内容正文:
专题03 透镜及其应用
考点一 透镜
1.(22-23八年级上·上海·期末)如图所示,为入射光线,为出射光线。在图中添加一个合适的光学器件可为( )
①平面镜 ②凸透镜 ③凹透镜
A.只有① B.只有②和③ C.只有①和③ D.有①、②、③
2.(22-23八年级上·上海·期末)关于平面镜、凹透镜、凸透镜成像的特点,下列说法中正确的是( )
A.平面镜能成正立的虚像,凹透镜和凸透镜都能成倒立的实像
B.平面镜能成等大的虚像,凹透镜和凸透镜都能成放大的虚像
C.平面镜、凹透镜和凸透镜都能成等大的虚像
D.平面镜、凹透镜和凸透镜都能成正立的虚像
3.(23-24八年级上·上海静安·期末)如图所示的各种透镜中,属于凸透镜的是图 (选填字母),凸透镜对光有 作用。若拍照时发现景物的像过大,则相机镜头应 景物一些(选填“靠近”或“远离”)。
4.(22-23八年级上·上海宝山·期末)透镜有凹透镜和 透镜两种,透镜是利用光的 规律工作的。有人曾用冰做成透镜,利用冰透镜和太阳取火,该冰透镜属于 透镜。
5.(22-23八年级上·上海·期末)根据给出的入射光线,画出相应的折射光线。
6.(22-23八年级上·上海青浦·期末)在图中,经过S点的两条光线入射到透镜,请画出对应的折射光线。
7.(22-23八年级上·上海·期末)在图根据给出的光线,画出相应的出射或入射光线。
8.(22-23八年级上·上海·期末)根据图中给出的折射光线,画出通过透镜的入射光线。
9.(22-23八年级上·上海·期末)如图,在图中画出入射光线或折射光线。
10.(23-24八年级下·上海闵行·期末)根据凹透镜对光线的作用特点,在图中作出相应的折射光线。
11.(23-24八年级上·上海·期末)如图所示,已知图中A′B′是AB的像,请在图中画出透镜,并确定透镜的焦点。
12.(23-24八年级上·上海杨浦·期末)在图(a)、 (b)中,根据给出的光线, 画出相应的入射或出射光线。
考点二 凸透镜成像的规律
1.(23-24八年级上·上海普陀·期末)物体在离凸透镜15厘米的光屏上成一个倒立、缩小的清晰像,则当物体距离凸透镜15厘米时,所成的像是( )
A.缩小的虚像 B.缩小的实像
C.放大的虚像 D.放大的实像
2.(23-24八年级上·上海杨浦·期末)若一个凸透镜的焦距为12厘米,将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前20厘米处,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置,得到一个清晰的像,该像是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像
3.(23-24八年级上·上海浦东新·期末)若有一个物体从距离凸透镜1.5倍焦距处,沿主光轴移到距离透镜3倍焦距处,则像距 (选填“增大”、“不变”或“减小”),像 (选填“变大”、“不变”或“变小”),最后的像比物 (选填“大”成“小”)。
4.(22-23八年级上·上海·期末)如图所示是一款智能手机,现利用其先后拍下同一轿车的两张照片如图乙丙所示(设摄像头焦距不变),其摄像头相当于一个 镜,拍摄照片乙与拍摄照片丙相比,拍摄 (选填“乙”或“丙”)时摄像头离小车更远些。把一个凸透镜对准太阳光,可在离凸透镜20厘米处得到一个最小、最亮的光斑,若将一物体放在离焦点4厘米处,则凸透镜所成的像的情况是 的像。(选填序号)。
①倒立、缩小②倒立、放大③正立、缩小④正立、放大
5.(23-24八年级上·上海浦东新·期末)如图是老师利用手机直播网课的情景。当手机取景框内只看到电子白板时,为了让同学们同时看到两边黑板上板书的文字,手机应该 (选填远离”或“靠近”)黑板,黑板上文字所成的像是 (选填“放大”或“缩小”)的像。手机屏幕上呈现的各种色彩是由红、 、蓝三种色光混合组成的。
6.(22-23八年级上·上海·期末)小华和小红同学通过实验探究凸透镜成实像的规律,他们在光具座上固定焦距为f的凸透镜,取高度h为8厘米的物体进行实验。调节好实验装置后,他们分别取不同的物距u并移动光屏找像,每次都使光屏上的像最清晰,将相应的像距v、成像情况记录在下表中。
表一:
实验序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
像高(厘米)
1
32.0
14.4
3.6
2
25.0
16.7
5.3
3
22.0
18.3
6.7
表二:
实验序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
像高(厘米)
4
19.0
21.1
8.9
5
15.0
30.0
16.0
6
12.0
60.0
40.0
①分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像时, 。
②分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像、且 时,所成的像是缩小的。
③小红同学计算了表一中物距与像距之和,由此得出结论:凸透镜成实像时,物距与像距之和越小,成的像越大。
小华通过分析比较实验序号 ,判断小红的结论是 的(选填“正确”、“错误”)。
④小华进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和,提出了一个猜想:“当物距与像距之和最小时,可能会成等大的实像”。为了验证该猜想,他们应将物距设定在 厘米的范围内继续进行实验。
7.(22-23八年级上·上海·期末)在“验证凸透镜成像规律”实验将焦距为10厘米的凸透镜放置在光具座的50厘米刻度处,在20厘米刻度处放置一支点燃的蜡烛,如图所示,此时烛焰通过透镜能成一个 (选填“放大”或“缩小”)的像,为验证这个像是否为实像,需用 在图中 两点间(填字母)移动找像。若将蜡烛移到光具座的45厘米刻度处,应从 点一侧(填“A”或“F”)观察才能看到正立放大的烛焰像。
8.(23-24八年级上·上海浦东新·期末)在“探究凸透镜成像规律的实验”中:
(1)如图甲所示,是小贾同学确定焦距时所做的实验,一束平行主光轴的光线经凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图乙所示,小贾同学保持蜡烛和凸透镜的位置不变,左右移动光屏,在光屏 (选填“能”或“不能”)得到清晰的烛焰像。此时取下光屏,从原光屏处透过透镜看蜡烛,看到的是烛焰 的像(选填“正立”或“倒立”);
(3)在图乙中保持蜡烛的位置不变,把凸透镜向右移到刻度为30cm处,适当调节光屏(光具座足够长),光屏上能成一个 的像;此时保持凸透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏对调,光屏上又能成一个 的像(两空均选填“放大”、“缩小”或“等大”);这说明光路是 的;
(4)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,所成像移到光屏顶端,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向 (选填“上”或“下”)调整。
9.(23-24八年级上·上海松江·期末)小松同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验,所用凸透镜的焦距是10厘米。
(1)在组装实验装置时,应调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰中心大致,在 ,这样做的目的是 ;
(2)如图所示,此时光屏上恰能成一个最清晰的像,根据所学知识判断,光屏上所成的像应是图中的图 (选填图序号),该实验现象可以说明 的成像特点(选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”);保持透镜位置不变,若要使光屏上的像变大,应将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)将蜡烛远离透镜至光具座10厘米刻度处,为了找到像的位置,光屏应在光具座的 厘米刻度范围内移动(选填“40~50”“50~60”或“大于60”);若用不透明的物体挡住透镜的上半部分,光屏上 (选填“能”或“不能”)成完整的像。
10.(23-24八年级上·上海金山·期末)放大镜是生活中常见的凸透镜,结合图以及表三中的数据回答问题:
表三
实验序号
①
②
③
物距(cm)
2.40
3.05
3.50
像距(cm)
4.60
7.85
11.70
(1)根据上表中凸透镜成虚像时的数据,可得物距和像距的变化关系为:凸透镜成虚像时, ;
(2)若要使放大镜中所成的像变大,放大镜到物体的距离应 一些(选填“远”或“近”);
(3)物理课本在物距L1时成放大正立的像,在物距L2时成倒立缩小的像,请比较L1、L2的大小关系并说明理由: 。
11.(23-24八年级上·上海崇明·期末)小红在做验证凸透镜成像规律的实验,实验时将焦距为10厘米的凸透镜固定在图 (填写器材名称)上50厘米刻度线处,将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧。如图所示,为了找到烛焰清晰的像,小红应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,当小红将光屏移到某一位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像,则该像是 (选填“放大”或“缩小”)像。小红尝试着保持第一次实验成像时的蜡烛和光屏的位置不变,向蜡烛方向移动凸透镜,直至蜡烛到凸透镜的距离等于第一次实验时光屏到凸透镜的距离时,再次在光屏上观察到的烛焰清晰的像,则该像一定是 (选填“放大”或 “缩小”)的。
考点三 透镜的应用
1.(23-24八年级上·上海·期末)光的世界丰富多彩,光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。你认为下面介绍不符合实际的是( )
A.借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应大于1倍焦距
B.用照相机拍摄景物时,景物到镜头的距离应大于2倍焦距
C.阳光通过凸透镜可形成一个很小、很亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用
D.近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的
2.(22-23八年级上·上海长宁·期末)如图所示,2014年11月2日,上海国际马拉松赛于北京时间早晨7时在小雨中鸣枪。已知拍摄比赛盛况用的摄像机镜头相当于一个凸透镜。关于摄像机成像的性质,下列说法正确的是( )
A.放大、正立的实像 B.放大、倒立的实像
C.缩小、正立的实像 D.缩小、倒立的实像
3.(23-24八年级上·湖南益阳·期末)如图所示是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是( )
A.制作简易投影仪的透镜,可以制作老花镜镜片
B.墙上呈现的是手机画面的正立、放大的虚像
C.手机到透镜的距离应小于透镜的焦距
D.要使墙上的像变大,应增大手机与透镜间的距离
4.(22-23八年级上·上海青浦·期末)照相机底片上的“景物”是 ,穿衣镜中看到的“人”是 ,放大镜中看到的“字”是 (选填“实像”或“虚像”)。
5.(22-23八年级上·上海·期末)小明用焦距为10厘米的凸透镜探究凸透镜成像的规律,他将烛焰放在距凸透镜25厘米处,调节光屏位置,可以得到一个清晰的倒立、 (选填“等大”、“放大”或“缩小”)的 像(选填“实”或“虚”),利用这个原理可以制成 。实验中他不慎用手指尖触摸到了凸透镜,此时光屏上 (选填“会”或“不会”)出现手指尖的像。
6.(23-24八年级上·上海宝山·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)图中光屏上所成的像是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)利用这一原理制成;
(2)当光屏上呈现清晰的像时,不改变图中蜡烛和透镜位置:
a、若将透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,再次做实验,光屏上所成的像与原来相比 (选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了;
b、若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏 (选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像相比 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
考点四 眼睛和眼镜
1.(22-23八年级上·上海奉贤·期末)如图所示人的眼球结构中的晶状体相当于 透镜,它对光有 作用,但部分同学由于日常不良习惯导致了眼睛近视,光线通过晶状体在视网膜的前面成一个缩小的 像(选填“实”或“虚”)。若要使成的像在视网膜上,则需要选择 透镜(选填“甲”或“乙”)来矫正。
2.(21-22八年级上·上海虹口·期末)凸透镜对光具有 作用,凹透镜对光具有 作用。人的眼睛中的晶状体相当于 透镜。若同学平时因不注意用眼卫生形成近视眼后,需佩戴近视眼镜,近视眼镜属于 透镜。
3.(21-22八年级上·上海浦东新·期末)6月6日是全国爱眼日。眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于 透镜。视力正常的人看物体时,物体在视网膜上成 立、 的实像。近视眼需佩戴 透镜来矫正视力。
4.(23-24八年级下·上海静安·期末)小华利用两个焦距已知的凸透镜、同一发光体、光屏和光具座等做“探究凸透镜成缩小实像的规律”实验。实验中,所测得的物距u、像距v分别记录在表一和表二中。
表一(凸透镜焦距f1为10厘米)
表二(凸透镜焦距f2为12厘米)
序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
1
60.00
12.00
5
60.00
15.00
2
36.00
13.85
6
48.00
16.00
3
30.00
15.00
7
36.00
18.00
4
22.50
18.00
8
30.00
20.00
(1)分析比较实验序号1与2与3与4(或5与6与7与8)数据中物距u与像距v的变化情况,可得出的初步结论是:物体经同一凸透镜成缩小的实像时, ;
(2)分析比较实验序号1与5(或2与7或3与8)数据中像距v与凸透镜焦距f的关系,可得出的初步结论是:物体经凸透镜成缩小的实像时, ;
(3)进一步分析比较实验序号 数据后,发现:“物体经不同凸透镜成缩小的实像时,像距v可能相等,此时物距u大的,凸透镜的焦距f大”;
(4)小华查阅了相关资料后得知:(a)人眼观看物体就相当于凸透镜成像。人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,如图所示。(b)当人眼观看远近不同的物体时,晶状体到视网膜的距离保持不变,睫状肌的收缩或放松可以调节晶状体的弯曲程度,弯曲程度越大,眼睛的焦距越小。为了仍然能使物体的像成在视网膜上,从而视物清晰,晶状体的弯曲程度变 (选填“大”或“小”),请结合上述信息等,写出判断的依据 。
5.(23-24八年级下·上海杨浦·期末)如图所示,眼球中晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,晶状体与视网膜间距是不变的,一般情况下人能看清远近不同的物体。小明为了探究人眼成像原理,制作了一个口径不变的“注水凸透镜”,通过注水或抽水改变凸透镜的厚度,来模拟眼睛中晶状体的焦距变化。在透镜的两侧摆放点燃的蜡烛和光屏,在光屏中央能看到清晰的像。将蜡烛移至离透镜较近或较远位置时,小明发现光屏上的像模糊了,他一边注入或抽出水,一边观察光屏上像直到最清晰为止。他在下表中记录了凸透镜的厚度情况和相关数据。
序号
凸透镜厚度情况
物距u(厘米)
像距v(厘米)
1
30.0
15.0
2
22.5
15.0
3
60.0
15.0
(1)分析比较上表序号1与2与3中“注水凸透镜”厚度情况与物距关系,可得初步结论:凸透镜成清晰实像时,像距相同, ;
(2)小明为弄清晶状体焦距与厚度的关系,他查阅相关资料,资料表明:同种材料的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关,弯曲程度越大,透镜越厚,焦距越短。根据上述信息,试推理并分析人看远处物体和看近处物体时晶状体焦距变化情况: ;
(3)青少年近视时,其晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节,无法看清远处的物体。小明想进一步通过实验来弄清近视青少年患者在看不清远处的物体时,物体所成清晰的像在视网膜前面还是后面。小明应如何设计实验,请简要说明实验方案及判断清晰像位置的方法: 。
1.(23-24八年级上·上海·期末)光的世界丰富多彩,光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。你认为下面介绍不符合实际的是( )
A.借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应大于1倍焦距
B.用照相机拍摄景物时,景物到镜头的距离应大于2倍焦距
C.阳光通过凸透镜可形成一个很小、很亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用
D.近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的
2.(23-24八年级上·上海普陀·期末)在图中,属于凸透镜的是 ,属于凹透镜的是 (前两格均选填图中数字);序号1的透明体可以使白光发生 现象,序号4的透明体对光有 作用(最后一格选填“会聚”或“发散”)。
3.(22-23八年级上·上海·期末)根据图中光通过透镜前后的方向,在图中画上适当类型的透镜。
4.(22-23八年级下·上海闵行·期末)请根据图中的折射光线,画出其相应的入射光线。
5.(23-24八年级上·上海金山·期末)小明学习了凸透镜成像知识后,将平面镜成的“虚像”和凸透镜成的“虚像”进行了对比和归纳,请帮助小明将表二空项中的内容填写完整。
表二
对比
原理
成像的条件
像与物的位置
像与物的大小
平面镜
物与镜的距离为任意值
像与物在镜的两侧
等大
凸透镜
光的折射
像与物在镜的同侧
6.(23-24八年级上·上海浦东新·期末)某小组同学在“探究凸透镜成像规律”实验的过程中发现:有时光屏上不能成像;有时能在光屏上成缩小的像;有时能在光屏上成放大的像;有时能在光屏上成等大的像。为了研究产生这些现象的条件和规律,该小组同学进行实验,并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中:
表一(凸透镜的焦距为厘米)
表二(凸透镜的焦距为厘米)
实验序号
物距(厘米)
像距(厘米)
像的大小
实验序号
物距(厘米)
像距(厘米)
像的大小
1
5
光屏上不能成像
5
6
光屏上不能成像
2
15
30
放大
6
15
60
放大
3
20
20
等大
7
24
24
等大
4
30
15
缩小
8
30
20
缩小
(1)分别比较实验序号1或5中的物距与各自凸透镜焦距的大小关系,及成像情况,可得出的初步结论是:当 ,在凸透镜的同一侧成 ;
(2)继续分析表格中的数据,并把表格中的物距u与各自凸透镜的一倍焦距和二倍焦距进行比较,发现当 时,在光屏上成放大的像;当 时,在光屏上成等大的像;当 时,在光屏上成缩小的像;
(3)请进一步分析比较实验序号2与3与4(或6与7与8)数据中的物距u与像距v及所成像的变化关系,可得出的初步结论是: 。
7.(22-23八年级上·上海青浦·期末)某同学利用“凸透镜成像规律”确定凸透镜的焦距范围,做了如下实验,实验装置如图所示。
(1)实验前应调节器材,使蜡烛、凸透镜、光屏的中心在 ,这样做的目的是 ;
(2)实验时他先将凸透镜放在50厘米处,将蜡烛移到34厘米处,然后当他将光屏移到77厘米处时光屏上成一个清晰的像。问:该凸透镜的焦距在 的范围中(请结合本学期所学的知识写出分析过程)。
8.(23-24八年级上·上海杨浦·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处,将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧,如图所示。
(1)为使像成在光屏中央,应该进行的实验操作是:调节凸透镜和光屏的中心,使之与烛焰的中心在 ;
(2)保持蜡烛与凸透镜位置不变,为了找到烛焰清晰的像,应将光屏向 移动(选填“左”或“右”),所成的像为 的实像(选填“倒立缩小”、 “倒立放大”或“正立放大”)。该规律相当于 的应用(选填“照相机”、 “投影仪”或“放大镜”)。
(3)若将凸透镜移动到光具座上35cm刻度处,光屏应在光具座的 厘米(选填“50~60”、“60~70”或“大于70”)刻度范围内移动能再次得到像。
9.(23-24八年级上·上海杨浦·期末)小杨为研究凸透镜成虚像时像距和物距的关系,选取物体、凸透镜各一个进行实验,通过对实验和光路的分析,得到相关数据记录在下表中:
实验序号
物距(cm)
像距(cm)
1
2.0
2.5
2
5.0
10.0
3
6.0
15.0
(1)分析比较序号1~3的数据中物距、像距的变化情况,可得出初步结论:同一凸透镜成虚像时, ;
(2)小杨在研究中发现:物体通过凸透镜成虚像时,像距越大,像越大。借助凸透镜把纸上的文字放大进行阅读时,想要看到的文字更大一些,透镜距离文字应该 一些(选填“远”或“近”);
(3)小杨用放大镜看如图如图(a)、(b)所示书籍,发现在物距L1时成正立放大的像,在物距L2时成倒立缩小的像,请根据所学的知识,比较L1、L2的大小关系 ,并说明理由 。
10.(23-24八年级上·上海普陀·期末)小普同学用图1所示的实验装置模拟图2中的照相机来研究使用照相机成像的情况.图1实验装置中使用的是一只水凸透镜,利用注射器注水的方法可以连续改变水凸透镜的厚度D,从而改变凸透镜的焦距f。实验记录的数据如下表所示,所用发光体“字符”的高度H为3厘米,水凸透镜的焦距。
序号
水凸透镜的焦距
物距
像距
像高
物屏距离
1
35.0
14.0
1.2
49.0
2
30.0
15.0
1.5
45.0
3
34.6
10.4
0.94
45.0
4
24.0
12.0
1.5
36.0
5
42.0
7.0
0.5
49.0
6
18.0
9.0
1.5
27.0
(1)图2中的“感光元件”相当于图1中的 。
(2)根据序号1和2(或3和4、5和6)的数据,分析比较焦距f、物距u、像距v以及像高的变化情况,可归纳得出的初步结论是:当凸透镜的焦距不变时, 。
(3)根据序号1和5(或2和3)中焦距f、物距u、像距v及物屏距离L的数据可知:保持物屏距离(发光物到光屏的距离)L不变,通过注射器调节水凸透镜的焦距变小,这时要使光屏上成清晰的像,应移动水凸透镜的位置使物距u 、像距v ,光屏上的像高 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)图3所示是图2中照相机的镜头.拍照片时,转动“变焦环”相当于用注射器调节水凸透镜的焦距,可在之间连续改变镜头的焦距;前、后移动照相机的位置和转动“对焦环”使镜头向外伸出或向内缩进,相当于在光聚座上移动水凸透镜的位置调节物距和像距的大小.根据序号2、4和6的数据,若要使人在物屏距离L不同的情况下所成的像一样大,需要对照相机进行的相应操作是: 。
1
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题03 透镜及其应用
考点一 透镜
1.(22-23八年级上·上海·期末)如图所示,为入射光线,为出射光线。在图中添加一个合适的光学器件可为( )
①平面镜 ②凸透镜 ③凹透镜
A.只有① B.只有②和③ C.只有①和③ D.有①、②、③
【答案】D
【详解】l1为入射光线,l2为反射光线,作两条光线组成角的角平分线,即为法线,再作法线的垂线即为反射镜面的位置,如下图所示:
l1为入射光线,l2为折射光线,凸透镜对光线有会聚的作用,入射光线l1看做是平行于主光轴的一条光线,据此画出主光轴,折射光线经过凸透镜焦点,据此可画出凸透镜,如下图所示:
l1为入射光线,l2为折射光线,凹透镜对光线有发散的作用。l1为平行于凹透镜主光轴的光线,经折射后,折射光线的反向延长线通过焦点。如下图所示:
因此光学器件可以为平面镜、凸透镜、凹透镜,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.(22-23八年级上·上海·期末)关于平面镜、凹透镜、凸透镜成像的特点,下列说法中正确的是( )
A.平面镜能成正立的虚像,凹透镜和凸透镜都能成倒立的实像
B.平面镜能成等大的虚像,凹透镜和凸透镜都能成放大的虚像
C.平面镜、凹透镜和凸透镜都能成等大的虚像
D.平面镜、凹透镜和凸透镜都能成正立的虚像
【答案】D
【详解】平面镜所成的像与物体关于平面镜对称,即正立等大的虚像;放大镜是利用的凸透镜物距小于焦距时,成正立放大的虚像;凹透镜对光的发散作用,可以成缩小正立的虚像,故D正确,ABC错误。
故选D。
3.(23-24八年级上·上海静安·期末)如图所示的各种透镜中,属于凸透镜的是图 (选填字母),凸透镜对光有 作用。若拍照时发现景物的像过大,则相机镜头应 景物一些(选填“靠近”或“远离”)。
【答案】 (a)、(d) 会聚 远离
【详解】[1]中间厚,边缘薄的透镜叫做凸透镜,故图中属于凸透镜的有(a)和(d)。
[2]凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。
[3]若拍照时发现景物的像过大,需要使像变小,减小像距,增大物距,则相机镜头应远离景物一些。
4.(22-23八年级上·上海宝山·期末)透镜有凹透镜和 透镜两种,透镜是利用光的 规律工作的。有人曾用冰做成透镜,利用冰透镜和太阳取火,该冰透镜属于 透镜。
【答案】 凸 折射 凸
【详解】[1]透镜有凹透镜和凸透镜两种,中间薄边缘厚的是凹透镜,中间厚边缘薄的是凸透镜。
[2]光一种介质斜射入另一种介质时会发生折射,所以光从空气射向透镜时发生折射,透镜是利用光的折射工作的。
[3]凸透镜对光有会聚作用,用冰做成透镜,利用冰透镜和太阳取火,是让太阳光在冰透镜上会聚从而让温度升高来取火,该冰透镜属于凸透镜。
5.(22-23八年级上·上海·期末)根据给出的入射光线,画出相应的折射光线。
【答案】
【详解】通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折射光线通过焦点,如图所示:
6.(22-23八年级上·上海青浦·期末)在图中,经过S点的两条光线入射到透镜,请画出对应的折射光线。
【答案】
【详解】平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点,通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴;如图所示:
7.(22-23八年级上·上海·期末)在图根据给出的光线,画出相应的出射或入射光线。
【答案】
【详解】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,如图所示:
8.(22-23八年级上·上海·期末)根据图中给出的折射光线,画出通过透镜的入射光线。
【答案】
【详解】根据凹透镜的光学特点知道,指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴;过凹透镜光心的光线其传播方向不变,如下图
9.(22-23八年级上·上海·期末)如图,在图中画出入射光线或折射光线。
【答案】
【详解】对于凹透镜,过光心的光线其传播方向不变,指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图所示:
10.(23-24八年级下·上海闵行·期末)根据凹透镜对光线的作用特点,在图中作出相应的折射光线。
【答案】
【详解】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后变得发散,其折射光线的反向延长线过焦点;过光心的入射光线,经过凹透镜折射后,其传播方向不变,如图所示:
11.(23-24八年级上·上海·期末)如图所示,已知图中A′B′是AB的像,请在图中画出透镜,并确定透镜的焦点。
【答案】
【详解】连接AA′与主光轴相交于一点,则交点为凸透镜的光心,从而确定凸透镜的位置;由A做平行于主光轴的光线,则通过凸透镜会聚后过焦点再会聚在A′点,则折射光线与主光轴的交点F为焦点的位置; 由于光路是可逆的,所以由A′点射向凸透镜的光线过焦点并会聚于点A,如图所示:
12.(23-24八年级上·上海杨浦·期末)在图(a)、 (b)中,根据给出的光线, 画出相应的入射或出射光线。
【答案】
【详解】通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴射出,入射光线的延长线经过凹透镜过对侧焦点,其折射光线将平行于主光轴射出,由此可画出相应的入射和出射光线,如图所示:
考点二 凸透镜成像的规律
1.(23-24八年级上·上海普陀·期末)物体在离凸透镜15厘米的光屏上成一个倒立、缩小的清晰像,则当物体距离凸透镜15厘米时,所成的像是( )
A.缩小的虚像 B.缩小的实像
C.放大的虚像 D.放大的实像
【答案】D
【详解】物体在离凸透镜15厘米的光屏上成一个倒立、缩小的清晰像,即
2f>15cm>f
所以凸透镜的焦距是
15cm>f>7. 5cm
则当物体距离凸透镜15厘米时,即u=15cm时
2f>u>f
成倒立、放大的实像。 故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(23-24八年级上·上海杨浦·期末)若一个凸透镜的焦距为12厘米,将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前20厘米处,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置,得到一个清晰的像,该像是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像
【答案】B
【详解】凸透镜的焦距为12cm,将点燃的蜡烛放在距离凸透镜20cm处,此时
是投影仪的成像原理,凸透镜成倒立、放大的实像,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.(23-24八年级上·上海浦东新·期末)若有一个物体从距离凸透镜1.5倍焦距处,沿主光轴移到距离透镜3倍焦距处,则像距 (选填“增大”、“不变”或“减小”),像 (选填“变大”、“不变”或“变小”),最后的像比物 (选填“大”成“小”)。
【答案】 减小 变小 小
【详解】[1][2]物体从距离凸透镜1.5倍焦距处,沿主光轴移到距离透镜3倍焦距处时,在此过程中,物距增大,像距减小,像变小。
[3]因为物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,所以最后像比物小。
4.(22-23八年级上·上海·期末)如图所示是一款智能手机,现利用其先后拍下同一轿车的两张照片如图乙丙所示(设摄像头焦距不变),其摄像头相当于一个 镜,拍摄照片乙与拍摄照片丙相比,拍摄 (选填“乙”或“丙”)时摄像头离小车更远些。把一个凸透镜对准太阳光,可在离凸透镜20厘米处得到一个最小、最亮的光斑,若将一物体放在离焦点4厘米处,则凸透镜所成的像的情况是 的像。(选填序号)。
①倒立、缩小②倒立、放大③正立、缩小④正立、放大
【答案】 凸透 乙 ②④
【详解】[1]手机拍摄物体时,物体的像是倒立、缩小的实像。手机上摄像头的镜头相当于一个凸透镜。
[2]乙、丙图,乙图汽车的像更小一些,根据凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,汽车离摄像头更远一些。
[3]将一个凸透镜对准太阳光,可在距透镜20cm的地方得到一个最小亮点,所以凸透镜的焦距
f=20cm
若将某一物体放在离焦点4cm处,分两种情况:
当在焦点的右边4cm处,此时u=16<f,成倒正立、放大的虚像。
当在焦点的左边4cm处,此时u=24cm,f<u<2f,成倒立、放大的实像。
故②④符合题意。
5.(23-24八年级上·上海浦东新·期末)如图是老师利用手机直播网课的情景。当手机取景框内只看到电子白板时,为了让同学们同时看到两边黑板上板书的文字,手机应该 (选填远离”或“靠近”)黑板,黑板上文字所成的像是 (选填“放大”或“缩小”)的像。手机屏幕上呈现的各种色彩是由红、 、蓝三种色光混合组成的。
【答案】 远离 缩小 绿
【详解】[1]当手机取景框内只看到电子白板时,为了让同学们同时看到两边黑板上板书的文字,应该是使像变小,所以手机应该远离黑板,使物距变大,像距变小,则像也变小。
[2]此时手机的成像原理与照相机相同,黑板上的文字所成的像是倒立、缩小的实像。
[3]红、绿、蓝是色光的三原色,可以混合出各种色光,手机屏幕上呈现的各种色彩是由红、绿、蓝三种色光混合组成的。
6.(22-23八年级上·上海·期末)小华和小红同学通过实验探究凸透镜成实像的规律,他们在光具座上固定焦距为f的凸透镜,取高度h为8厘米的物体进行实验。调节好实验装置后,他们分别取不同的物距u并移动光屏找像,每次都使光屏上的像最清晰,将相应的像距v、成像情况记录在下表中。
表一:
实验序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
像高(厘米)
1
32.0
14.4
3.6
2
25.0
16.7
5.3
3
22.0
18.3
6.7
表二:
实验序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
像高(厘米)
4
19.0
21.1
8.9
5
15.0
30.0
16.0
6
12.0
60.0
40.0
①分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像时, 。
②分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像、且 时,所成的像是缩小的。
③小红同学计算了表一中物距与像距之和,由此得出结论:凸透镜成实像时,物距与像距之和越小,成的像越大。
小华通过分析比较实验序号 ,判断小红的结论是 的(选填“正确”、“错误”)。
④小华进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和,提出了一个猜想:“当物距与像距之和最小时,可能会成等大的实像”。为了验证该猜想,他们应将物距设定在 厘米的范围内继续进行实验。
【答案】 物距越小,像距越大,成像越大 物距大于像距 4、5、6 错误 19~22
【详解】①[1]纵向分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像时, 物距变小,像距变大,像变大,即物距越小,像距越大,成像越大。
②[2]分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况可知,物距都大于像距,结合表中数据,可得出的初步结论是:凸透镜成实像、且物距大于像距时,所成的像是缩小的。
③[3][4]分析实验序号4、5、6,可知对应的物距与像距之和
19.0cm+21.1cm=40.1cm
15.0cm+30.0cm=45.0cm
12.0cm+60.0cm=72.0cm
物距与像距之和变大,而成的像变大,故小红的结论是错误的。
④[5]因为物体的高度为8cm。在表一中,当物距为22.0cm时,像高度为6.7cm;在表二中,当物距为19.0cm时,像高度为8.9cm,这两个数据与物体的高度比较接近,所以为了验证该猜想,他们应将物距设定在19~22厘米的范围内继续进行实验。
7.(22-23八年级上·上海·期末)在“验证凸透镜成像规律”实验将焦距为10厘米的凸透镜放置在光具座的50厘米刻度处,在20厘米刻度处放置一支点燃的蜡烛,如图所示,此时烛焰通过透镜能成一个 (选填“放大”或“缩小”)的像,为验证这个像是否为实像,需用 在图中 两点间(填字母)移动找像。若将蜡烛移到光具座的45厘米刻度处,应从 点一侧(填“A”或“F”)观察才能看到正立放大的烛焰像。
【答案】 缩小 光屏 BC F
【详解】[1]由图示知,刻度尺的分度值为1cm,则物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
物距大于二倍焦距,此时烛焰通过透镜能成一个倒立缩小的实像。
[2]实像是光的实际光线会聚而成的,能在光屏上呈现,虚像不是光的实际光线会聚而成,不能在光屏上呈现,所以需要用光屏在光具座上移动。
[3]物距大于二倍焦距时,像距小于二倍焦距,而大于一倍焦距,所以应在BC两点间移动光屏才能找到像。
[4]蜡烛移动以光具座45厘米刻度线处,物距
u1=50.0cm-45.0cm=5.0cm
此时物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像,虚像与物体在同侧,在F点观察才有折射光线进入人眼,所以需要在F点一侧观察成像。
8.(23-24八年级上·上海浦东新·期末)在“探究凸透镜成像规律的实验”中:
(1)如图甲所示,是小贾同学确定焦距时所做的实验,一束平行主光轴的光线经凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)如图乙所示,小贾同学保持蜡烛和凸透镜的位置不变,左右移动光屏,在光屏 (选填“能”或“不能”)得到清晰的烛焰像。此时取下光屏,从原光屏处透过透镜看蜡烛,看到的是烛焰 的像(选填“正立”或“倒立”);
(3)在图乙中保持蜡烛的位置不变,把凸透镜向右移到刻度为30cm处,适当调节光屏(光具座足够长),光屏上能成一个 的像;此时保持凸透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏对调,光屏上又能成一个 的像(两空均选填“放大”、“缩小”或“等大”);这说明光路是 的;
(4)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,所成像移到光屏顶端,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向 (选填“上”或“下”)调整。
【答案】 15.0 不能 正立 放大 缩小 可逆 下
【详解】(1)[1]图甲中,凸透镜的焦距等于凸透镜光心与焦点之间的距离,该刻度尺分度值为1cm,光心对应的刻度值为20.0cm,焦点对应的刻度尺为35.0cm,则该凸透镜的焦距
(2)[2][3]由图乙知,物距
即u1<f,则烛焰通过凸透镜成的是正立、放大的虚像,所以此时在光屏上不能到清晰的烛焰像,取下光屏,从原光屏处透过透镜看蜡烛,看到的是烛焰正立的像。
(3)[4][5][6]在图乙中,保持蜡烛的位置不变,把凸透镜向右移到刻度为30cm处时,物距
u2=30.0cm -10.0cm=20.0cm
可得f<u2<2f,所以此时光屏上成的是倒立、放大的实像;若保持凸透镜位置不变,仅将蜡烛和光屏对调,此时物距将大于像距,所以光屏上成的是倒立、缩小的实像,此现象说明光路是可逆的。
(4)[7]根据光线过凸透镜光心不改变方向,蜡烛因燃烧变短,所成像移动到了光屏顶端,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向下调节。
9.(23-24八年级上·上海松江·期末)小松同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验,所用凸透镜的焦距是10厘米。
(1)在组装实验装置时,应调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰中心大致,在 ,这样做的目的是 ;
(2)如图所示,此时光屏上恰能成一个最清晰的像,根据所学知识判断,光屏上所成的像应是图中的图 (选填图序号),该实验现象可以说明 的成像特点(选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”);保持透镜位置不变,若要使光屏上的像变大,应将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)将蜡烛远离透镜至光具座10厘米刻度处,为了找到像的位置,光屏应在光具座的 厘米刻度范围内移动(选填“40~50”“50~60”或“大于60”);若用不透明的物体挡住透镜的上半部分,光屏上 (选填“能”或“不能”)成完整的像。
【答案】 同一高度 像成在光屏的中心 (D) 幻灯机 右 50~60 能
【详解】(1)[1][2]为使像成在光屏的中心,在组装实验装置时,应调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰中心大致在同一高度。
(2)[3]由图可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立放大的实像,则光屏上所成的像应是图中的图(D)。
[4]幻灯机成的像为倒立放大的实像,则该实验现象可以说明幻灯机的成像特点。
[5]根据凸透镜成像规律可知,物体离凸透镜越近,光屏上成的像越大。所以若要使光屏上的像变大,应将蜡烛向右移动。
(3)[6]由题图可知,当像距大于2倍焦距时,此时的像距大约为
则将蜡烛远离透镜至光具座10厘米刻度处,此时物距大约为30cm时,即物距在2倍焦距以外,根据凸透镜成像规律可知,此时的像距在1倍焦距到2倍焦距之间,则为了找到像的位置,光屏应在光具座的50~60厘米刻度范围内移动。
[7]若用不透明的物体挡住透镜的上半部分,则物体反射出且经凸透镜折射后在光屏上成像的光线变少,所以物体在光屏上成的像会变暗,但仍能成完整的像。
10.(23-24八年级上·上海金山·期末)放大镜是生活中常见的凸透镜,结合图以及表三中的数据回答问题:
表三
实验序号
①
②
③
物距(cm)
2.40
3.05
3.50
像距(cm)
4.60
7.85
11.70
(1)根据上表中凸透镜成虚像时的数据,可得物距和像距的变化关系为:凸透镜成虚像时, ;
(2)若要使放大镜中所成的像变大,放大镜到物体的距离应 一些(选填“远”或“近”);
(3)物理课本在物距L1时成放大正立的像,在物距L2时成倒立缩小的像,请比较L1、L2的大小关系并说明理由: 。
【答案】 物距越大,像距越大 远 L1小于L2
【详解】(1)[1]由表中数据可得,物距逐渐变大,像距也逐渐变大,所以凸透镜成虚像时,物距越大,像距越大。
(2)[2]凸透镜成虚像,物远像远像变大,要使放大镜中所成的像变大,放大镜到物体的距离应远一些。
(3)[3]物理课本在物距L1时成放大正立的像,在物距L2时成倒立缩小的像,同一凸透镜,透过凸透镜成倒立缩小实像时,物距
L2>2f
透过凸透镜成正立放大虚像时,物距
L1<f
所以L1小于L2。
11.(23-24八年级上·上海崇明·期末)小红在做验证凸透镜成像规律的实验,实验时将焦距为10厘米的凸透镜固定在图 (填写器材名称)上50厘米刻度线处,将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧。如图所示,为了找到烛焰清晰的像,小红应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,当小红将光屏移到某一位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像,则该像是 (选填“放大”或“缩小”)像。小红尝试着保持第一次实验成像时的蜡烛和光屏的位置不变,向蜡烛方向移动凸透镜,直至蜡烛到凸透镜的距离等于第一次实验时光屏到凸透镜的距离时,再次在光屏上观察到的烛焰清晰的像,则该像一定是 (选填“放大”或 “缩小”)的。
【答案】 光具座 左 缩小 放大
【详解】[1][2][3]实验时将焦距为10厘米的凸透镜固定在光具座50厘米刻度线处,由图可知,物距是50.0cm,此时蜡烛处于2倍焦距以外,若使得光屏上能成像,应该将光屏放在凸透镜的1倍焦距和2倍焦距之间,即像距在60.0cm和70.0cm之间,故应该将光屏向左移动,位置合适时能在光屏上成一个倒立、缩小的实像,这时是照相机的成像原理。
[4]保持第一次实验成像时的蜡烛和光屏的位置不变,向蜡烛方向移动凸透镜,直至蜡烛到凸透镜的距离等于第一次实验时光屏到凸透镜的距离,此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间,由光路的可逆性可知,像距大于二倍焦距,成的是倒立放大的实像。
考点三 透镜的应用
1.(23-24八年级上·上海·期末)光的世界丰富多彩,光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。你认为下面介绍不符合实际的是( )
A.借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应大于1倍焦距
B.用照相机拍摄景物时,景物到镜头的距离应大于2倍焦距
C.阳光通过凸透镜可形成一个很小、很亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用
D.近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的
【答案】A
【详解】A.放大镜成的像是放大的虚像,利用放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应小于1倍焦距,故A符合题意;
B.照相机成的像是倒立缩小的实像,用照相机拍摄景物时,景物到镜头的距离应大于2倍焦距,故B不符合题意;
C.阳光通过凸透镜可形成一个很小、很亮的光斑,是利用了凸透镜对光有会聚作用,故C不符合题意;
D.近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应戴发散透镜,使光线推迟会聚,即近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的,故D不符合题意。
故选A。
2.(22-23八年级上·上海长宁·期末)如图所示,2014年11月2日,上海国际马拉松赛于北京时间早晨7时在小雨中鸣枪。已知拍摄比赛盛况用的摄像机镜头相当于一个凸透镜。关于摄像机成像的性质,下列说法正确的是( )
A.放大、正立的实像 B.放大、倒立的实像
C.缩小、正立的实像 D.缩小、倒立的实像
【答案】D
【详解】已知摄像机镜头相当于一个凸透镜,航拍时物距大于2倍焦距。凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像。故D正确,ABC错误。
故选D。
3.(23-24八年级上·湖南益阳·期末)如图所示是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是( )
A.制作简易投影仪的透镜,可以制作老花镜镜片
B.墙上呈现的是手机画面的正立、放大的虚像
C.手机到透镜的距离应小于透镜的焦距
D.要使墙上的像变大,应增大手机与透镜间的距离
【答案】A
【详解】A.投影仪利用凸透镜成像的规律,老花镜镜片也是凸透镜,因此,制作简易投影仪的透镜,可以制作老花镜镜片,故A正确;
B.根据凸透镜成像特点可知,投影仪成的像是倒立、放大的实像,故B错误;
C.根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于一倍焦距,小于二倍焦距,故C错误;
D.要使墙上的像变大,根据物近像远像变大的规律可知,应减小手机与透镜间的距离,故D错误。
故选A。
4.(22-23八年级上·上海青浦·期末)照相机底片上的“景物”是 ,穿衣镜中看到的“人”是 ,放大镜中看到的“字”是 (选填“实像”或“虚像”)。
【答案】 实像 虚像 虚像
【详解】[1]照相机是利用凸透镜成像的原理来工作的。当物体位于凸透镜的二倍焦距之外时,凸透镜会成倒立、缩小的实像,这个实像就是我们所看到的底片上的“景物”。
[2]穿衣镜实际上是一个平面镜。平面镜成像的特点是成正立、等大的虚像。当我们站在穿衣镜前时,镜中的“人”就是我们的虚像。
[3]放大镜是利用凸透镜在物距小于一倍焦距时成正立、放大的虚像的原理来工作的。当用放大镜看字时,字会被放大并成正立的虚像。
5.(22-23八年级上·上海·期末)小明用焦距为10厘米的凸透镜探究凸透镜成像的规律,他将烛焰放在距凸透镜25厘米处,调节光屏位置,可以得到一个清晰的倒立、 (选填“等大”、“放大”或“缩小”)的 像(选填“实”或“虚”),利用这个原理可以制成 。实验中他不慎用手指尖触摸到了凸透镜,此时光屏上 (选填“会”或“不会”)出现手指尖的像。
【答案】 缩小 实 照相机 不会
【详解】[1][2][3]已知凸透镜的焦距是10cm,烛焰放在距凸透镜25cm处,此时物距大于凸透镜的二倍焦距,成倒立、缩小的实像,应用这一规律可制成照相机。
[4]当不小心用手指尖触摸到了凸透镜,此时手指尖在凸透镜的一倍焦距以内,不成实像,所以光屏上不会出现手指尖的像。
6.(23-24八年级上·上海宝山·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)图中光屏上所成的像是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)利用这一原理制成;
(2)当光屏上呈现清晰的像时,不改变图中蜡烛和透镜位置:
a、若将透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,再次做实验,光屏上所成的像与原来相比 (选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了;
b、若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏 (选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像相比 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 放大 投影仪 变暗 向左 变小
【详解】(1)[1][2]根据透镜成像规律可知,物距小于像距还能成实像,那么物距和像距满足的距离范围为f<u<2f,u>2f,成像规律为倒立、放大的实像。生活中投影仪就应用了这一规律。
(2)[3]若凸透镜镜面变小,焦距不变,会导致折射的光线数量变少,因此所成的像会变暗。
(3)[4][5]若凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,相当于物体在远离透镜,根据“物远像近,像变小”的规律可知,光屏要向左移,才能在光屏上继续成像,像与原来相比会变小。
考点四 眼睛和眼镜
1.(22-23八年级上·上海奉贤·期末)如图所示人的眼球结构中的晶状体相当于 透镜,它对光有 作用,但部分同学由于日常不良习惯导致了眼睛近视,光线通过晶状体在视网膜的前面成一个缩小的 像(选填“实”或“虚”)。若要使成的像在视网膜上,则需要选择 透镜(选填“甲”或“乙”)来矫正。
【答案】 凸 会聚 实 乙
【详解】[1]人的眼球结构中,晶状体相当于凸透镜。
[2]凸透镜对光有会聚作用。
[3]形成近视眼的原因是,晶状体太厚,折光能力太强,来自远处的光会聚在视网膜前,形成一个缩小的,由实际光线会聚而成的实像。
[4]凹透镜对光有发散作用,若要使成的像在视网膜上,需要选择凹透镜来矫正。
2.(21-22八年级上·上海虹口·期末)凸透镜对光具有 作用,凹透镜对光具有 作用。人的眼睛中的晶状体相当于 透镜。若同学平时因不注意用眼卫生形成近视眼后,需佩戴近视眼镜,近视眼镜属于 透镜。
【答案】 会聚 发散 凸 凹
【详解】[1]平行光通过凸透镜后将会聚于一点,可见凸透镜对光具有会聚作用。
[2]让一束平行光射到凹透镜上,可以看到光通过凹透镜发生折射后向外散开,凹透镜对光具有发散作用。
[3]人的视网膜相当于光屏,人的眼睛中的晶状体相当于凸透镜。
[4]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,故需佩戴近视眼镜,近视眼镜属于凹透镜。
3.(21-22八年级上·上海浦东新·期末)6月6日是全国爱眼日。眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于 透镜。视力正常的人看物体时,物体在视网膜上成 立、 的实像。近视眼需佩戴 透镜来矫正视力。
【答案】 凸 倒 缩小 凹
【详解】[1]眼球中晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜。
[2]视力正常的人看物体时,物体距人较远在视网膜上成倒立的实像。
[3]视力正常的人看物体时,物体在视网膜上成缩小的实像。
[4]近视眼是物体的像成在视网膜的前方,需要佩戴凹透镜扩散光线来矫正视力。
4.(23-24八年级下·上海静安·期末)小华利用两个焦距已知的凸透镜、同一发光体、光屏和光具座等做“探究凸透镜成缩小实像的规律”实验。实验中,所测得的物距u、像距v分别记录在表一和表二中。
表一(凸透镜焦距f1为10厘米)
表二(凸透镜焦距f2为12厘米)
序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
1
60.00
12.00
5
60.00
15.00
2
36.00
13.85
6
48.00
16.00
3
30.00
15.00
7
36.00
18.00
4
22.50
18.00
8
30.00
20.00
(1)分析比较实验序号1与2与3与4(或5与6与7与8)数据中物距u与像距v的变化情况,可得出的初步结论是:物体经同一凸透镜成缩小的实像时, ;
(2)分析比较实验序号1与5(或2与7或3与8)数据中像距v与凸透镜焦距f的关系,可得出的初步结论是:物体经凸透镜成缩小的实像时, ;
(3)进一步分析比较实验序号 数据后,发现:“物体经不同凸透镜成缩小的实像时,像距v可能相等,此时物距u大的,凸透镜的焦距f大”;
(4)小华查阅了相关资料后得知:(a)人眼观看物体就相当于凸透镜成像。人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,如图所示。(b)当人眼观看远近不同的物体时,晶状体到视网膜的距离保持不变,睫状肌的收缩或放松可以调节晶状体的弯曲程度,弯曲程度越大,眼睛的焦距越小。为了仍然能使物体的像成在视网膜上,从而视物清晰,晶状体的弯曲程度变 (选填“大”或“小”),请结合上述信息等,写出判断的依据 。
【答案】 物距u越小,像距v越大 物距u相同,凸透镜焦距f增大,像距v增大 3与5(或4与7) 小 见解析
【详解】(1)[1]比较实验序号1与2与3与4(或5与6与7与8)数据中物距u与像距v的变化情况,可得出的结论是:同一物体经同一凸透镜成实像时,当物距变小时,像距变大。
(2)[2]比较实验序号1与5(或2与7或3与8)中物距与焦距的大小关系及相关条件,当物距大于两倍焦距时,光屏上得到的都是缩小实像,故可以得出的结论是:物距u相同,凸透镜焦距f增大,像距v增大。
(3)[3]分析比较3与5(或4与7)知道,物体经不同凸透镜成缩小的实像时,像距v可能相等,此时物距u大的,凸透镜的焦距f大。
(4)[4][5]由题图可知,此时物体的像成在视网膜前方,是近视眼,则需要使像距增大从而使像成在视网膜上。由(2)可知“物距u相同,凸透镜焦距f增大,像距v增大”,则应使晶状体焦距增大,即晶状体弯曲程度变小。
5.(23-24八年级下·上海杨浦·期末)如图所示,眼球中晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,晶状体与视网膜间距是不变的,一般情况下人能看清远近不同的物体。小明为了探究人眼成像原理,制作了一个口径不变的“注水凸透镜”,通过注水或抽水改变凸透镜的厚度,来模拟眼睛中晶状体的焦距变化。在透镜的两侧摆放点燃的蜡烛和光屏,在光屏中央能看到清晰的像。将蜡烛移至离透镜较近或较远位置时,小明发现光屏上的像模糊了,他一边注入或抽出水,一边观察光屏上像直到最清晰为止。他在下表中记录了凸透镜的厚度情况和相关数据。
序号
凸透镜厚度情况
物距u(厘米)
像距v(厘米)
1
30.0
15.0
2
22.5
15.0
3
60.0
15.0
(1)分析比较上表序号1与2与3中“注水凸透镜”厚度情况与物距关系,可得初步结论:凸透镜成清晰实像时,像距相同, ;
(2)小明为弄清晶状体焦距与厚度的关系,他查阅相关资料,资料表明:同种材料的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关,弯曲程度越大,透镜越厚,焦距越短。根据上述信息,试推理并分析人看远处物体和看近处物体时晶状体焦距变化情况: ;
(3)青少年近视时,其晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节,无法看清远处的物体。小明想进一步通过实验来弄清近视青少年患者在看不清远处的物体时,物体所成清晰的像在视网膜前面还是后面。小明应如何设计实验,请简要说明实验方案及判断清晰像位置的方法: 。
【答案】 物距u越大,凸透镜厚度越小 见解析 见解析
【详解】(1)[1]由表格数据可知,像距相同时,物距u越大,凸透镜厚度越小。
(2)[2]看远处物体时,晶状体变薄,弯曲程度小,焦距大,折射光线的能力变弱;看近处物体时,晶状体变厚,弯曲程度大,焦距小,折射光线的能力变强。
(3)[3]控制相同物距,注水增加凸透镜厚度,观察像距。若像距变大,说明近视青少年眼睛看到的清晰像在视网膜的后面;若像距变小,说明近视青少年眼睛看到的清晰像在视网膜的前面。
1.(23-24八年级上·上海·期末)光的世界丰富多彩,光学器件在我们的生活、学习中有着广泛的应用。你认为下面介绍不符合实际的是( )
A.借助放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应大于1倍焦距
B.用照相机拍摄景物时,景物到镜头的距离应大于2倍焦距
C.阳光通过凸透镜可形成一个很小、很亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用
D.近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的
【答案】A
【详解】A.放大镜成的像是放大的虚像,利用放大镜看地图时,地图到放大镜的距离应小于1倍焦距,故A符合题意;
B.照相机成的像是倒立缩小的实像,用照相机拍摄景物时,景物到镜头的距离应大于2倍焦距,故B不符合题意;
C.阳光通过凸透镜可形成一个很小、很亮的光斑,是利用了凸透镜对光有会聚作用,故C不符合题意;
D.近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应戴发散透镜,使光线推迟会聚,即近视眼镜是利用凹透镜对光线有发散作用来矫正近视的,故D不符合题意。
故选A。
2.(23-24八年级上·上海普陀·期末)在图中,属于凸透镜的是 ,属于凹透镜的是 (前两格均选填图中数字);序号1的透明体可以使白光发生 现象,序号4的透明体对光有 作用(最后一格选填“会聚”或“发散”)。
【答案】 2、4 5、6 色散 会聚
【详解】[1][2]根据透镜的概念,中间比边缘厚的透镜是凸透镜,中间比边缘薄的透镜是凹透镜。故图中2、4为凸透镜,5、6为凹透镜。
[3]序号1的透明体以使白光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光,在白色光屏上呈现一条彩色光带,这是光的色散现象。
[4]序号4的透明体为凸透镜,对光有会聚作用。
3.(22-23八年级上·上海·期末)根据图中光通过透镜前后的方向,在图中画上适当类型的透镜。
【答案】
【详解】图中,入射光线平行于主光轴,但经透镜折射后,透镜对光线起了发散作用,应填凹透镜,如图所示:
4.(22-23八年级下·上海闵行·期末)请根据图中的折射光线,画出其相应的入射光线。
【答案】
【详解】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变,如图所示:
5.(23-24八年级上·上海金山·期末)小明学习了凸透镜成像知识后,将平面镜成的“虚像”和凸透镜成的“虚像”进行了对比和归纳,请帮助小明将表二空项中的内容填写完整。
表二
对比
原理
成像的条件
像与物的位置
像与物的大小
平面镜
物与镜的距离为任意值
像与物在镜的两侧
等大
凸透镜
光的折射
像与物在镜的同侧
【答案】 光的反射 物距小于(一倍)焦距 放大
【详解】[1]平面镜成像的原理是由于光的反射现象,反射光线的反向延长线相交于像点,所以所成的是虚像。
[2][3]凸透镜成像时,物体在凸透镜的一倍焦距以外成倒立的实像,一倍焦距以内成正立放大的虚像,所以成虚像的条件是物距小于焦距。
6.(23-24八年级上·上海浦东新·期末)某小组同学在“探究凸透镜成像规律”实验的过程中发现:有时光屏上不能成像;有时能在光屏上成缩小的像;有时能在光屏上成放大的像;有时能在光屏上成等大的像。为了研究产生这些现象的条件和规律,该小组同学进行实验,并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中:
表一(凸透镜的焦距为厘米)
表二(凸透镜的焦距为厘米)
实验序号
物距(厘米)
像距(厘米)
像的大小
实验序号
物距(厘米)
像距(厘米)
像的大小
1
5
光屏上不能成像
5
6
光屏上不能成像
2
15
30
放大
6
15
60
放大
3
20
20
等大
7
24
24
等大
4
30
15
缩小
8
30
20
缩小
(1)分别比较实验序号1或5中的物距与各自凸透镜焦距的大小关系,及成像情况,可得出的初步结论是:当 ,在凸透镜的同一侧成 ;
(2)继续分析表格中的数据,并把表格中的物距u与各自凸透镜的一倍焦距和二倍焦距进行比较,发现当 时,在光屏上成放大的像;当 时,在光屏上成等大的像;当 时,在光屏上成缩小的像;
(3)请进一步分析比较实验序号2与3与4(或6与7与8)数据中的物距u与像距v及所成像的变化关系,可得出的初步结论是: 。
【答案】(1) 物距小于一倍焦距 正立放大的虚像
(2) 物距介于二倍焦距与一倍焦距之间 物距等于二倍焦距 物距大于二倍焦距
(3)物距增大时,像距减小,像变小
【详解】(1)[1][2]分别比较实验序号1或5中的物距与各自凸透镜焦距的大小关系,以及成像情况,物体此时距透镜的距离都小于一倍焦距,物体成的是正立放大的虚像,由于虚像不是由实际光线会聚而成,所以光屏上也不会有清晰的像,故能得出结论:当物距小于一倍焦距时,在凸透镜的同一侧成正立的放大的虚像。
(2)[1][2][3]根据表格中的物距u分别与各自凸透镜的一倍焦距和二倍焦距进行比较可知,当物距介于二倍焦距与一倍焦距之间时,在光屏上成放大的像;当物距等于二倍焦距时,所成的像是等大的;当物距大于二倍焦距时,所成的像是缩小的。
(3)分析比较实验序号2与3与4(或6与7与8)数据中的物距u与像距v及所成像的变化关系,可以发现当物距增大时,像距减小,光屏上成的像变小,故能得出结论:物距增大时,像距减小,像变小。
7.(22-23八年级上·上海青浦·期末)某同学利用“凸透镜成像规律”确定凸透镜的焦距范围,做了如下实验,实验装置如图所示。
(1)实验前应调节器材,使蜡烛、凸透镜、光屏的中心在 ,这样做的目的是 ;
(2)实验时他先将凸透镜放在50厘米处,将蜡烛移到34厘米处,然后当他将光屏移到77厘米处时光屏上成一个清晰的像。问:该凸透镜的焦距在 的范围中(请结合本学期所学的知识写出分析过程)。
【答案】 同一高度 使像成在光屏中央 8厘米<f<13.5厘米 见解析
【详解】(1)[1][2]实验前,为了使像能成在光屏的中央,应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。
(2)[3][4]由题意可知
此时物距小于像距,成清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,此时物距在1倍焦距与2倍焦距之间,像距大于2倍焦距,即
解得
8.(23-24八年级上·上海杨浦·期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处,将光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧,如图所示。
(1)为使像成在光屏中央,应该进行的实验操作是:调节凸透镜和光屏的中心,使之与烛焰的中心在 ;
(2)保持蜡烛与凸透镜位置不变,为了找到烛焰清晰的像,应将光屏向 移动(选填“左”或“右”),所成的像为 的实像(选填“倒立缩小”、 “倒立放大”或“正立放大”)。该规律相当于 的应用(选填“照相机”、 “投影仪”或“放大镜”)。
(3)若将凸透镜移动到光具座上35cm刻度处,光屏应在光具座的 厘米(选填“50~60”、“60~70”或“大于70”)刻度范围内移动能再次得到像。
【答案】 同一高度 左 倒立缩小 照相机 大于70
【详解】(1)[1]实验前,依次将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,调整烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心大致在同一高度,其目的是使像成在光屏的中央。
(2)[2][3][4]由题意可知,凸透镜的焦距为10cm,由图可知,此时物距为40.0cm,大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立缩小的实像,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即光屏在60cm与70cm之间,所以应将光屏向左移动,该规律与照相机的成像原理相同。
(3)[5]将凸透镜移动到光具座上35cm刻度处,此时的物距为15.0cm,在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立放大的实像,像距大于二倍焦距,所以光屏应在光具座大于70cm刻度范围内移动才可以再次得到像。
9.(23-24八年级上·上海杨浦·期末)小杨为研究凸透镜成虚像时像距和物距的关系,选取物体、凸透镜各一个进行实验,通过对实验和光路的分析,得到相关数据记录在下表中:
实验序号
物距(cm)
像距(cm)
1
2.0
2.5
2
5.0
10.0
3
6.0
15.0
(1)分析比较序号1~3的数据中物距、像距的变化情况,可得出初步结论:同一凸透镜成虚像时, ;
(2)小杨在研究中发现:物体通过凸透镜成虚像时,像距越大,像越大。借助凸透镜把纸上的文字放大进行阅读时,想要看到的文字更大一些,透镜距离文字应该 一些(选填“远”或“近”);
(3)小杨用放大镜看如图如图(a)、(b)所示书籍,发现在物距L1时成正立放大的像,在物距L2时成倒立缩小的像,请根据所学的知识,比较L1、L2的大小关系 ,并说明理由 。
【答案】 像距始终大于物距 远 见解析
【详解】(1)[1]分析表格数据可知,同一凸透镜成虚像时,像距始终大于物距。
(2)[2]物体通过凸透镜成虚像时,像距越大、像越大。想要看到的文字大一些,应增大物距,即透镜距文字应该更远一些。
(3)[3][4]根据凸透镜成像规律可知,当物距小于一倍焦距时,成正立放大的虚像,当物距大于二倍焦距时,成倒立缩小的实像。实验中发现在物距L1时成正立放大的像,则有
而在物距L2时成倒立缩小的像,则有
故有
10.(23-24八年级上·上海普陀·期末)小普同学用图1所示的实验装置模拟图2中的照相机来研究使用照相机成像的情况.图1实验装置中使用的是一只水凸透镜,利用注射器注水的方法可以连续改变水凸透镜的厚度D,从而改变凸透镜的焦距f。实验记录的数据如下表所示,所用发光体“字符”的高度H为3厘米,水凸透镜的焦距。
序号
水凸透镜的焦距
物距
像距
像高
物屏距离
1
35.0
14.0
1.2
49.0
2
30.0
15.0
1.5
45.0
3
34.6
10.4
0.94
45.0
4
24.0
12.0
1.5
36.0
5
42.0
7.0
0.5
49.0
6
18.0
9.0
1.5
27.0
(1)图2中的“感光元件”相当于图1中的 。
(2)根据序号1和2(或3和4、5和6)的数据,分析比较焦距f、物距u、像距v以及像高的变化情况,可归纳得出的初步结论是:当凸透镜的焦距不变时, 。
(3)根据序号1和5(或2和3)中焦距f、物距u、像距v及物屏距离L的数据可知:保持物屏距离(发光物到光屏的距离)L不变,通过注射器调节水凸透镜的焦距变小,这时要使光屏上成清晰的像,应移动水凸透镜的位置使物距u 、像距v ,光屏上的像高 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)图3所示是图2中照相机的镜头.拍照片时,转动“变焦环”相当于用注射器调节水凸透镜的焦距,可在之间连续改变镜头的焦距;前、后移动照相机的位置和转动“对焦环”使镜头向外伸出或向内缩进,相当于在光聚座上移动水凸透镜的位置调节物距和像距的大小.根据序号2、4和6的数据,若要使人在物屏距离L不同的情况下所成的像一样大,需要对照相机进行的相应操作是: 。
【答案】 光屏 成缩小的实像时,物距越小,像距越大,像越大 变大 变小 变小 照相机的位置向前移动,镜头向内缩进
【详解】(1)[1]图2中的“感光元件”是用来承接像的,相当于图1中的光屏。
(2)[2]根据表格中序号1和2的数据可知,此时焦距不变,像为缩小的实像,由表格数据可知,此时物距越小,像距越大,像越大。
(3)[3][4][5]由表格中1和5(或2和3)可知,成缩小的实像时,保持物屏距离(发光物到光屏的距离)L不变,通过注射器调节水凸透镜的焦距变小,要使光屏上成清晰的像,应移动水凸透镜的位置使物距变大、像距变小,此时物体的像会变小。
(4)[6]根据表格中序号2、4和6的数据可知,焦距变小,要使人成的像一样大,应减小物距,减小像距,因此应对照相机进行的操作是向前移动照相机的位置,并将照相机的镜头向内缩进。
1
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$