内容正文:
第三章 光和眼睛
3.6 凸透镜成像规律
1.[阜南模拟]如图所示的是小明和同学共同探究“凸透镜成像规律”的实验情景。
(1)光屏上清晰的像的位置如图所示,若要使烛焰的像成在光屏的中心,应将蜡烛向________(填“上”或“下”)移动;
下
(2)蜡烛发出的光经凸透镜折射后到达光屏,在光屏上发生了________(填“镜面反射”或“漫反射”);
漫反射
(3)若小明实验操作规范,测量准确,根据实验现象记录了表格中的信息,由表可知凸透镜的焦距为________cm。
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实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 12 24 倒立、放大、实像
2 16 16 倒立、等大、实像
3 20 13.3 倒立、缩小、实像
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2. [中考·天津改编] 在探究凸透镜成像规律时,将焦距为10 cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上(如图所示),在光屏上得到了烛焰清晰的像(图中光屏未画出)。 下列说法正确的是( )
A.光屏上所成的是倒立、缩小的实像
B.光屏上所成的是倒立、放大的实像
C.光屏一定位于70~80 cm刻度之间
D.光屏一定位于70~90 cm刻度之间
【点拨】图中u=30 cm>2f,光屏上成倒立、缩小的实像,A正确,B错误;此时像距f<v<2f,即10 cm<v<20 cm,则光屏一定位于60~70 cm刻度之间,C、D错误,故选A。
【答案】A
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3.在探究凸透镜成像规律时,已知凸透镜的焦距是10 cm,那么当蜡烛距凸透镜的距离为5 cm时,可以得到一个________________像;当蜡烛距凸透镜的距离为15 cm时,可以在光屏上得到一个_________________像;当蜡烛距凸透镜的距离为28 cm时,可以在光屏上得到一个_______________像。
正立、放大的虚
倒立、放大的实
倒立、缩小的实
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4.[易错题]把焦距为12 cm的凸透镜放在光具座上,将点燃的蜡烛放在距离焦点6 cm处,则蜡烛通过该凸透镜所成的像( )
A.一定是倒立的
B.一定是正立的
C.一定是放大的
D.一定是缩小的
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【点拨】把焦距为12 cm的凸透镜放在光具座上,将点燃的蜡烛放在距焦点6 cm处,此时的物距有两种情况:①物距为12 cm+6 cm=18 cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;②物距为12 cm-6 cm=6 cm,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,所以所成的像一定是放大的,故C正确。
【答案】C
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5.[安庆期末]蜡烛、凸透镜和光屏分别置于如图所示位置,两支蜡烛的连线AB与过凸透镜的中线垂直,若用一块厚纸板挡住A处的烛焰,在光屏上________(填“C”或“D”)处仍能得到一个清晰的像。由于蜡烛的燃烧,烛焰的高度逐渐降低,烛焰在光屏上的像将会少许偏离原来的位置。要使像继续成在原来的位置,可将凸透镜适当向________(填“上”或“下”)调节。
【点拨】由于过光心的光线不改变传播方向,蜡烛A发出的光经凸透镜折射后在D处成像,蜡烛B发出的光经凸透镜后在C处成像;当用一块厚纸板挡住A处的烛焰时,A处蜡烛发出的光不能射向凸透镜,B处蜡烛发出的光还能经凸透镜在C位置成像。由于蜡烛的燃烧,烛焰的高度逐渐降低,由于过光心的光线不改变传播方向,要使像继续成在原来位置,可以使蜡烛向上移动,或凸透镜向下移动,或光屏向上移动。
【答案】C;下
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6.[教材改编题]一个物体放在凸透镜前18 cm处,在透镜另一侧20 cm处成一清晰像,则此透镜的焦距( )
A.一定大于20 cm
B.一定小于9 cm
C.一定在8 cm到10 cm之间
D.一定在9 cm到10 cm之间
D
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7.[合肥包河区三模]某物理兴趣小组在“探究凸透镜成像规律”的实验过程中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v和物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图所示。下列分析判断正确的是( )
A.实验中所使用的凸透镜的焦距为16 cm
B.物体放在A点对应的位置上,成缩小、倒立的实像
C.物体放在C点对应的位置,成放大、倒立的实像
D.物体从A点移到C点的过程中,所成的像逐渐变小
【点拨】当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像。如题图所示,u=v=2f=16 cm,所以f=8 cm,故A错误;物体放在A点对应的位置上,像距大于物距,成放大、倒立的实像,故B错误;物体放在C点对应的位置上,物距大于像距,成缩小、倒立的实像,故C错误;物体从A点移到C点的过程中,物距增大,像距减小,像变小,故D正确。
【答案】D
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8.实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜,三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律。实验时,当蜡烛到透镜的距离都为12 cm时,甲、乙、丙三个凸透镜分别成缩小的实像、放大的虚像和放大的实像,则这三个透镜的焦距f甲、f乙、f丙的大小关系为( )
A.f甲>f乙>f丙 B.f乙>f丙>f甲
C.f乙>f甲>f丙 D.f丙>f乙>f甲
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【答案】B
9.[中考·大庆改编]在“探究凸透镜成像规律”实验中,所选凸透镜的焦距为10.0 cm。
(1)当点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放在图中所示的位置时,光屏上呈现了烛焰清晰的像,像的性质是倒立的________(填“放大”或“缩小”)的实像;
【点拨】如图所示,此时物距为15.0 cm,即物距大于一倍焦距,小于二倍焦距,凸透镜成倒立放大的实像;
放大
(2)若将蜡烛和光屏对调,光屏上________(填“能”或“不能”)呈现烛焰清晰的像;
【点拨】若将蜡烛和光屏对调,根据光路可逆可知,光屏上能呈现烛焰清晰的像;
能
(3)若用不透明纸片将凸透镜的镜面遮挡住一小部分,此时光屏上_________________(填“烛焰的像不完整”或“会有纸片的像”或“烛焰的像变暗了些”)。
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【点拨】凸透镜被遮住一部分,光屏上仍然会出现完整的像,但是通过凸透镜的光线减少,所成的像会变暗一些。
烛焰的像变暗了些
10.如图所示的为“探究凸透镜成像规律”的实验装置示意图。实验时,某同学首先使发光点S、凸透镜L和光屏P的中心处于同一高度。当他把发光点S移到图示位置时(图中MN为光具座的标尺,即刻度尺),发现发光点发出的光经凸透镜折射后成为平行光;他再用一烛焰S′,在图示位置上取代发光点S,如要使烛焰S′在光屏P上成清晰的像,以下几种操作中不能达到目的的是( )
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A.在图示位置时,保持烛焰S′和光屏P不动,只将透镜L向右移适当距离
B.在图示位置时,保持透镜L和光
屏P不动,只将烛焰S′向左移适当距离
C.在图示位置时,保持透镜L不动,将烛焰S′向左移适当距离,再将光屏P向右移适当距离
D.在图示位置时,保持透镜L不动,将烛焰S′向左移适当距离,再将光屏P向左移适当距离
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√
【点拨】物距相同,甲凸透镜成倒立、缩小的实像,u>2f甲,则f甲<==6 cm;乙凸透镜成正立、放大的虚像,u<f乙,则f乙>u=12 cm;丙凸透镜成倒立、放大的实像,2f丙>u>f丙,则6 cm<f丙<12 cm,故f乙>f丙>f甲。
$$