内容正文:
【第四章光的世界】
第5节科学探究:凸透镜成像
一、单选题
1.如图所示,将焦距为15cm的凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,关于凸透镜成像,下列说法不正确的是( )
A.若蜡烛不动,把光屏向右移动可在光屏上得到清晰的像
B.若蜡烛移至10cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
C.若蜡烛移至20cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰等大的像
D.在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,将光屏右移可再次成清晰的像
2.小文到青海湖旅游时,用照相机记录了青海湖的美景。以下物体与照相机成像规律相同的是( )
A.投影仪 B.近视眼镜
C.监控摄像头 D.放大镜
3.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛放在10cm刻度处,只移动光屏,能在光屏上得到清晰的放大像
C.将蜡烛放在20cm刻度处,只移动光屏,能在光屏上得到清晰的放大像
D.将蜡烛放在32cm刻度处,只移动光屏,能在光屏上得到清晰的放大像
4.在探究“凸透镜成像规律”时,小明用若干个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源,又用同样的白色方格板做成光屏。实验时选用的凸透镜焦距为10cm,当光源“F”(如图所示)离凸透镜40cm时,在光屏上得到的像为如图所示的( )
A. B. C. D.
5.如果物体离凸透镜22厘米时,能在光上屏上得到一个清晰的倒立缩小的像,则下列判断正确的是( )
A.如果物距小于11厘米时,一定成实像
B.如果物距等于11厘米时,一定成放大的实像
C.如果物距大于11厘米时,一定成放大的实像
D.改变物距,当像距为22厘米时,在光屏上得到的是放大的像
6.小明做了一个实验,将蜡烛、凸透镜放在如图所示的位置上,从蜡烛的另一侧透过凸透镜用眼直接观察到一个正立、放大的烛焰的像,利用这种成像原理可以制成()
A.平面镜 B.照相机 C.幻灯机 D.放大镜
7.如图所示表示一个凸透镜某次成像的情况,在这一次实验中( )
A.蜡烛到凸透镜的距离小于焦距
B.蜡烛到凸透镜的距离大于焦距而小于2倍焦距
C.像到凸透镜的距离大于焦距而小于2倍焦距
D.所成的是虚像
8.小明用凸透镜甲、乙做光学实验。他先用一“”光源和凸透镜甲、光具座、光屏做实验,把它们放在如图所示位置时,“”光源会在光屏上成一个清晰、等大的像,再把凸透镜乙正对着太阳光,调整凸透镜的位置,直至在白纸上观察到一个最小亮点,测量凸透镜光心到亮点的距离,如图所示。
图中,为使光屏上再次得到清晰的像,进行以下操作( )
①凸透镜甲和“”光源的位置都不动,光屏向右适当移动一段距离
②凸透镜甲位置不动,“”光源向右适当移动一段距离,光屏向左适当移动一段距离
③“”光源和凸透镜甲的位置都不动,把凸透镜甲更换为凸透镜乙,光屏向左适当移动一段距离
A.只有①是可行 B.只有②是可行
C.只有③是可行 D.①②③都不可行
二、多选题
9.在做探究凸透镜成像规律的实验时,当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如下图所示,在光屏的中央承接到了烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )
A.光屏上的像与照相机成的像性质相同
B.若只升高凸透镜,光屏上的像会向上移动
C.若只将蜡烛向左移动,光屏上还会承接到烛焰清晰的像
D.若只将凸透镜向左移动,光屏上还会承接到烛焰清晰的像
10.张宁用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是10 cm
B.图乙中烛焰成的是倒立、放大的虚像
C.投影仪成像特点与图乙中所成像的特点相同
D.将蜡烛远离凸透镜,保持凸透镜、光屏位置不变,烛焰可在光屏上成清晰的像
11.下列属于虚像的是( )
A.白塔在水中的倒影 B.照相机底片上得到人物的像
C.幻灯机在屏幕上放出的像 D.潜望镜看到远处景物的像
12.小红将一个密闭的圆柱形玻璃瓶里面装满水,把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧,在另一侧透过玻璃瓶看那支笔的笔尖(如图所示)。现将笔由贴近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动,下列说法不正确的是( )
A.小红能看到杯子是因为光的反射
B.笔尖离杯子越远小红看到的像越小
C.小红看到笔尖的过程光没有沿直线传播
D.铅笔尖是黑色是因为笔尖能吸收所有色光
13.小明在探究凸透镜成像规律的实验中,首先将凸透镜固定在光具座上30cm刻线处,将光屏安装在凸透镜的右侧。然后让一束平行光经过这个凸透镜,左右移动光屏,发现在如图所示的位置上出现一个最小、最亮的光斑,则以下说法中正确的是( )
A.该透镜的焦距是10cm
B.该透镜的焦距是40cm
C.当蜡烛距透镜30cm时,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰倒立、缩小的实像
D.当蜡烛距透镜5cm时,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰正立、放大的实像
14.如图所示为小明用透镜观察字的情况,下列说法正确的是( )
A.字与透镜的距离小于透镜的焦距
B.此透镜只能成虚像
C.此透镜可以用作近视眼镜
D.此透镜可以用来做照相机的镜头
15.为满足现代城市安保和管理的需要,国家在公共聚集地区、交通路口、社区小巷等安装了大量先进的360°高清摄像头,这种镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以自动调节,它的像距几乎不变。如图所示,小明同学在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,如果小明同学靠近或远离镜头,则( )
A.靠近镜头,镜头的焦点可能变在c点
B.靠近镜头,镜头的聚光能力会增强
C.远离镜头,镜头的焦点可能变在b点
D.远离镜头,镜头的焦距会变长
三、填空题
16.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12cm,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 (靠近/远离)广告片。
17.如图所示,小明找到两个焦距不同的放大镜模拟望远镜观察远处的景物,其中较远的物镜的作用是使物体成倒立的 (填“放大”或“缩小”)的实像,目镜成 (填“实”或“虚”)像。
18.如图所示,小明利用自拍杆进行自拍,景物通过手机镜头成倒立缩小的 (选填“实像”或“虚像”);与手拿手机自拍相比,利用自拍杆可以 (选填“增大”或“减小”)物距,取得需要的拍摄效果。
19.张明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图所示 ,该凸透镜的焦距是 cm,当把物体从距凸透镜 6cm 处移动到 7.5cm 处的过程中,所成像的大小 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
20.小明同学用焦距为 10cm 的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验。当蜡烛与凸透镜的位置如图甲所示时,人眼在 (选填“A、B、C”)处能观察到蜡烛经凸透镜折射所成的像,像是图乙中的 (选填“1、2、3、4”) 。
21.用照相机拍一朵盛开的荷花,荷花到镜头的距离要大于 ,荷花在底片上成倒立 的实像;若要把荷花的像拍得更大一些,则应使照相机镜头 (选填“远离”或“靠近”)荷花.
22.如图是小阳制作的多用途手电筒,AB处是可插入胶片的小插口,CD、EF是可左右伸缩的套筒,DF处装入凸透镜。当手电筒先作照明用时,调节套筒,使灯泡灯丝处于 位置,射出平行光线;在此基础上,作幻灯机使用时,在AB处插入幻灯片,接下来应把套筒向 (填“左”或“右”)移动,才能在前方屏幕上观察到 (填“正立”或“倒立”)放大的实像。请你再动脑思考指出该手电筒另外一项不同的功能: 。
四、计算题
23.在探究“凸透镜成像规律”实验中。
(1)如图甲所示,平行光正对凸透镜照射时,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距 cm;
(2)实验前必须调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的 上;
(3)当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时,光屏上 (选填“能”或“不能”)观察到烛焰清晰的像:①若能,请在下面横线上写出像的性质;②若不能,请在下面横线上说明仅在蜡烛和凸透镜之间加一个合适的什么透镜才能在光屏上看到清晰的像。答: 。
24.为了避免新型冠状病毒肺炎交叉感染,全国首个测温5G警用巡逻机器人在广州黄埔诞生。这款测温5G警用巡逻机器人有5个高清摄像头,可实现全景无死角巡逻。机器人上的摄像头相当于一个 透镜,它的成像原理和我们生活中的 (选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”)的成像原理相同。当行人远离摄像头时,行人所成的像将会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
25.如图所示,物体AB经凸透镜折射后所成像为A'B',已知AB的高为h,物距u,像距v,试用h1、u、v表示像高h2.
五、实验探究题
26.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,在图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像(未画出)。
(1)为了确定凸透镜的焦距,小明让一束平行光经过凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,可确定出焦距f= cm。
(2)图乙中烛焰在光屏成的像与生活中 的成像特点相同(选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”);
(3)若图乙中将蜡烛向右移动一小段距离,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像。
27. 小明在学习了凸透镜成像的规律后,继续深入探究。选用表中某一规格的凸透镜做实验,调整好器材后如图1甲所示,此时烛焰在光屏上成放大的像。
(1)光屏上的像是 (选填“实”或“虚”)像。若此时将蜡烛与光屏位置对调,屏上 (选填“会”或“不会”)出现像;
(2)一段时间后,小明发现烛焰的像如图1乙所示,此时将蜡烛向 调节可以使烛焰的像移到光屏中央;
(3)小明选的凸透镜焦距为 cm;
凸透镜编号
焦距/cm
直径/cm
①
5
35
②
5
45
③
10
4.5
④
15
4.5
(4)小明将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如图2所示,则小明看到的像应是 (选填字母);
(5)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关。若要验证其猜想,则可在表中选取编号为 两个凸透镜进行实验验证。
六、作图题
28. 如图所示,S'为烛焰S经过透镜在光屏上所成的像,请通过作图画出透镜、标出一个焦点F的位置,并完成光路图。
29.画出图中两条入射光线经凸透镜后的光线。
七、综合题
30.在“验证凸透镜成像规律”试验中,所用凸透镜的焦距为10厘米.
(1)在光具座上一次放置好实验器材后,应使凸透镜和光屏的中心跟 大致 以保证像能成在 .
(2)如图所示,此时物距为 厘米,现在光屏上找不到像,若要在光屏上得到最清晰的像,光屏应该向 移动(选填“左”、“右”).
(3)在光屏上确定最清晰的像后,像的性质 ,此时光屏在光具座上的具体位置约在 范围内.
(4)若物体向凸透镜靠近5厘米,移动光屏再次成像时,像的大小 (选填“变大”、“不变”、“变小”),所成的像与物体相比是 (选填“缩小”、“放大”)的.
答案解析部分
1.【答案】B
2.【答案】C
【解析】【解答】C、照相机、眼睛、摄像头的成像规律均为物距大于二倍焦距,像成倒立的缩小的实像,C正确;
A、投影仪成像规律为物距介于一倍和二倍焦距之间,像是倒立的放大的实像,A错误;
B、近视眼镜是利用凹透镜成像规律,故B错误;
D、放大镜是物距小于一倍焦距,成正立的放大虚像。故D错误。
综上选C。
【分析】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;
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,应用为放大镜;
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,呈倒立立放大的实像,应用为投影仪;
物体大于二倍焦距,呈现倒立缩小实像,应用为照相机,人眼睛。
3.【答案】D
4.【答案】A
【解析】【解答】实验时选用的凸透镜焦距为10cm,当光源“F”(如图所示)离凸透镜40cm时,此时物距大于2f,凸透镜成的是缩小、倒立的实像,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】凸透镜成像时,当物体在凸透镜的二倍焦距外,成倒立缩小的实像。
5.【答案】D
【解析】【解答】光屏上能呈接到的像是实像。物体离凸透镜22cm时,凸透镜能得到倒立、缩小的实像,22cm>2f,所以f<11cm.
A. 如果物距小于11cm时,u<f,成正立、放大的虚像.2f>u>f,成倒立、放大的实像。A不符合题意。
B. 如果物距等于11cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像.u=2f,成倒立、等大的实像.2f>u>f,成倒立、放大的实像。B不符合题意。
C. 如果物距大于11cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像.u=2f,成倒立、等大的实像.2f>u>f,成倒立、放大的实像。C不符合题意。
D. 当像距为22cm时,v>2f,成倒立、等大的实像。D符合题意。
故答案为:D.
【分析】
物体位置
像的位置
像的大小
像的性质
应用举例
u>2f
f< v <2f
像、物异侧
缩小
倒立实像
照相机
u=2f
v =2f
像、物异侧
等大
倒立实像
测焦距
f<u<2f
v >2f
像、物异侧
放大
倒立实像
幻灯机
投影仪
6.【答案】D
【解析】【分析】由图可知,从蜡烛的另一侧透过凸透镜可以直接观察到一个正立、放大的烛焰的像,此时物距小于焦距,放大镜就是根据这个原理制成的.
故选D.
7.【答案】C
【解析】【解答】解:由图中可知,在光屏上成的是烛焰倒立缩小的实像.所以此时蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距,而像到凸透镜的距离处于1倍和2倍焦距之间.
故选C.
【分析】要解决此题,需要掌握凸透镜成像的规律,知道当物距大于2倍焦距时,成倒立缩小的实像,此时像距处于1倍和2倍焦距之间.
8.【答案】C
9.【答案】A,B,D
10.【答案】A,C
11.【答案】A,D
【解析】【解答】解:A、白塔在水中的倒影.属于平面镜成像;平面镜成像特点是正立等大的虚像.故本选项符合题意;
B、照相机底片上得到人物的像;是倒立缩小的,故本选项不符合题意;
C、幻灯机在屏幕上放出的像是倒立放大的实像,故本选项不符合题意;
D、潜望镜看到远处景物的像,是平面镜是成等大、正立的虚像,故本选项符合题意;
故选AD.
【分析】(1)凸透镜成像规律和应用:u>2f,成倒立缩小的实像,应用是照相机;u=2f,f<u<2f,成倒立放大的实像,应用是投影仪;(2)平面镜成像特点:正立等大的虚像.
12.【答案】B,C
【解析】【解答】A.杯子不是光源,看到杯子是因为杯子反射的光进入人的眼睛,A正确,不符合题意;
B.玻璃瓶相当于一个柱面凸透镜,当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时,透过透镜会看到铅笔尖逐渐变长(即铅笔处于柱面透镜的1倍焦距以内),达某一位置时(铅笔处于柱面透镜的1倍焦距以外),铅笔尖忽然改变方向,即会出现一个倒立的实像,B错误,符合题意;
C.小红看到笔尖的过程中,笔尖反射的光经过杯子中水的折射后,又沿直线传播进入人的眼睛,C错误,符合题意;
D.铅笔尖是黑色是因为笔尖能吸收所有色光,D正确,不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】该题目考查的生活中光现象和光的规律的对应关系,影子、日食、月食、小孔成像对应的是光的直线传播,各种各样的倒影、平面镜成像对应光的反射,潭清疑水浅、铅笔折断、海市蜃楼、凸透镜成像对应的光的折射,彩虹的形成对应光的色散,结合选项分析求解即可。
13.【答案】A,C
【解析】【解答】AB、焦距是从焦点到凸透镜的距离,由图知,该凸透镜的焦距f=40cm﹣30cm=10cm;A符合题意,B不符合题意;
C、若蜡烛距透镜30cm刻度线处,蜡烛到透镜的距离大于2倍焦距,移动光屏,就会得到倒立、缩小的实像,C符合题意;
D、当蜡烛距透镜5cm时,移动光屏,蜡烛到透镜的距离小于1倍焦距,移动光屏,不会得到实像,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】
AB.焦距是从焦点到凸透镜的距离,由图可知凸透镜的焦距;
C.当蜡烛到透镜的距离大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像;
D.蜡烛到透镜的距离小于1倍焦距,成正立放大的虚像,虚像光屏上不能承接.
14.【答案】A,D
【解析】【解答】解:A、图中看到字是正立的,放大的像.应用了凸透镜成像时U<f 时,通过凸透镜能看到一个正立的、放大的虚像,故A正确;
B、由凸透镜成像规律可知,凸透镜可以成虚像,也可以成实像,故B错误;
C、此透镜是凸透镜,凹透镜是矫正近视眼的眼镜.故C错误;
D、此透镜是凸透镜,U>2f 时,在另一侧光屏上得到倒立、缩小的实像,照相机利用此原理,因此可以用来做照相机的镜头,故D正确.
故选AD.
【分析】(1)凸透镜成像的三种情况:
①U>2f 时,在另一侧光屏上得到倒立、缩小的实像.
②2f>U>f 时,在另一侧光屏上得到一个倒立、放大的实像.
③U<f 时,通过凸透镜能看到一个正立的、放大的虚像.
(2)凹透镜成正立的缩小的虚像.凹透镜是矫正近视眼的眼镜.
15.【答案】B,D
16.【答案】漫反射;12-24;靠近
17.【答案】缩小;虚
【解析】【解答】望远镜是由两组凸透镜组成,观察远处的景物时,物距大于2倍焦距,物镜成倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同;
这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,目镜的作用相当于一个放大镜,这个实像经过目镜后成一个正立、放大的虚像。
【分析】物体在凸透镜的二倍焦距以外时,成倒立缩小的实像;望远镜的目镜的作用相当于一个放大镜,成一个正立、放大的虚像。
18.【答案】实像;增大
19.【答案】8;变大
【解析】【解答】由凸透镜成像规律可知u=v时,u=v=2f,由图可得2f=16cm,所以f=8cm。当把物体从距凸透镜 6cm 处移动到 7.5cm 处的过程中,整个过程物距小于焦距,成虚像。所以成像的变大。
【分析】凸透镜成倒立等大实像时u=v=2f,由图求出焦距。凸透镜成虚像时,物远像远像变大。
20.【答案】B;4
21.【答案】两倍焦距;缩小;靠近
【解析】【解答】解:①照相机的镜头相当于一个凸透镜,所照景物放在镜头的二倍焦距以外,在底片上成缩小的实像②由凸透镜成实像规律,物近像远像变大可知,若要把荷花的像拍得更大一些,则应使照相机镜头靠近荷花.
故答案为:两倍焦距;缩小;靠近.
【分析】①凸透镜成倒立、缩小的实像,U>2f,应用于照相机和摄像机上.②凸透镜成实像规律,物近像远像变大.
22.【答案】焦点;右;倒立;取下套筒上的凸透镜作为放大镜使用
【解析】【解答】要使灯泡发出的光经过凸透镜折射后成为平行光,可以从平行光经过凸透镜折射后汇聚于一点,利用光路可逆来考虑解决.原来的成为平行光时灯泡与镜头的距离(焦距),现在要作为幻灯机使用,此时物距(AB与DF间的距离)要大于焦距,由此可以确定套筒的移动方向.根据凸透镜成像的规律可知,实像都是倒立的.此时只是凸透镜成像的一种情况,根据物距不同,有不同的应用可以确定该手电筒的另外功能.平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后汇聚于一点,即焦点.因此根据光路的可逆性,要使灯丝发出的光线经过凸透镜折射后成为平行光,就要把小灯泡的灯丝置于该凸透镜的焦点处.当作为手电筒使用时,灯泡与凸透镜间的距离等于焦距,现在要作为幻灯机使用,此时幻灯片 AB与凸透镜间的距离应大于一倍焦距,而原来灯泡与凸透镜之间的距离才等于一倍焦距,因此要增大AB与凸透镜之间的距离,即向右移动套筒.
幻灯机成的像是倒立的放大的实像.由于套筒上是一个凸透镜,因此可以取下套筒上的凸透镜做为放大镜使用.
【分析】在此题中,做灯泡时确定的灯泡与凸透镜间的距离(焦距),而现在AB与凸透镜间的距离要等于一倍焦距,明确它们之间的关系是确定套筒移动方向的关键.
23.【答案】10.0;主光轴;不能;凹透镜
24.【答案】凸;照相机;变小
【解析】【解答】机器人上的摄像头是一个凸透镜,成像原理和生活中的照相机的成像原理相同。
当行人远离摄像头时,物距增大,像距减小,像的大小将变小。
【分析】摄像头是一个凸透镜,成像原理和照相机相同;远离摄像头时,物距增大,像距减小,像的大小将变小。
25.【答案】解:由图可知,△ABO∽△A´B´O,
则
已知AB的高为h1,物距BO为u,像距B´O为v,则像高
【解析】【分析】在相似三角形中,对应边成比例,根据图片可知,△ABO与△A'B'O相似,据此列式计算即可。
26.【答案】10.0;照相机;右
【解析】【解答】(1)由图可知,平行光线经凸透镜后会聚到一点、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,由图可知凸透镜焦距f=20.0cm-10.0cm=10.0cm;
(2)由图甲知,蜡烛距凸透镜的距离为40.0cm>2f,呈倒立、缩小的实像。照相机是利用次成像原理制成的。
(3)将蜡烛向右移动一小段距离,物距减小,像距变大,所以应将光屏向右移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像。
综上 第1空、 10.0;第2空、 照相机;第3空、右。
【分析】1、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;
2、测量焦距的方法: 将凸透镜正对太阳光,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个 亮点,此时亮点与凸透镜中心的距离为焦距。
27.【答案】(1)实;会
(2)上
(3)10
(4)D
(5)①②
【解析】【解答】(1)实像能够在光屏上承接,而虚像不能在光屏上承接,可判断光屏上所成的像为实像;根据光路可逆可知,将蜡烛与光屏的位置对调时光屏上能够呈现像;
(2)根据图象可知此时所成的像处于光明的上方,凸透镜所成的像为倒立的实像,因此应该将蜡烛向上调节,所成的像向下移动到达光屏的中央;
(3)根据题意可知蜡烛在光屏上成放大的像,结合凸透镜的成像特点可知,当物体处于一倍焦距与二倍焦距之间时,所成的像在二倍焦距之外,为倒立放大的实像,在图1中,此时物距为13.0cm,可判断小明选用的凸透镜的焦距为10cm;
(4)根据图2可知,此时物体处于凸透镜的二倍焦距之外所,成的像在一倍焦距二倍焦距之间,根据凸透镜的成像规律可知此时成倒立缩小的实像,判断小明看到的像应该是D;
(5)若想要探究凸透镜的成像规律与凸透镜的直径是否有关,应该控制凸透镜的焦距相等,可选用编号为①②的两个透镜进行验证。
【分析】(1)实像能够在光屏上承接,而虚像不能在光屏上承接,根据光路可逆可判断将蜡烛与光屏位置对调,光屏上依然会出现像;
(2)根据凸透镜的成像规律可知,凸透镜在光屏上承接的像为倒立的实像,因此物体移动的方向与像移动的方向刚好相反;
(3)题干中已说明所成的像为放大的像,结合凸透镜的成像规律可知,只有当物体处于凸透镜的一倍焦距二倍焦距之间时,所成的像为放大的像,根据图1可判断只有当透镜为焦距为10cm时,此时物体才处于一倍焦距二倍焦距之间;
(4)凸透镜所成的像不仅上下颠倒而且左右颠倒,结合凸透镜的成像规律可知,此时物体处于凸透镜的二倍焦距之外,所成的像应在一倍焦距二倍焦距之间,是一个倒立缩小的实像,可判断小明看到的像应该是D;
(5)结合控制变量法可知,在控制凸透镜焦距一定时,探究凸透镜成像规律是否与直径有关。
28.【答案】
【解析】【解答】根据透镜光路图作图
【分析】凸透镜成像规律作图
透镜成像规律:凸透镜对光线有汇聚作用,平行光入射凸透镜会聚焦在焦点,经过光心的光线不发生偏折,据此作图
29.【答案】
【解析】【解答】(1)通过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;
(2)过凸透镜光心的光线其传播方向不变;
【分析】凸透镜的三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;
过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。
30.【答案】(1)烛焰中心;同一高度;光屏中央
(2)30;左
(3)缩小、倒立的实像;40~50cm
(4)变大;缩小
【解析】【解答】解:(1)将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上,为了使像呈在光屏的中心.(2)由图可知,此时物距为30cm,30cm>2f,则像距在一倍焦距和二倍焦距之间,光屏应该向左移动,才能在光屏上呈现清晰的像;(3)物距为30cm,30cm>2f,成的是倒立、缩小的实像;像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即40cm﹣50cm之间;(4)若物体向凸透镜靠近5厘米,物距变为25cm,25cm>2f,成的是倒立、缩小的实像;物距减小,像距变大,像变大,
故答案为:(1)烛焰中心;同一高度;光屏中央;(2)30;左;(3)缩小、倒立的实像;40~50cm;(4)变大; 缩小.
【分析】(1)根据凸透镜成像规律的实验要求,必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上,为了使像呈在光屏的中心.(2)蜡烛到凸透镜的距离为物距;物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间;(3)物距大于二倍焦距,成的是倒立缩小的实像;(4)物近像远像变大,据此分析;
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