内容正文:
凸透镜成像的规律
一.多选题(共6小题)
(多选)1.如图所示,小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处,移动光屏至80cm刻度线处在光屏上得到烛焰清晰的像,以下说法正确的是( )
A.此时光屏上成倒立放大的实像
B.此成像原理可以应用在放大镜上
C.保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动,光屏也要向左移动才能在光屏上再次得到一个清晰的像
D.保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜在蜡烛与光屏之间移动,不可能再次在光屏上成清晰的像
(多选)2.在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,某小组同学利用图甲测出了透镜的焦距后,正确安装并调节实验装置如图乙所示,在光屏上得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A.做实验时同学应选择较为明亮的环境,实验效果会更好
B.若乙图中的透镜上遮挡上面一小部分透镜,则光屏上的像大小不会受到影响
C.在乙图蜡烛在如图所示的位置时,成像特点与投影仪相同
D.将图乙蜡烛移到光具座45cm刻度处,光屏上不能得到像
(多选)3.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.当u=25cm时,其成像规律与照相机相同
C.固定蜡烛和光屏之间距离为45cm,将凸透镜在它们之间移动,在某处可以看见呈现等大的像
D.把物体从距凸透镜30cm处移动到10cm处的过程中,光屏逐渐远离凸透镜,像逐渐变大
(多选)4.沈清同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验,将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上,调整后的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.该透镜的焦距是20cm
B.当物距为25cm时,移动光屏,在光屏上得到一个缩小的像
C.当物距为15cm时能成清晰的像,投影仪就是根据这一原理制成的
D.当物体从距凸透镜12cm移动到24cm的过程中,同时移动光屏,光屏上所成清晰的像逐渐变小
(多选)5.小明同学在探究凸透镜成像规律时,用焦距分别为f1、f2的甲、乙两个凸透镜进行实验。先将点燃的蜡烛、透镜甲和光屏放置在光具座上,调整后的位置如图所示,此时在光屏上得到烛焰清晰的像(图中未标出):再用透镜乙替换透镜甲,且保持蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像。下列判断正确的是( )
A.图中光屏上的像是放大的
B.图中光屏上的像是缩小的
C.f1<f2
D.f1>f2
(多选)6.小林同学做“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出),下列说法正确的是( )
A.光屏上形成的是烛焰倒立、放大的实像
B.图中成像特点与照相机成像特点完全相同
C.将蜡烛移到光具座10 cm刻度线处,保持凸透镜和光屏不动,光屏上仍可成清晰的烛焰像
D.将蜡烛移到光具座40 cm刻度线处,保持凸透镜不动,无论怎样移动光屏,它上面都得不到清晰的烛焰像
二.填空题(共2小题)
7.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图1所示,调节烛焰、透镜中心和光屏中心,使之 。
(2)试验时,蜡烛随着燃烧而变短,光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动。
(3)点燃的蜡烛分别放在a、b、c、d四个不同位置,如图2所示,其中蜡烛放在 处所得到的实像最小;放在 处得到的正立的虚像;在 处的成像规律是放大镜的原理。
(4)照相机的镜头相当于一个凸透镜,如图3是我国海监人员正在用一台可变焦的相机拍摄的钓鱼岛,如果要让像更大一些,镜头焦距应该调得 (选填“较大”或“较小”).
8.如图所示,有一个写着F字样的胶片放在教学用投影仪上,此时屏幕上刚好形成一个清晰的 像(选填“虚”或“实”)。如果要得到更大的清晰的像,应使投影仪 (填“远离”或“靠近”)屏幕,并把透镜向 (填“上”或“下”)移动。
三.作图题(共1小题)
9.如图为凸透镜成像的一种情况,其中AB是物体,请作出物体经过凸透镜折射后所成实像A'B'的位置。
四.实验探究题(共7小题)
10.某学习小组“探究凸透镜成像的规律”,进行了如下操作:
(1)实验时安装并调节烛焰、透镜、光屏使它们三者中心大致在 ;
(2)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是 cm;
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、 的实像,生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用此原理工作的;
(4)若将透镜的上半部分用不透明的纸板挡住,则光屏上 (选填“能”或“不能”)成完整的像;
(5)要使烛焰成正立、放大的虚像,蜡烛距离凸透镜光心的距离应 (选填“大于”“小于”或“等于”)10cm。
11.小东同学用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)实验开始时,小东在如图1所示位置放置好了点燃的蜡烛、凸透镜、光屏,并调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在同一 ;小东观察到蜡烛在如图1所示的位置时,可以在光屏上观察到清晰的等大、倒立的实像。由此他判断出实验所用透镜的焦距为 cm;
(2)将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到30cm刻度线处,向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏,直到光屏上出现烛焰清晰的像,该像为倒立、 (选填“缩小”或“放大”)的实像。
(3)小明同学完成第(2)实验就把自己的近视镜给凸透镜“戴”上,保持蜡烛到透镜的距离不变,使光屏上再次得到清晰的像,他又向 (选填“左”或“右”)移动光屏到适当的位置,再次在光屏上观察到了一个清晰实像。
(4)实验中,可以观察到光屏上的像位于如图2所示的位置了,为方便实验继续进行,应将蜡烛适当 (选填“向上”或“向下”)移动。
12.在“探究凸透镜成像规律”实验中:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上(如图),点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在 。
(2)实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是 。(填序号)
①光屏下调
②蜡烛上调
③透镜上调
(3)请将成像规律表格补充完整。
物距u
像距v
像的性质
应用
正倒
大小
虚实
u>2f
倒立
等大
实像
侧焦距
投影仪
13.在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)由图甲可知,凸透镜的焦距是 cm。
(2)如图乙改变蜡烛的位置,使其位于35cm刻度线处,再移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的倒立、的实像 的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”),与 (选填“照相机”或“投影仪”或“放大镜”)的成像原理相同。
(3)在实验(2)的基础上,将蜡烛和光屏互换位置,此时烛焰在光屏上成清晰 的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”)。
(4)实验过程中小丽将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中,像逐渐 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(5)小芳同学在实验中,她按如图丙装配仪器(图中F点是焦点,H点是2倍焦距处),此时光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高。为了使像能成在光屏的中央,她应把光屏向调 (填“上”、“下”);调节好蜡烛的高度后,她把蜡烛移到A点,此时光屏上的像很模糊,为了得到清晰的像,应把光屏向 移动(填“左”或“右”)。
14.小红探究凸透镜成像规律,所用凸透镜的焦距可以用如图甲所示的实验测得。
(1)该凸透镜的焦距为 cm。
(2)在实验时,为了使成像的位置在光屏的正中央,应先在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏,使三者的中心大致在 。
(3)器材处于图乙所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这与 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。
(4)将蜡烛移动至45cm刻度处时,取下光屏,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的 (填“放大”或“缩小”)的 (选填“虚”或“实”)像。
(5)老师用发光二极管制作了一个“F”形光源(如图丙)代替蜡烛放在30cm刻度处,在光屏上得到清晰的像,应该是图丁中的 (填序号),若将发光二极管和光屏颠倒位置 (选填“能”或“不能)在光屏上再次呈现清晰地像。
15.某同学在实验室用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。请你帮助他完成下列内容。
(1)同学将两块薄凸透镜正对平行光,在透镜的另一侧移动光屏,屏上呈现出最小最亮的光斑,如图甲、乙所示;则 透镜折光能力强。
(2)为了使烛焰的像呈现在光屏的中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏使它们的中心大致在 。
(3)紧接着用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分,发现光屏上呈现的像是 (选填“完整”或“不完整”)的。
(4)选用甲透镜如图丙所示当把蜡烛向右移动5cm,屏上的像变得模糊。要使像变清晰光屏应向右适当移动,此时光屏上的像应该是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
(5)选用乙透镜如图丙所示当把蜡烛向右移动5cm,此时光屏上能否和上次一样成像呢?请说明原因 。
16.小双与小菱在用焦距为10cm的凸透镜来探究其成像规律的实验中:
(1)小双将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,为了使像成在光屏中心,小双调节烛焰中心、透镜中心和光屏中心在 ;
(2)当烛焰、凸透镜位于图甲中刻度对应的位置时,光屏上得到一个清晰的像,该像是一个倒立、 的实像。此时所成的像与 所成的像性质相同(照相机、投影仪、放大镜);
(3)保持(2)中蜡烛位置不变,小菱用焦距为fB(fB<fA)的凸透镜B替换凸透镜A,将凸透镜B仍固定在光具座45cm刻线处;移动光屏,为使在光屏上仍得到烛焰清晰的像,应该将光屏向 (靠近、远离)凸透镜B的方向移动。
(4)实验一段时间后,发现蜡烛渐渐变短了,要使烛焰的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏向 移动;
(5)把图甲中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜。给“眼睛”戴上近视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像,如图乙所示。若取下近视眼镜,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏 (远离、靠近)透镜。
凸透镜成像的规律
参考答案与试题解析
一.多选题(共6小题)
1.【解答】解:AB、此时物距小于像距,即说明光屏上成倒立、放大的实像,幻灯机就是利用该原理制成的,故A正确,B错误;
C、保持凸透镜不动,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,将蜡烛向左移动,光屏也要向左移动才能在光屏上得到一个清晰的像,故C正确;
D、蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜在蜡烛与光屏之间移动,可能再次在光屏成清晰的像,故D错误。
故选:AC。
2.【解答】解:A、实验环境应选放在较暗的地方,这样增加烛焰、像与环境的对比度,使观察效果更明显,故A错误;
B、若乙图中的透镜上遮挡上面一小部分透镜,剩余部分仍能会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线比原来减少,所以像比原来变暗,故B正确;
C、由图乙可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的,故C错误;
D、由图甲可知,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=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm;将图乙蜡烛移到光具座45cm刻度处,此时物距u=50cm﹣45cm=5cm<f,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,故D正确。
故选:BD。
3.【解答】解:A、由图可知,u=v=20cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=20cm,因此该凸透镜的焦距为f=10cm,故A错误;
B、当u=25cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的,故B正确;
C、固定蜡烛和光屏之间距离为45cm>4f,根据u+v=4f时,光屏上能成倒立、等大的实像可知,光屏上不能呈现等大的实像,故C错误;
D、把物体从距凸透镜30cm处移动到10cm处的过程中,物距减小,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,光屏逐渐远离凸透镜,像逐渐变大,故D正确。
故选:BD。
4.【解答】解:A、由图知,当物距为20.0cm时,像距也为20.0cm,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=20.0cm,则f=10.0cm,故A错误;
B、当物距u=25cm时,物距大于2倍焦距,所以此时成倒立、缩小的实像,故B正确;
C、当u=15cm时,物距处于f和2f之间,所以成倒立、放大的实像,其应用是投影仪,故C正确;
D、把物体从距凸透镜12cm处移到24cm处的过程中,物距逐渐增大,像距逐渐变小,所以成的像逐渐减小,故D正确。
故选:BCD。
5.【解答】解:AB、由u>v知成倒立缩小的实像,故A错误,B正确;
CD、由“保持蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像”可知,会聚作用加强了。所以光屏才左移。会聚作用越强,焦距越短,故f1>f2,故C错误,D正确。
故选:BD。
6.【解答】解:A、由图可知,物距u<v,成倒立放大的实像,故A正确;
B、u<v,成倒立放大的实像,与投影仪的成像原理相同,故B错误;
C、将蜡烛移到光具座10cm刻度线处,此时物距增大,像减小,像距减小,光屏向左移动,故C错误;
D、由图可知,像距v>2f,2f>u>f,所以20cm>f>12.5cm,当将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,此时物距u=10cm<f,焦点内不成像,保持凸透镜不动,无论怎样移动光屏,它上面都得不到清晰的蜡烛像,故D正确。
故选:AD。
二.填空题(共2小题)
7.【解答】解:(1)由图1知,调节烛焰、透镜中心和光屏中心,使之在同一水平高度,这样才能使烛焰的像成在光屏的中央;
(2)凸透镜成的实像是倒立的,像和物体运动方向相反,蜡烛随着燃烧而变短,光屏上的像会向上移动。
(3)由图2知,a点在2倍焦距之外,成倒立缩小的实像;
d点在一倍焦距之内,成正立放大的虚像;
放大镜是根据这个原理制成的;
(4)照相机成倒立的实像,要使像更大,应相应减小物距,所以要让像更大一些,镜头焦距应该调得较大。
故答案为:
(1)在一条与光具座平行的直线上;
(2)上;
(3)a;d;d;
(4)较大。
8.【解答】解:屏幕上能接收的像是实像;要使屏幕上大一些,要使物距减小,像距增大,所以透镜向下移动,同时投影仪远离屏幕。
故答案为:实;远离;下。
三.作图题(共1小题)
9.【解答】解:过凸透镜光心的光线传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,两条折射光线的交点即为物体上端A点所成的像A′的位置,从A′画出凸透镜主光轴的垂线,可得像A′B′的位置,如图所示:
四.实验探究题(共7小题)
10.【解答】解:(1)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;
(2)由图像可知u=v=2f=20cm,所以凸透镜焦距f=10cm;
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,物距为15cm,在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,应用为投影仪;
(4)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的上半部分挡住后,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下半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,仍然完整;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,故亮度会减弱,变暗了;
(5)当物距小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,所以物距小于10cm;
故答案为:(1)同一高度;(2)10;(3)放大;投影仪;(4)能;(5)小于。
11.【解答】解:(1)为了使像成在光屏中央,应调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在同一高度;
小东观察到蜡烛在如图1所示的位置时,可以在光屏上观察到清晰的等大、倒立的实像,此时u=v=30.0cm,根据u=v=2f,成倒立、等大的实像,即2f=30.0cm,故该凸透镜的焦距f=15.0cm;
(2)将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到30cm刻度线处,此时物距2f>u=50cm﹣30cm=20cm>f,v>2f,成倒立、放大的实像,故向远离凸透镜的方向移动光屏,直到光屏上出现烛焰清晰的像,该像为倒立、放大的实像;
(3)小明同学完成第(2)实验就把自己的近视镜给凸透镜“戴”上,近视镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,要使光屏上再次得到清晰的像,他应向右移动光屏到适当的位置;
(4)实验中,可以观察到光屏上的像位于如图2所示的位置了,此时像成在光屏的上方,为方便实验继续进行,根据过光心的光线传播方向不变可知,应将蜡烛适当向上移动。
故答案为:(1)高度;15.0;(2)远离;放大;(3)右;(4)向上。
12.【解答】解:(1)实验中需调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心,使三心大致在同一高度处,其目的是使烛焰的像成在光屏的中央;
(2)如图乙所示,实验一段时间后,蜡烛变短,像移动到光屏的上方,根据过光心的光线传播方向不变,要让像重新回到光屏中央,可将蜡烛向上移动、将光屏向上移动、将凸透镜向下移动,能让像重新回到光屏中心的操作是②;
(3)
物距u
像距v
像的性质
应用
正倒
大小
虚实
u>2f
f<v<2f
倒立
缩小
实像
照相机
u=2f
v=2f
倒立
等大
实像
侧焦距
f<u<2f
v>2f
倒立
放大
实像
投影仪
故答案为:(1)同一高度;(2)②;(3)如表所示。
13.【解答】解:(1)其中光屏上出现的最小、最亮的光斑即为焦点,焦点到凸透镜的距离是10.0cm,所以凸透镜的焦距是10.0cm;
(2)当蜡烛位置位于35cm刻度线处时,u=50cm﹣35cm=15cm,即f<u<2f,成倒立、放大的实像,与投影仪的成像原理相同;
(3)若将(2)中的蜡烛和光屏互换位置,则物距大于2倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像;
(4)实验过程中小丽将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中,像逐渐变小;
(5)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;为了使像能成在光屏的中央,她应把蜡烛向上移动,蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度;
蜡烛移到A点,物距减小,像距要增大,光屏向右移动。
故答案为:(1)10.0;(2)放大;投影仪;(3)缩小;(4)变小;(5)上;右。
14.【解答】解:(1)平行光经凸透镜会聚于一点,此点为凸透镜的焦点,焦点到透镜光心的距离为焦距,如图甲所示,则凸透镜的焦距f=10.0cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆在光具座上,为了使蜡烛的像成在光屏中央,应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心位于同一高度上;
(3)当蜡烛在35cm处时,距离凸透镜15cm,此时物距在一倍焦距和2倍焦距之间,故所成的像的性质是倒立、放大、实像,利用此原理制成了投影仪;
(4)将蜡烛移动至45cm刻度处时,此时物距为5cm,小于一倍焦距,成正立、放大的虚像;
(5)“F”形光源代替蜡烛放在30cm刻度处,距离凸透镜20cm,此时物距等于二倍焦距,故所成的像是倒立、等大的实像,且像是上下颠倒、左右相反的,故B符合题意;
若将发光二极管和光屏颠倒位置,根据光路可逆可知,在光屏上会呈现清晰倒立、缩小的实像。
故答案为:(1)10.0;(2)同一高度;(3)投影仪;(4)放大;虚;(5)B;能。
15.【解答】解:(1)焦点到凸透镜光心的距离为焦距,因此甲图透镜焦距为10.0cm,乙图透镜焦距为20.0cm,所以甲的折光能力强;
(2)为了使烛焰的像呈现在光屏的中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏使它们的中心大致在同一高度;
(3)挡住透镜下半部分,上半部分仍能折射光线成像,所以光屏上所成的像是完整的,只是会聚光线比原来变少,像变暗了,像仍然是完整的,且大小不变;
(4)选用甲透镜如图丙所示当把蜡烛向右移动5cm,此时物距为15cm,大于f小于2f,所以在光屏上成倒立、放大的实像;
(5)选用乙透镜如图丙所示当把蜡烛向右移动5cm,此时物距为15cm,小于焦距时,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接。
故答案为:(1)甲;(2)同一高度;(3)完整;(4)放大;(5)物距为15cm,小于焦距时,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接。
16.【解答】解:(1)在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,调节蜡烛的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心三者在同一高度上,这样做的目的是使像呈在光屏的中央;
(2)由图甲可知,此时物距为30cm,大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,应用为照相机;
(3)物体位置不变,改用焦距小的透镜,相当于增大物距,根据物远像近像变小可知物体变远像要靠近光屏,则需要将光屏靠近凸透镜;
(4)凸透镜成倒立的实像,蜡烛变短,相对于凸透镜向下移动,所以其像向上移动,要使蜡烛的像仍然成在光屏的中心,应该将光屏的向上移动;
(5)近视眼不戴近视眼镜,由于晶状体变厚,像呈在视网膜的前方,给“眼睛”戴上近视眼镜,使光线发散一些,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像,所以若取下近视眼镜,又恢复到原来状态,为使光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近透镜。
故答案为:(1)同一高度;(2)缩小;照相机;(3)靠近;(4)上;(5)靠近。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2024/11/7 14:53:36;用户:物理窦老师;邮箱:15022073490;学号:19147021
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