内容正文:
第五章 透镜及其应用
一、选择题
1.在探究凸透镜成像规律时,将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座,调整后的位置如图,此时在光屏上得到蜡烛清晰的像,下列描述正确的是( )
A.光屏上成倒立、放大的实像
B.蜡烛向左移动一段距离,为了在光屏上成清晰的像,光屏应远离凸透镜
C.随着蜡烛燃烧的越来越短,光屏上像的位置逐渐向上运动
D.在蜡烛和光屏之间放一近视眼镜,光屏应靠近凸透镜才能成清晰的像
2.小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示的两种情景.以下说法中正确的是( )
A.甲图中成的是实像;乙图中成的是虚像
B.甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外;乙图中书本在凸透镜l倍焦距以内
C.甲图中凸透镜靠近书本,所成的像变小;乙图中凸透镜远离书本,所成的像也变小
D.甲图中成像规律可应用于投影仪;乙图中成像规律可应用于放大镜
3.用镜头焦距不变的照相机给同学拍照,底片上成一清晰的全身像,若要改拍半身像,则应该使( )
A.照相机靠近该同学,镜头向前调节
B.照相机远离该同学,镜头向后调节
C.照相机远离该同学,镜头向前调节
D.照相机靠近该同学,镜头向后调节
4.如图甲所示是公共场所的宣传投影灯,装在高处的投影灯照在地面上出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射
B.该投影灯的成像原理与照相机相同
C.调小镜头与图片的距离图案变小
D.地面上看到的是放大的虚像
5.如图是某村第一书记为当地特产直播带货的情景。下列说法正确的是( )
A.直播使用的手机摄像头成的是正立、缩小的实像
B.手机屏幕的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光组成的
C.为了使网友看清商品细节,应将商品紧贴摄像头
D.手机摄像头成像原理是光沿直线传播
6.把一物体放在凸透镜前,在凸透镜另一侧处的光屏上得到一个缩小的实像,该凸透镜的焦距可能是( )
A. B. C. D.
7.一个物体在凸透镜前的主光轴上,在凸透镜另一侧的光屏上形成该物体的明亮、清晰的实像,当用不透光的物体遮住凸透镜的上半部分后,物体此时在光屏上形成的像是( )
A.只有上半部分,亮度不变 B.只有下半部分,亮度不变
C.与原来相同,亮度不变 D.与原来相同,亮度变暗
8.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的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距范围为7.5cm<f<15cm
B.光屏上成倒立、放大的实像
C.透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向左移动,可再次得到清晰的像
D.蜡烛和光屏不动,移动凸透镜到适当位置,光屏上可再次得到清晰的缩小的像
二、填空题
9.如图所示为商场中经常看到的广告投影灯及其内部结构示意图,各个方向都能看到地面上的广告图标,这是发生了 反射。已知镜头焦距为15cm,则广告片到镜头的距离应在 cm的范围内调节。为了在地面上得到更大的、清晰的广告图标像,可将凸透镜适当 (选填“靠近”或“远离”)广告片。
10.如图是翱翔在滇池上空一群海鸥的照片,由图可知:远处的海鸥比近处的小,这是因为 ;若其中一只海鸥距离水面的高度是5m,水面距离水底的深度是3m,那么此海鸥经过水面所成的像距离水面 m。
11.如图是某同学制作的昆虫观察瓶。为了便于观察瓶底小昆虫放大的像,他在瓶口安装的应是 (选填“凸”或“凹”)透镜,对光线有 作用。若瓶口到瓶底的距离为10cm,他选择透镜的焦距应 (选填“大于”、“等于”或“小于”)10cm。
12.我们的眼睛是高级的照相机,如图所示是眼球的结构图。其中 相当于照相机的镜头,当我们看远处物体时它会自动 (选填“增大”、“减小”)其厚度;当光线变强时,瞳孔会自动变 ;如果经常长时间看手机等近处物体,会使晶状体变厚,物体的像落在视网膜的 方,形成 ,应该佩戴 镜来矫正。
13.如图,小明探究光的色散现象时,看到白光经三棱镜后,光屏上出现了彩色色带。该实验最早是 (填科学家)做的,这说明 ,若同时将红、绿两束光平行主光轴射向凸透镜,如图乙,则当红光与主光轴交于F点时,绿光与主光轴的交点将在F点的 (选填“左”或“右”)边。
三、作图题
14.如图所示,MN为凸透镜的主光轴,A为蜡烛,根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点,并将它们画出来。
四、实验探究题
15.在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)需要将凸透镜、蜡烛和光屏安装在光具座上,置于中间位置的应是 o
(2)调好装置,将蜡烛放在2倍焦距之外,光屏上能成 (选填“放大”或“缩小”)、倒立的 像(选填“实”或“虚”)。生活中常用的 是利用这一成像规律制作的。
(3)将蜡烛移至1、2倍焦距之间某处,光屏上成清晰的像。若烛焰中心下降1cm,光屏上的像会 移动(选填“向上”或“向下"),移动的距离 1cm(选填“大于”“小于"或“等于”)。
16.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前,应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上;
(2)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;保持透镜位置不变,对调光屏和烛焰,此时 (选填“能”或“不能”)成像,如果能成像,像是 (选填“实”或“虚”)像;
(3)完成实验后,继续模拟远视眼的缺陷:给透镜戴上远视眼镜,调节光屏的位置,使烛焰在光屏上成一个清晰的像;取下远视眼镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,为使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏 (选填“远离”或“靠近”)透镜;
(4)当光屏上呈现清晰的像时,不改变图中蜡烛和透镜位置:
①若将凸透镜换成焦距相同但镜面较小的凸透镜,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;
②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”);
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】C
【解析】【解答】A、实像都是倒立的,虚像都是正立的,应该是甲图中成的是虚像;乙图中成的是实像,故A错误;
B、甲图成正立放大的虚像,物距小于焦距;乙图成倒立放大的实像,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,故B错误;
C、甲图成虚像,物距变小,像变小;乙图成实像,物距变大,凸透镜远离书本,像变小,故C正确;
D、甲图中成像规律可应用于放大镜;乙图中成像规律可应用于投影仪,故D错误。
故选C。
【分析】凸透镜成像规律:
①物距小于焦距成正立放大虚像,物像同侧.应用是放大镜。
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距.应用是幻灯机、投影仪。
③物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距。
④物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距.应用是照相机。
⑤成虚像时,物距变大,像距变大,像变大,成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
3.【答案】A
【解析】【解答】用镜头焦距不变的照相机给同学拍照,底片上成一清晰的全身像,若要改拍半身像,相片大小不变,像由全身变为半身,像变大,物距变小,像距变大,所以照相机离人要近一些,镜头要向前调节.
故选A.
【分析】凸透镜成实像时,物距减小、像距变大、像变大.根据这个规律进行判断.
4.【答案】A
5.【答案】B
6.【答案】B
【解析】【解答】 把一物体放在凸透镜前,在凸透镜另一侧处的光屏上得到一个缩小的实像, 则f<16cm<2f,解得:8cm<f<16cm。
故选B。
【分析】当凸透镜成倒立缩小的实像时,物距u>2f,像距f<v<2f,据此分析解答。
7.【答案】D
【解析】【分析】要解决此题需要掌握凸透镜成像的成因.凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;
如果凸透镜的口径大,透过的光多,像就亮;由于不慎将透镜的上沿摔掉一块,口径小,透过的光少,像就暗.
【解答】
物体的每一点发出的无数光线,即这些光线一部分通过凸透镜的上部成像在光屏上,也有一部分通过凸透镜的下部成像在光屏上,所以将凸透镜上部碰掉一块时,只是去掉了该点发出的成像光线的一部分,通过凸透镜的下部的那部分光线仍能成像在光屏上,所以成像的性质不变,由于通过的光在减少,所以像的亮度变暗.
故选D.
【点评】解答此题时,很容易出现这样的错误答案,由于将凸透镜上部碰掉一块,上面的光线不能通过,故缺少上半部分.有的同学考虑的更仔细,凸透镜成的是倒立的实像,所以应该是缺少下部分.出现这种错误的原因是对其成像的具体过程不清楚造成的,如果掌握了物体的成像光路图,此题就容易解决了.
8.【答案】A
9.【答案】漫;15~30;靠近
10.【答案】根据照相机原理,物体位于2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律,远处的海鸥比近处的海鸥物距更大,像距更小,像更小,故远处的海鸥比近处的小。;5
【解析】【解答】 根据照相机原理,物体位于2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,根据凸透镜成像规律,远处的海鸥比近处的海鸥物距更大,像距更小,像更小,故远处的海鸥比近处的小。
根据平面镜成像的特点,像距等于物距,若其中一只海鸥距离水面的高度是5m,则物距为5m,则像距为5m,那么此海鸥经过水面所成的像距离水面5m。
故答案为:远处海鸥的物距大,像距小,所成的像小;5
【分析】凸透镜成实像时,物远像近像变小;平面镜成像的原理是光的反射形成的,成的像是虚像,是由光的反向延长线形成的,是人的主观感觉,不能用光屏承接,平面镜成像与物体等大。
11.【答案】凸;会聚;大于
【解析】【解答】在瓶口处安装一个透镜便于观察瓶底小昆虫放大的像,安装的应是凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用。
盒盖到盒底的距离为10cm,物距是10cm,凸透镜做放大镜使用,物距小于焦距,凸透镜的焦距要大于10cm。
【分析】凸透镜对光有会聚作用,当物体在凸透镜的焦点内时,成正立放大的虚像。
12.【答案】晶状体;减小;小;前;近视;凹透
【解析】【解答】眼球上的晶状体形如凸透镜,相当于照相机的镜头。
看远处物体时,晶状体会自动调节,减小厚度,使焦距变大,对光的偏折能力变弱。
光线变强时,瞳孔会自动变小,减小进入眼中的光线。
经常长时间看手机等近处物体,会使晶状体变厚,焦距变小,导致折光能力变强,物体成像在视网膜前方,形成近视,此时想要像呈现在视网膜上,应该佩戴对光具有发散作用的凹透镜镜来矫正。
【分析】眼睛的结构中,晶状体相当于凸透镜;晶状体可以改变厚度,瞳孔大小改变可以调节光线;近视眼成像在视网膜前,利用凹透镜矫正。
13.【答案】牛顿;白光不是单色光,是由多种色光混合而成;左
14.【答案】
15.【答案】(1)凸透镜
(2)缩小;实;照相机
(3)向上;大于
【解析】【解答】(1) 凸透镜、蜡烛和光屏安装在光具座上,置于中间位置的应是凸透镜;(2) 将蜡烛放在2倍焦距之外,光屏上能成缩小的、倒立的实像,照相机是利用这一成像规律制作的;(3) 将蜡烛移至1、2倍焦距之间某处,光屏上能成放大的、倒立的实像,烛焰中心下降1cm,凸透镜位置不变,根据光线过光心不改变方向,烛焰在光屏上的像将向上移动,因为光屏上成的是放大的、倒立的实像,因此像移动的距离大于烛焰中心下降距离,即移动的距离大于1cm.
【分析】(1)探究凸透镜成像规律时,凸透镜在中间位置;(2)当物体在凸透镜的二倍焦距以外时,成倒立缩小的实像,应用于照相机;(3)物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立放大的实像。
16.【答案】主光轴;放大;投影仪;能;实;远离;变暗;向左;变小
【解析】【解答】(1) 实验前,应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
(2)由图所示,物距小于像距,所以像为倒立的放大的实像,例子为放大镜, 保持透镜位置不变,对调光屏和烛焰, 在折射时,光路是可逆的,所以能成像,物距大于像距,此时像为倒立的缩小的实像。
(3)远视镜是凸透镜,可以会聚光线,若取下远视眼镜,则会延迟成像,所以应使光屏远离凸透镜。
(4)镜面变小,表明透过的光变少,因此像变暗,大小不变。焦距变小,说明提前成像,需将光屏向左移动才能成清晰的像;当焦距变小时,相当于增大了物距,因此像变小。
综上 第1空、主光轴; 第2空、放大; 第3空、投影仪; 第4空、能; 第5空、实; 第6空、远离; 第7空、变暗; 第8空、向左; 第9空、变小。
【分析】1、透镜成像试验:实验步骤:1)实验前,应调节凸透镜、蜡烛烛焰、光屏的中心大致在同一水平高度,环境越暗,物体反射光越明显,所以实验应在较暗的环境中进行;2) 点燃并蜡烛,在光屏上得到一个等大、清晰的烛焰的像,测量此时物到透镜的距离(焦距);3)移动蜡烛,观察像的变化
2、远视眼,光线汇聚作用较弱,需要凸透镜(对光线具有汇聚作用)进行矫正;
3、透镜成像规律:物体距透镜小于一倍焦距,呈正立放大的虚像;物体大于一倍焦距小于二倍焦距,呈倒立立放大的实像;物体大于二倍焦距,呈现倒立缩小实像,物近像远像变大。凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小;物距越小,像距越大,像越大。
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