案为:凹;实.
【分析】近视眼看不清远处的景物,需要配戴凹透镜;远视眼看不清近处的景物,需要配戴凸透镜(凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用). 三、作图题
21.如图所示,F为凸透镜L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。
【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】凸透镜的三条特征光线是:一、过光心的光线传播方向不变,二、过焦点的光线经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴,三、平等于主轴的光线经凸透镜折射后,折射光线过焦点;同时光反射时,反射角等于入射角. 22.请在图中画出平行于主光轴的光线经凸透镜折射后的光线。
【答案】解:如图所示:
【解析】【分析】根据凸透镜焦点的定义可知,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线会经过焦点,据此画出折射光线. 四、实验探究题
23.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)幻灯机;靠近
【解析】【解答】(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。 【分析】凸透镜成像的动态情景:
①当物体从二倍焦距以外的地方逐渐向凸透镜移近过程中,像逐渐变大,像距v也逐渐变大.但是,只要物体未到达二倍焦距点时,像的大小比物体要小;像的位置总在镜的另一侧一倍焦距至二倍焦距之间.
②当物体到达二倍焦距之内逐渐向一倍焦距点移动过程中,像变大,像距v也变大.像的大小总比物体要大,像的位置总在镜的另一侧二倍焦距以外.
③可见,二倍焦距点是凸透镜成缩小实像与放大实像的分界点.即物体在二倍焦距以外时所成实像小于物体;物体在二倍焦距以内时所成实像要大于物体. ④当物体在一倍焦距以内时,只能在与物体同侧的地方得到正立放大的虚像.因此,焦点F是凸透镜成实像与虚像的分界点. 物体位置 u>2f u=2f f2f 像的大小 像、物异侧 缩小 像、物异侧 等大 像、物异侧 放大 像的性质 倒立实像 倒立实像 倒立实像 应用举例 照像机 测焦距 幻灯机 投影仪 24.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,像是如图丙中的________ (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”)
【答案】(1)放大;40 (2)B;4 (3)远离
【解析】【解答】解:(1)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,与凸透镜的距离为15cm,即物距u=15cm,此时2f>u>f,成倒立放大的实像; 像距v=55cm-25cm=30cm,根据折射光路是可逆的,可知保持蜡烛和光屏的位置不变,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)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则u<f,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上承接不到,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,应将光屏远离凸透镜。
【分析】探究凸透镜成像时,当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立放大的实像,物体在凸透镜的焦距以内时成正立放大的虚像,近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用.
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