内容正文:
凸透镜成像的规律专题训练
一、实验探究题:本大题共10小题,共60分。
1.在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
如图甲,平行光正对凸透镜照射,当光屏上出现一个______的光斑,即可测得凸透镜的焦距.
如图乙,光屏上呈现清晰的像,若保持蜡烛和光屏位置不变,当把凸透镜向右移动______时,光屏上又可出现清晰的像。
如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至刻度线处,则人眼在图中______处能观察到烛焰的像。
如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏适当靠近凸透镜,光屏上再次呈现清晰的像.则该眼镜可用来矫正______选填“近视眼”或“远视眼”眼镜。
2.某学习小组“探究凸透镜成像的规律”,进行了如下操作;
安装并调节烛焰、透镜和光屏,使它们三者中心大致在______。
通过探究,记录并绘制了物距与像距之间的关系图象,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是______。
当蜡烛放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、______的实像,生活中的______选填“照相机“投影仪”、“放大镜”就是利用这样的成像原理工作的。
在图乙中,小明借来物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰,说明老师戴的是______选填“近视”或“远视”眼镜。
3.在“探究凸透镜成像规律”实验中:
将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在 。
如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动透镜到 刻度处,光屏上可再次成清晰 、倒立的实像。
实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是 。填序号
光屏下调
蜡烛上调
透镜上调
实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜,光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有 作用。 视眼的矫正与上述成像过程类似。
4.小明用焦距为的凸透镜探究凸透镜的成像规律,当各器材位置如图所示时,光屏上承接到烛焰清晰的像。
实验前,应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在______。
此时烛焰的成像特点与______选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”的成像特点相同。
实验时,若一只苍蝇落在了凸透镜上,光屏上______选填“有”或“没有”苍蝇的像。
小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方。若保持光屏的位置不变,仅将蜡烛向______移动适当距离,光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。
5.小华同学在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,并将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到______。
小华为了准确的知道凸透镜的焦距,找到了平行光源,进行了如图甲所示的实验。根据实验现象可知,该凸透镜的焦距是______。
将凸透镜固定在图乙中的光具座上,位于刻度线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。小华将蜡烛移至刻度线处,移动光屏,直到光屏上出现了烛焰清晰的像,则该像是倒立、______的实像,______选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”利用了这条规律。
若保持图乙中凸透镜和光屏的位置不变,小华将蜡烛移动到刻度线处,在光屏上得不到清晰的像。如果把凸透镜看成人的眼睛,光屏看成视网膜,则此时成像情况相当于______选填“近视眼”或“远视眼”的形成原因。
6.“一双好眼睛,能更好地探索未来”,小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜,眼睛是如何看清远近不同物体的?她对这一问题产生了浓厚兴趣。
首先用平行光正对凸透镜照射,如图甲所示,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距 ______。
然后适当调整凸透镜和光屏的位置,移动蜡烛,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图乙所示;接着她将凸透镜换为焦距稍大的凸透镜,并保持位置不变,移动蜡烛,使烛焰在光屏上再次成清晰的像,如图丙所示。可见小丽研究的问题是:当凸透镜成实像时,保持______距离不变,探究______的关系。
通过探究发现,当人眼观察近处物体时,晶状体的焦距变______。
7.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距
如图甲,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立______的实像;若保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜至______刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。
如图乙,保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至刻度线处,移动光屏,观察到光屏上只能出现______,而人眼在图中处应向______选填“左”或“右”看才能观察到烛焰的像。
如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片是______选填“凸透镜”或“凹透镜”,可用于矫正______选填“近视眼”或“远视眼”。
8.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
图甲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”利用这一原理制成的。
如图乙,线段为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的关系,则凸透镜焦距为______。
当光屏上呈现清晰的像时,不改变图甲中蜡烛和透镜位置:
若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比______选填“变小”“变暗”或“变不完整”了。
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比______选填“变大”或“变小”了。
9.如图所示,是小明利用光具座,凸透镜、蜡烛、“”字样的光源、光屏等实验器材探究“凸透镜成像的规律”实验的情形,在整个实验过程中,凸透镜固定在光具座刻度线处。
通过图甲的实验操作,可以确定该凸透镜的焦距为______。
将蜡烛,凸透镜、光屏依次放在光具座上,调节蜡烛,凸透镜、光屏三者的中心使它们在______,这样做的目的是:______。
小明将蜡烛移至光具座上刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、______的实像。
小明又将蜡烛移至光具座上刻度线处,为了在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向______选填“靠近”或“远离”透镜的方向移动。
小明将如图丙所示的发光灯制成的“”字样的光源代替蜡烛,放在光具座上某一位置,移动光屏又一次找到了清晰的像,从右向左观察光屏,该像可能是图丁中的______选填“”“”“”或“”图,请分析使用“”字样的光源比使用蜡烛作为光源的优点是______请写出其中一条,合理即可。
10.小林用图甲装置来探究凸透镜成像的规律。
实验前,应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的______上。
当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,所成的像是______填“正立”或“倒立”的______填“实”或“虚”像。
保持凸透镜位置不变,将图甲中蜡烛和光屏的位置互换,此时光屏上所成像的特点与______填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”相同。
小林进行了进一步探究:如图乙所示,凸透镜的焦距为,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以和的速度,从图示位置同时匀速向左运动,经过______,光屏上成清晰______填“放大”、“等大”或“缩小”的像。
1.【答案】最小最亮 远视
【解析】解:凸透镜的焦距指的是焦点到凸透镜光心的距离,当平行光正对凸透镜照射时,形成的最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点,由图甲可知凸透镜焦距;
如图乙,物距,像距,根据光路的可逆性,保持蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向右移动至“”刻度处,此时,时,光屏上可出现清晰的像;
如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至刻度线处时,根据凸透镜成像规律可知,此时成正立放大的虚像,像与蜡烛都在凸透镜的左侧,人眼要在处才能观察到虚像;
如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜时,像距变小了,说明眼镜对光有会聚作用,是凸透镜,可用来矫正远视眼。
故答案为:最小最亮;;;远视。
凸透镜的焦距指的是焦点到凸透镜光心的距离,平行光正对凸透镜照射,形成的最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点,由图甲可知凸透镜焦距的大小;
如图乙,物距,像距,根据光路的可逆性,保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜,当,时,光屏上可出现清晰的像;
如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至刻度线处时,根据凸透镜成像规律可知其成像情况;
如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜时,像距变小了,说明眼镜对光有会聚作用,是凸透镜,可用来矫正远视眼。
本题考查实验探究凸透镜成像规律及其动态规律应用,难度适中。
2.【答案】同一高度 缩小 照相机 近视
【解析】解:根据实验的要求,让像成在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上;
由图象可知,,所以;
当蜡烛放在如图乙所示位置时,物距为,焦距为,此时的物距大于二倍焦距,调节光屏,能在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,其应用是照相机;
将老师的眼镜靠近凸透镜左侧,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发现清晰的像,说明老师所戴眼镜的镜片,对光线起了发散作用,则为凹透镜;近视眼是远处物体的像不能呈现在视网膜上,而是呈现在视网膜的前方,因此需佩戴凹透镜才能看清远处的物体。
故答案为:同一高度;;缩小;照相机;近视。
为了使像能成在光屏的中心,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上;
凸透镜成像时,时,物体成倒立、等大的实像,根据这个特点求出凸透镜的焦距;
物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像;
凹透镜对光线有发散作用,能使光线的会聚点推迟延后;近视眼是远处物体的像成在视网膜的前方,需佩戴凹透镜。
此题考查的是凸透镜焦距的确定及成像规律和实际应用,属于基本技能的考查和基本规律的应用,难度不大,熟练掌握凸透镜成像规律是解决此类问题的前提。
3.【答案】同一高度
缩小
发散
近
【解析】解:点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样才能使像成在光屏的中央;
由图乙知,当蜡烛在刻度尺的处,,,,凸透镜成倒立放大的实像,若保持蜡烛和光屏位置不变,根据折射现象中光路可逆,,即移动透镜至刻度线处,光屏上能再次呈现倒立缩小实像;
如图甲所示,实验一段时间后,蜡烛变短,像移动到光屏的上方,要让像重新回到光屏中央,可将蜡烛向上移动、将光屏向上移动、将凸透镜向下移动,所以能让像重新回到光屏中心的操作是;
实验中,光屏上成模糊的像,如果只将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像,说明成像在光屏的前面;如果不移动光屏,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜,光屏上也能成清晰的像,说明凹透镜对光具有发散作用,近视眼的矫正与上述成像过程类似。
故答案为:同一高度;;缩小;;发散;近。
为使像能成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度;
根据光路可逆分析解答;
根据物与像移动方向相反解答;
近视眼佩戴凹透镜进行矫正,凹透镜对光线有发散作用。
4.【答案】同一高度上;照相机;没有;右
【解析】解:点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,这样才能使像成在光屏的中央;
由图可知,物距,像距,已知,此时,成倒立、缩小的实像,能够说明照相机的成像原理;
有一只苍蝇落在透镜上,透镜的其他部分仍能透过光线,则光屏烛焰所成的像完整,由于经过透镜的光线减少,像的亮度变暗,苍蝇不会成像,光屏上没有苍蝇的像;
小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方。若保持光屏的位置不变,根据凸透镜成像特点,物近像远像变大,将蜡烛向右移动适当距离,光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。
故答案为:同一高度上;照相机;没有;右。
为使像能成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度;
物距大于时,凸透镜成倒立缩小的实像,照相机根据这个原理制成;
物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像;
远视眼眼镜是一个凸透镜,对光线有会聚作用。
此题主要考查的是学生对凸透镜成像规律的应用理解和掌握,基础题目。
5.【答案】同一高度;;放大;投影仪;近视眼。
【解析】解:实验中为了使像成在光屏的中央,实验前应将烛焰、凸透镜、光屏的中心大致调整到同一高度处;
由甲图知,焦点到凸透镜的距离为,所以焦距为;
小聪将蜡烛移至刻度线处,此时的物距为,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,其应用是投影仪;
凸透镜和光屏的位置不变,将物体远离透镜,根据物远像近像变小可知此时像在光屏的前方,相当于近视眼。
故答案为:同一高度;;放大;投影仪;近视眼。
实验中为了使像成在光屏的中央,实验前应将烛焰、凸透镜、光屏的中心大致调整到同一高度;
根据凸透镜的焦点和焦距定义进行判断,焦距是从焦点到凸透镜的距离;
当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像;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;折射现象中光路可逆;
根据物远像近像变小分析;近视眼的成因是像呈在视网膜的前方。
本题考查探究凸透镜成像规律的实验,熟练掌握凸透镜成像的规律,能根据实验中物距与像距的变化,判断成像的特点与规律是解答的关键,同时需要掌握近视眼和远视眼形成的原因。
6.【答案】;光屏到凸透镜;物距与凸透镜焦距的关系;短
【解析】解:
如图甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,该光斑为凸透镜焦点,
则凸透镜的焦距。
由乙、丙两图和题意可知,光屏到凸透镜的距离保持不变,凸透镜的焦距改变时,需调整蜡烛到凸透镜的距离,才能在光屏上再次出现清晰的像。所以,小丽研究的问题是:当凸透镜成实像时,保持光屏到凸透镜距离不变,探究物距与凸透镜焦距的关系。
人的眼睛在看清远近不同物体时,眼球的前后距离是不变的,即像距不变,是通过改变晶状体的焦距来实现看清远近不同的物体的,与上述规律相同;
由乙、丙两图和题意可知,在像距不变时,若凸透镜的焦距增大,则物距也应增大,才能在光屏上成清晰的实像;由此可知,当人眼观察近处物体时物距减小,则晶状体的焦距应变短。
故答案为:;光屏到凸透镜;物距与凸透镜焦距的关系;短。
与主光轴平行的光线经凸透镜折射后会聚于一点,此点为凸透镜焦点,焦点到光心的距离为焦距;
由乙、丙两图和题意可知,光屏到凸透镜的距离保持不变,凸透镜的焦距改变时,需调整蜡烛到凸透镜的距离,才能在光屏上再次出现清晰的像,据此分析小丽研究的问题;
人的眼睛看清物体是通过改变晶状体的形状来实现的,晶状体相当于全自动变焦镜头。由乙、丙两图和题意可知,在像距不变时,若凸透镜的焦距增大,则物距也应增大,据此解答。
本题是探究凸透镜成像规律的实验,解题的关键是根据乙、丙两图得出“像距不变时,物距与凸透镜焦距的关系”。
7.【答案】放大 光斑 左 凸透镜 远视眼
【解析】解:
物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像;
,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当时,即凸透镜移动至刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;
保持蜡烛位置不变,移动透镜至刻度线处,此时,时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到像,只能出现光斑;透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与成像物体同侧,所以应从处向左观察;
将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜,这种眼镜是用来矫正远视眼的。
故答案为:放大;;光斑;左;凸透镜;远视眼。
根据物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间的成像性质进行判断;光的折射中光路是可逆的,据此进行分析;
时,凸透镜成正立放大的虚像;
远视眼成因:眼球晶状体的曲度过小,远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像,就会落在视网膜的后方造成远视眼。
本题考查了凸透镜成像的情况和应用,难度不大。
8.【答案】放大 投影仪 变暗 向左 变小
【解析】解:由图可知,此时的物距小于像距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪;
凸透镜成实像时,时,成倒立、等大的实像,此时的,则,故;
用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,成像大小不会变化,但经凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比,比原来暗;
如果将凸透镜换成镜面直径相同、但焦距稍小的凸透镜,比起原来就相当于将物距变大了,那么像距就要减小,像变小;光屏要靠近凸透镜,即向左移动。
故答案为:放大;投影仪;;变暗;向左;变小。
物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,成倒立、放大的实像,应用于投影仪或幻灯机;
物距等于二倍焦距成倒立等大实像;
用焦距相同、镜面直径较小的凸透镜,发光体发出的光透过凸透镜的光线少;如果将凸透镜换成焦距稍小的凸透镜,比起原来就相当于将物距变大了,那么像距就要减小。
此题考查了凸透镜成像的规律及应用、成像中的一些问题,只要掌握基础知识,做出合理的推理,都比较容易解答。
9.【答案】 同一高度处 使烛焰的像成在光屏的中央 缩小 远离 使用“”字样的光源比使用蜡烛作为光源更加稳定
【解析】解:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是:;
将蜡烛,凸透镜、光屏依次放在光具座上,调节蜡烛,凸透镜、光屏三者的中心使它们在同一高度处,这样做的目的是使烛焰的像成在光屏的中央;
由图可知,此时物距,故此时成倒立、缩小的实像;
明又将蜡烛移至光具座上刻度线处,此时物距为,,成倒立、放大的实像,,为在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向远离透镜的方向移动;
凸透镜所成的实像是倒立的,与物体的左右、上下均相反,则从右向左观察光屏时,该像是图;
光源具有稳定性,不会受风的影响。
故答案为:;同一高度处;使烛焰的像成在光屏的中央;缩小;远离;;使用“”字样的光源比使用蜡烛作为光源更加稳定。
根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断。
实验前,应调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处,这样像才可以成在光屏的中央;
当时,成倒立、缩小的实像。
凸透镜成实像时,根据物近像远像变大;
根据凸透镜成实像进行判断:
,成倒立、缩小的实像,。
,成倒立、放大的实像,,投影仪利用了此原理;
凸透镜成倒立的实像,像与物体的左右、上下颠倒,使用光源比蜡烛的烛焰更具有稳定性。
本题考查学生动手操作实验的能力,在实验时,必须将实验的注意事项弄清并注意这些细节问题。
10.【答案】主光轴;倒立;实;照相机;;等大
【解析】解:为了使烛焰的像能成在光屏的中心,应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上;
当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,说明该像可用光屏承接,为实像,实像都是倒立的;
保持凸透镜位置不变,将图甲中蜡烛和光屏的位置互换,此时物距将大于像距,成倒立缩小的实像,应用为照相机;
让蜡烛和凸透镜分别以和的速度向左匀速运动,当时,成倒立等大的实像,假设经过光屏上成清晰的像,此时成倒立等大的实像,所以,所以。
故答案为:主光轴;倒立;实;照相机;;等大。
为了使烛焰的像能成在光屏的中心,应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上;
实像能用光屏承接,而虚像不能用光屏承接;
凸透镜成实像时,当物距大于像距成倒立缩小的实像,应用为照相机;
当时,成倒立等大的实像。
此题考查的是凸透镜焦距的确定及成像规律和实际应用,属于基本技能的考查和基本规律的应用,难度不大,熟练掌握凸透镜成像规律是解决此类问题的前提。
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