内容正文:
物理
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模块二 光 学
命题点4 透镜及其成像规律
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考向1 透镜及其对光的作用(2016.1第2空)
1.汽车香水的主要成分是易燃酒精,如图所示为四瓶香水的透明玻璃瓶盖
形状各异,最不适合放在汽车前挡风玻璃下的是哪种瓶盖造型 ( )
A. B. C. D.
√
4
第2题图
2.“冰能生火”,这是真的吗?为了验证这一现象的真实性,
实验小组用冰块制作成凸透镜.如图所示,用冰块打磨的
凸透镜成功将干草点燃.请你回答:
(1)制作凸透镜的过程中要尽量避免阳光直射,这样是
为了减缓冰块______(填物态变化名称);用冰凸透镜
将干草点燃过程中的能量转化是________________.
熔化
光能转化为内能
(2)能将干草点燃是因为凸透镜对光有______作用;冰凸透镜表面越
______(选填“光滑”或“粗糙”),它对光的这种作用越明显.将干草放置在
凸透镜的______位置,可以更快将其点燃.
会聚
光滑
焦点
5
3.如图所示,凸透镜的主光轴与水面相平, 是凸透镜的焦点.一束平行于
主光轴的光射向凸透镜,经凸透镜折射后,在水面处发生了反射和折射,
请画出反射光线和大致折射光线.
第3题图
第3题答图
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4.如图,一束光垂直于凹透镜的主光轴射向平面镜,请在图中画出该束光
经平面镜反射再通过凹透镜折射的光路图.
第4题图
第4题答图
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考向2 凸透镜成像的规律(10年4考)
【方法指导】
凸透镜成像规律主要是分析物距、焦距、像距的大小关系及其成像特点,
根据试题已知的条件,可以按以下几种情况分析:
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1.已知物距和凸透镜焦距
①当时, ,成倒立、缩小的实像,应用于照相机、摄像
机等;
②当时, ,成倒立、等大的实像,应用于测凸透镜焦距;
③当时, ,成倒立、放大的实像,应用于投影仪、幻灯
片;
④当 时,不成像;
⑤当 时,成正立、放大的虚像,应用于放大镜.
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2.已知题干或图中给出了物距和像距的大小关系,并说明光屏上成清晰的
像,此时有:
①当 时,成倒立、缩小的实像;
②当 时,成倒立、等大的实像;
③当 时,成倒立、放大的实像.
3.凸透镜成像动态规律
①成实像时:物近像远像变大,物远像近像变小;
②成虚像时:物近像近像变小,物远像远像变大;
③不论成实像或虚像,物越靠近焦点,像越大.
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5.如图所示,、、、个点在凸透镜主光轴上, 为焦点.若保持凸透
镜和光屏的位置不变,则物体放在哪个位置时,可能在光屏上观察到物体
的像( )
第5题图
A. 点 B. 点 C. 点 D. 点
√
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6. 在探究凸透镜成像规律的实验时,已知凸透镜的焦距
为 ,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(像未画出).以下均保持凸透镜位置不变.
第6题图
(1)此时光屏上成烛焰____________
的实像(填像的形状特点),此成像
规律应用于________.将蜡烛移至光具
座 刻度线处时,为使光屏上再次
成清晰的像,应将光屏向____
倒立、缩小
照相机
右
倒立、缩小
变大
(选填“左”或“右”)适当调节,此时光屏上像的特点是____________的实
像,像和原来相比较______(选填“变小” “变大”或“不变”).
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(3)当将蜡烛移至光具座刻度线处时,需在光具座 刻度线的
____(选填“左”或“右”)侧适当移动光屏,光屏上才能成烛焰___________
清晰的实像(填像的形状特点),此成像规律应用于_______.
第6题图
(2)当将蜡烛移至光具座 刻度
线处时,移动光屏使烛焰在光屏上成
清晰的像,此时光屏在光具座____
刻度线处,像的特点是____________
的实像.
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倒立、等大
右
倒立、放大
投影仪
(4)当将蜡烛移至光具座 刻度线处时,调节光屏,透过凸透镜,在
光屏上______(选填“能”或“不能”)看到烛焰的像.
不能
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(5)当将蜡烛移至光具座 刻度线处时,成烛焰____________的虚像
(填像的形状特点),从蜡烛一侧透过透镜____(选填“能”或“不能”)看
到烛焰的像,不透过透镜在光屏上______(选填“能”或“不能”)看到烛焰
的像.当将蜡烛移至光具座 刻度线处时,烛焰的像将______
(选填“变小”“变大”或“不变”),此成像规律应用于________.
正立、放大
能
不能
变大
放大镜
第6题图
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第7题图
7.(2018河南11题2分)在“探究凸透镜成
像规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸
透镜及光屏处于如图所示位置时,在光
屏上得到烛焰清晰的像.下列说法中正确
的是 ( )
A. 光屏上成倒立、缩小的实像
B. 图中成像特点与照相机的成像特点相同
C. 透镜不动,蜡烛向左移动,光屏向右移动,可再次得到清晰的像
D. 透镜不动,将蜡烛与光屏互换位置,光屏上仍能得到清晰的像
√
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(1)由题图可知该凸透镜的焦距的范围为_____________ .
(2)透镜不动,将蜡烛向左移动时,将光屏适当向____移动,光屏上才
能再次得到清晰的像,此像和原来的像相比将______(选填“变小”“变大”
或“不变”).
(3)在图中蜡烛和透镜之间放一副眼镜片,发现光屏上的像变模糊了,
当把光屏适当向左移动时,光屏上再次成清晰的像,则这副眼镜片是____
视眼镜.
【拓展设问】
左
变小
远
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8.图a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸
透镜所看到的刻度尺的像.若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻
度尺的像的先后顺序正确的是 ( )
第8题图
A. 甲 乙 丙 丁
B. 乙 丙 甲 丁
C. 乙 丁 甲 丙
D. 丙 甲 乙 丁
√
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第8题图
【解析】刻度尺到凸透镜的距离(物距)在一倍
焦距以内时,凸透镜成正立、放大的虚像,即乙
图;刻度尺到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦
距之间时,凸透镜成倒立、放大的实像,即丁图;
刻度尺到凸透镜的距离在二倍焦距处,凸透镜成倒立、等大的实像,即甲
图;刻度尺到凸透镜的距离在二倍焦距以外时,凸透镜成倒立、缩小的实
像,即丙图;综上可知,凸透镜从贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻度
尺的像的先后顺序为乙 丁 甲 丙,故选C.
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9.在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表
所示.根据表中信息判定下列说法中错误的是 ( )
实验次序 1 2 3 4 5
物距 50 40 30 25 20
像距 22 24 30 38 60
A. 该凸透镜的焦距是
B. 当 时,凸透镜成放大的像,放大镜就是根据这一原理制成的
C. 当 时,凸透镜成缩小的像,照相机就是根据这一原理制成的
D. 若把物体从距凸透镜处向距凸透镜 处滑动,像会逐渐变小
√
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【解析】由表中的数据可知,实验3中, ,此时
,,故A正确;当 时,物距大于一倍焦距
小于二倍焦距,凸透镜成倒立、放大的像,投影仪就是根据这一原理制成
的,故B错误;当 时,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,则物
距大于二倍焦距,凸透镜成缩小的实像,照相机就是根据这一原理制成的,
故C正确;若把物体从距凸透镜处向距凸透镜 处滑动,物距变
大,像距变小,像变小,故D正确.故选B.
实验次序 1 2 3 4 5
物距 50 40 30 25 20
像距 22 24 30 38 60
20
第10题图
10.[2023郴州改编][双选]如图所示,烛焰、凸
透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的
焦距为 ,凸透镜的位置保持不变.以下说法
正确的是( )
A. 当蜡烛放在图中区域时,光屏应放在图中 区域才可能呈现清晰的像
B. 蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像会逐渐变小
C. 若无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,则蜡烛可能放在图中 区域
D. 若光屏上要得到一个放大的像,则蜡烛应该放在图中 区域
√
√
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第10题图
【解析】当蜡烛放在图中A区域,此时物距大于二
倍焦距,根据, ,成倒立、缩小的
实像,光屏应放在图中 区域才可能呈现清晰的像,
故A错误;蜡烛从图中位置逐渐远离透镜,此时物距增大,根据凸透镜成
实像时,物远像近像变小,可知所成的像会逐渐变小,故B正确;若无论
怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,说明成的是虚像,蜡烛应该在一倍
焦距内,即C区,故C错误;若光屏上要得到一个放大的像,根据
,成倒立、放大的实像,则蜡烛应该放在图中B区域,故D正确,
故选 .
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实验 探究凸透镜成像的规律(10年4考)(2022版课标必做实验)
11.(2024河南9题2分)在“爱眼日”宣传活动中,小明用如图所示的装置研
究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像.接
下来下列操作可模拟近视眼的是( )
第11题图
A. 向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧
B. 向水透镜注水,烛焰的像成在光屏左侧
C. 从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏右侧
D. 从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧
√
23
第12题图
12.(2023河南17题4分)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)小强发现用凸透镜看远处物体时,
可以看见倒立、缩小的像;用该凸透
镜看自己的指纹时,能看见正立、放
物距
(2)在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,调节三者的高度时,
______(选填“需要”或“不需要”)点燃蜡烛;调节高度的目的是使像能呈
现在__________.
需要
光屏中央
大的像.由此猜想:凸透镜成像的特点可能与______有关.
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(3)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到烛
焰清晰的像(像未画出),这个实验现象可以说明________(选填“放大
镜”“投影仪”或“照相机”)的成像特点.
照相机
第12题图
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【拓展设问】
(1)图中保持凸透镜的位置不变,把蜡烛向左移动到光具座 刻度处,
为在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向____(选填“左”或“右”)移动,
像的大小将______(选填“变大”或“变小”).
左
变小
(2)图中保持蜡烛和凸透镜的位置不变,当把光屏向左移动时,光屏上
所成像的大小将______,清晰度将______.
变小
变差
第12题图
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(3)实验后经分析发现,在物距和成像特点相同的情况下,各实验小组
测出的像距不同,原因可能是 ____________________________.
(写出一种即可)
各组使用的凸透镜的焦距不同
(4)同组的小明选择 灯替代平时常用的蜡烛做此实验,其优点是
__________________.(写出一条即可)
成像稳定便于观察
第12题图
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13.[2024贵州]如图所示,用焦距为的凸透镜、高度为的 形光
源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律,通过测量像的
高度反映像的大小.
第13题图
(1)若要测量光源在光屏上所成像的高度,还需要的测量工具是________.
刻度尺
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(2)将光源逐渐靠近凸透镜,移动光屏,三次成倒立实像的相关数据记
录如下表.分析表中数据,可得出结论:凸透镜成实像时,物距变小,像距
变____,像变____.
物高
实验次数 1 2 3
物距/ 30 20 15
像距/ 15 20 30
像高/ 3 6 12
大
大
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第13题图
(3)继续移动光源至物距为 时,发现无论如何移动光屏,均不能在
光屏上成像,人眼应从______(选填“光源”或“光屏”)一侧透过凸透镜观
察光源的像,此时能否用(1)问中的测量工具直接测出观察到的像高?
______(选填“能”或“不能”).
光屏
不能
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第13题图
(4)若保持光源到光屏的距离为
不变,仅移动凸透镜改变物距,
则上表中第___次实验的成像情况不
能探究,理由是:________________
______________.
2
物距像距
【解析】若保持光源到光屏的距离为 不变,仅移动凸透镜改变物距,
由表中数据可知,第1次实验的物距等于第3次实验的像距,第1次实验的
像距等于第3次实验的物距,根据在光的折射中,光路是可逆的可知,光
屏上能成清晰的实像,而第2次实验,物距像距 ,因
此仅移动凸透镜不能探究第2次实验的成像情况.
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14.[2024湖北+陕西]同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透
镜,通过凸透镜看到的情景如图甲所示.为了弄清其原理,他们进行了如下
探究,已知凸透镜的焦距为 .
第14题图
(1)实验时,调节好烛焰、凸透镜和光屏的位置后,固定凸透镜的位置,
将蜡烛放在距离凸透镜较远处,此时应移动______直至出现________的像.
光屏
最清晰
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(2)如图乙,将蜡烛放在较远处,移动光屏使
光屏上呈现清晰的实像,观察像的性质,测出
物距和像距;逐次改变物距,重复上述操作,
实验记录如下表:
第14题图
序号 物距/ 像的性质 像距/
正倒 大小
1 24.0 倒立 缩小 17.2
2 22.0 倒立 缩小 18.8
3 20.0 倒立 等大 20.0
4 18.0 倒立 放大 22.4
5 16.0 倒立 放大 27.0
……
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分析数据可知:当物距大于凸透镜焦距时,物距减小,像距______;凸透
镜成缩小实像时,物距___(选填“ ”“ ”或“ ”)像距.
增大
(3)实验中,小明将自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原
来清晰的像变模糊.将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,
由此可判断小明佩戴的是______(选填“近视”或“远视”)眼镜.
远视
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(4)小宇受第4、5组实验结果启发,推测文物与其前方凸透镜的距离 和
凸透镜焦距的关系为 .小丽对小宇的观点提出了质疑,她继续
减小物距,发现蜡烛在某位置时,无论怎样移动光屏,光屏上都看不到像.
小丽撤去光屏,从图乙中___侧(选填“”或“ ”)向透镜方向观察,看到
了正立放大的像,测得物距为,她推测和的关系应为 .______
的推测合理,理由是______________________________________________
___________________________________________________________.
小丽
博物馆木牍上的字所成的是正立放大的像,小丽推测的依据是实验中看到了正立放大的像,与博物馆看到的现象一样
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第14题图丙
(5)做完实验后,小明判断当无人机在高空拍摄地面场景时,所成的像
最靠近图丙中凸透镜主光轴上的___(选填“”“”“”或“ ”)点.
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$$