内容正文:
第3节 透镜及其应用
一、选择题
1.[2024扬州]在探究凸透镜成像规律时,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,光屏上的像清晰,此成像规律的应用是 ( )
第1题图
A.照相机 B.放大镜 C.摄像机 D.投影仪
2.[2024福建]我国某新型战斗机配有光电搜索跟踪系统,系统中的光学元件相当于晶状体,内置光电传感器相当于视网膜,成像原理与人眼相似。从空中拍摄地面物体时,物体在光电传感器上形成的像是 ( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、等大的实像
C.倒立、放大的实像 D.正立、放大的虚像
3.[2024苏州]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 ( )
第3题图
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
4. [2024山西]如图为青少年眼病患者眼球与正常眼球对比图。关于该患者的晶状体及视力矫正,下列说法正确的是 ( )
第4题图
A.对光的会聚能力太强,需佩戴近视眼镜
B.对光的会聚能力太强,需佩戴远视眼镜
C.对光的会聚能力太弱,需佩戴近视眼镜
D.对光的会聚能力太弱,需佩戴远视眼镜
5.[2024天津](多项选择)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正确的是 ( )
实验次序
物距/cm
像的性质
像距/cm
1
20
倒立、等大、实像
2
30
15
3
15
倒立、放大、实像
30
A.第1次实验的像距为20 cm
B.第2次实验成倒立、缩小的实像
C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同
D.若物距是12 cm,物体通过透镜所成的像是虚像
6.[2024临沂]在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当蜡烛、凸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。保持凸透镜的位置不变,则 ( )
第6题图
A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0 cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0 cm刻度线上,光屏上仍能承接到像
二、填空题
7.[2024河北]如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此成像原理可用于制作 。不改变蜡烛与光屏的位置,向 (选填“左”或“右”)移动凸透镜到某一位置,能再次在光屏上成清晰的像。若烛焰的高度大于凸透镜的直径,在足够大的光屏上 (选填“能”或“不能”)成清晰且完整的像。
第7题图
8.[2024连云港]小明将凸透镜正对太阳光,在距离凸透镜10 cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑,此凸透镜的焦距为 cm。如图所示是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况,如果他想看到更大的正立的“国”字,小明需要将凸透镜 (选填“远离”或“靠近”)书本,凸透镜和书本的距离应满足的条件是 。
第8题图
9.[2024兰州]小彤的爷爷能看清远处的物体,却看不清近处的物体,是因为来自近处某点的光会聚在他视网膜的 (选填“前”或“后”)方,小彤推断爷爷可能患上了 (选填“近”或“远”)视眼,需要佩戴 (选填“凸”或“凹”)透镜进行矫正。
三、作图题
10. [2024安徽]据晋代张华的《博物志》记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则得火。”这种利用冰透镜向日取火的方法,体现了我国古代劳动人民的智慧。如图所示,若把冰块制成的凸透镜正对着太阳,将太阳光看成平行光,冰透镜的焦点为F,请在图中完成光路。
第10题图
11.[2024宜宾]如图所示,根据透镜对光的作用,将图中三条光线补充完整。
第11题图
四、实验与科学探究题
12.[2024武汉]实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中:
第12题图
(1)图甲中,点燃蜡烛后,光屏上恰能成清晰的像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上再次成清晰的像,同学们提出了两种不同的解决方案。
方案一:仅将光屏向 移动一段距离。
方案二:仅换用焦距较 的凸透镜。
(2)某同学利用焦距为20 cm的凸透镜观察指纹,保持指纹到眼睛的距离为40 cm不变,将凸透镜调整到如图乙所示的位置,看到了指纹正立、放大的像,此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成 (选填“倒立、缩小”“倒立、放大”或“正立、放大”)的像。
13.[2024湖北]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。为了弄清其原理,他们进行了如下探究。
第13题图
(1)如图乙,用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则此凸透镜的焦距为 cm。
(2)如图丙,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。
序号
物距/cm
像的性质
像距/cm
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
…
凸透镜成缩小实像时,物距 (选填“>”“<”或“=”)像距。
(3)小宇受第4、5组实验结果启发,推测木牍与其前方凸透镜的距离u和凸透镜焦距f的关系为f<u<2f。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,从图丙中 (选填“A”或“B”)侧向透镜方向观察,看到了正立、放大的像,测得物距为8.0 cm,她推测此时u和f的关系应为u<f。
的推测合理,理由是
。
1. [2024上海]光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10 cm时,光屏上成缩小的像。小申把光屏沿着光具座移动5 cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况,下列选项正确的是 ( )
A.一定成放大的像 B.可能成缩小的像
C.成像可能比原来小 D.成像一定比原来小
2.[2024河南]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。下列操作中可模拟近视眼的是 ( )
第2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
3.[2024哈尔滨节选]类比是解决问题的一种方法,图甲是利用S点发出的两条特殊光线探究凸透镜成像特点的光路图,请参照图甲的方法,在图乙上通过画图探究凹透镜成像特点(只需找到像点Q')。
第3题图
答案精析
【情境夯基础】
1.D 2.A 3.A 4.A 5.AB 6.C
7.投影仪 右 能 8.10 远离 小于10 cm
9.后 远 凸
10.如答图所示
第10题答图
11.如答图所示
第11题答图
12.(1)照相机 左 大 (2)倒立、放大
13.(1)10.0 (2)> (3)B 小丽 在博物馆通过凸透镜看到的字是正立、放大的,小丽推测的依据是实验中看到了正立、放大的像,与在博物馆看到的现象一样
【情境提思维】
1.B 【解析】当光屏和凸透镜的距离为10 cm时,此时在光屏上成缩小的像,则f<10 cm<2f,解得5 cm<f<10 cm;把光屏沿着光具座移动5 cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。如果是将光屏靠近凸透镜,则此时像距是5 cm,小于焦距,是不可能成实像的,故不成立;则光屏必定是远离凸透镜,此时像距变大,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,此时的像一定比原来大,但此时像距15 cm不一定大于2倍焦距,故可能是缩小,也可能是放大的实像,故B正确,A、C、D错误。
2.B
3.如答图所示
第3题答图
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