内容正文:
第三章 光的折射 透镜
三、凸透镜成像的规律
1. [2023泰州模拟]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,首先需要调整烛焰、光屏和凸透镜的位置,下列照片中的情况属于已经调整好的是( )
C
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2. 把一只点燃的蜡烛放在焦距为10 cm的凸透镜前16 cm处。在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像。这个像是下图中的( )
B
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3. 凸透镜成像,蜡烛和焦距为10 cm的凸透镜之间的距离是35 cm,能成像的性质是( )
A.放大的实像 B.放大的虚像
C.等大的实像 D.缩小的实像
D
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4. 如图所示,组装与调节好实验器材后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。可以观察到烛焰清晰像的操作是( )
A.向左移动透镜同时调节光屏的位置
B.光屏移到透镜左侧调节光屏的位置
C.从透镜左侧透过透镜向右观察
D.从透镜右侧透过透镜向左观察
D
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5. [2023赤峰]如图所示,通过焦距为10 cm的凸透镜观察窗外远处的风景,看到的是( )
A.正立、放大的虚像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、缩小的实像 D.倒立、缩小的虚像
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6. 在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,将凸透镜正对着太阳,在距凸透镜15 cm处得到一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为________cm;若将一个物体放在此透镜前30 cm处,可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立、________(填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
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等大
7. 某同学在家用一个玻璃球做成像实验,如图所示。墙上的像是________(填“实”或“虚”)像,墙面到玻璃球球心的距离________(填“大于”“小于”或“等于”)蜡烛到玻璃球球心的距离。
实
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小于
8. [2024无锡模拟]用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”的实验。组装并调整实验器材时。应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______________上;找像时,要前后多移动几次光屏,找出成最____________像时光屏的位置;当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时,光屏上呈现烛焰的倒立、________的实像。
主光轴
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清晰的
放大
9. 一凸透镜的焦距为12 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜30 cm处沿主光轴移到15 cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )
A.像变小,像距变小 B.像变大,像距变大
C.像变大,像距变小 D.像变小,像距变大
B
点技巧:凸透镜成实像时,根据“物近像远像变大,物远像近像变小”分析像的位置、大小变化;凸透镜成虚像时,根据“物近像近像变小,物远像远像变大”分析像的位置、大小变化。
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10. 如图所示,烛焰在光屏上刚好呈现清晰的像。透镜不动,将蜡烛移至40 cm刻度处,移动光屏,则( )
A.在光屏上能观察到倒立、缩小的实像
B.在光屏上能观察到倒立、放大的实像
C.在光屏上能观察到正立、放大的实像
D.光屏上不能呈现像
D
点拨:如图,u=50 cm-20 cm=30 cm,v=80 cm-50 cm=30 cm,此时光屏上刚好呈现清晰的像, 故2f=30 cm,所以f=15 cm,将蜡烛移至40 cm刻度处,u′=50 cm-40 cm=10 cm,物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,所以光屏上不能呈现像。
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11. 小明在房间里进行“探究凸透镜成像特点”的情景如图所示。保持蜡烛的位置不变,只移动透镜,小明发现透镜在A、B两处时,墙上都能得到清晰的像,则两次所成的像( )
A.都是正立的
B.都是虚像
C.透镜在B处时墙上呈现的像较大
D.透镜在A处时墙上呈现的像较大
D
点拨:墙相当于探究凸透镜成像实验中的光屏,墙上都能呈现像,则像是实像,实像都是倒立的。凸透镜在A处时,物距小于像距,成倒立、放大的实像;凸透镜在B处时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像。
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12. 在“探究凸透镜成像的规律”时,实验室应保持较________(填“亮”或“暗”)的环境,为了判断光屏上的像是否最清晰,需要____________________移动光屏,观察像是否变模糊。如图所示的位置光屏上成清晰的像,则像的大小比烛焰________。
暗
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左右小范围
大
13. [2024连云港模拟]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,如表是小华同学实验时记录的几组数据,根据表中数据完成下列问题:
实验次数 物距u/cm 像距v/cm 成像性质
1 30 15 倒立、缩小、实像
2 20 20 倒立、等大、实像
3 15 倒立、放大、实像
(1)此凸透镜的焦距为________ cm。
(2)第3次实验中像距为________ cm,判断依据:________________。
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光路可逆
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14. 小张同学“探究凸透镜成像规律”的实验装置如图所示,其中焦距为15 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。
(1)小张将蜡烛移至光具座上10 cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是________(填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
(2)小张将蜡烛移至光具座上30 cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是________(填“倒立”或“正立”)的实像。
缩小
倒立
(3)若拿一张黑纸,把凸透镜遮去一半,则光屏上的像________(填字母)。
A.变不完整,只有原来的一半
B.还是完整清晰的像,且跟原来没什么区别
C.还是完整清晰的像,但比原来要暗一些
C
(4)小张再将蜡烛移至光具座上40 cm刻度线处,他从透镜的右侧通过透镜可以看到烛焰______(填“倒立”或“正立”)的像。
(5)以上(1)、(2)步骤中,小张将蜡烛从光具座上10 cm刻度线处向30 cm刻度线处移动时,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应________(填“远离”或“靠近”)透镜,此时所成像的大小将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
正立
远离
变大
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15. [2023大庆改编]某实验小组进行探究凸透镜成像的实验,操作如下:
(1)实验前,调整烛焰、光屏的中心与凸透镜的光心在________________。
(2)正确测出凸透镜的焦距f,当物距u<f时,烛焰成正立、放大的虚像;当u=f时,________(填“能”或“不能”)观察到烛焰的像;当u>f时,烛焰成___________(填“正立的实像”“正立的虚像”“倒立的实像”或“倒立的虚像”)。同学们分析得出:像的虚实由______________的大小关系决定。
同一高度
不能
倒立的实像
物距与焦距
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上成倒立、________(填“缩小”“等大”或“放大”)的实像。
(4)若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,则光屏上所成的像与原来相比________(填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
放大
变暗
点拨:用另一只与原实验中焦距相同、直径较小的凸透镜替代原来的凸透镜再次实验,成像大小不会变化,但经过凸透镜的光变少,所成的像与原来的像相比较暗。
(5)若仅将图甲中凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,则需将光屏________(填“向左”
或“向右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
向左
点拨:如果将凸透镜换成直径大小相同、但焦距稍小的凸透镜,比起原来就相当于将物距变大了,那么像距就要减小,即光屏要靠近凸透镜,即向左移动。
(6)在实验时,发现光屏上呈现的像只有中间清晰,两侧却较模糊,某同学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
C
点拨:实验时,发现光屏上呈现的像只有中间清晰,两侧却较模糊,可能是因为凸透镜没有放正,应适当扭转凸透镜,才能在光屏上得到清晰的像。
L≥4f
0.5
点拨:
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(7)记录每次成实像的物距u,像距v。物像间距为L(u+v),绘出图像丙(f为透镜焦距),由图丙可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距L应满足________,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n==,结合乙、丙两图可知,当物距u=3f时,n=________。
由图丙可知,物像间距最小为4f,所以要想成实像,物像间距L≥4f。当物距u=3f时,u+v=4.5f,
v=4.5f-3f=1.5f,放大率n===0.5。
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