摘要:
**基本信息**
围绕凸透镜成像动态规律,通过基础巩固、能力提升、综合应用三层设计,覆盖从概念理解到实验探究再到实际应用的知识巩固路径,适配新授课教学需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固|凸透镜成像基本规律、实验现象观察|单选题1-5考查成像特点判断,填空题结合平面镜替代、近视模拟等实验情境,夯实物理观念|
|能力提升|动态成像分析、实验操作规范|单选题6-9涉及物距像距变化(透镜移动、焦距改变),作图题考查光路图绘制,培养科学思维与探究能力|
|综合应用|焦距计算、实际情境应用|计算题推导四种透镜焦距范围,单选题10结合相机、投影仪等生活器材,体现科学态度与社会责任|
内容正文:
3.3.2 凸透镜成像的动态规律 同步练习卷
一 、单选题(本大题共10小题,共30分)
1.(3分)如图所示,小明拿着一个焦距为10cm的放大镜,观察窗外远处的景物,看到的是景物的( )
A. 正立、放大的像 B. 倒立、缩小的像
C. 倒立、放大的像 D. 正立、缩小的像
2.(3分)小明在房间里进行探究凸透镜成像特点的情景如图所示。保持蜡烛的位置不变,只移动透镜,小明发现透镜在两处时,墙壁上都能得到清晰的像,则两次所成的像( )
A. 都是正立的 B. 都是虚像
C. 透镜在处时墙上成的像较大 D. 透镜在处时墙上成的像较大
3.(3分)如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置,实验中所使用的透镜焦距为10cm,实验中将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁四个位置,观察光屏上成像情况(光屏位置未标出)。下列说法正确的是( )
A. 蜡烛在甲位置时,需将光屏移动到70cm刻度的右侧位置,才能在光屏上成清晰的像
B. 蜡烛在乙位置时,透镜成像的特点与幻灯机的原理相同
C. 蜡烛在丙位置时,光屏上成的清晰的像为倒立、缩小的实像
D. 蜡烛在丁位置时,成正立、放大的虚像,与放大镜成像原理相同
4.(3分)某摄影师在某次利用相机拍照时,发现被拍摄人的正面照在照片中的比例太小,很不美观。为增加人在照片中的比例,摄像过程应该
A. 被拍摄人不动,摄影师后退,镜头向后调
B. 被拍摄人不动,摄影师向前,镜头向前调
C. 摄影师不动,被拍摄人向前,镜头向后调
D. 摄影师不动,被拍摄人后退,镜头向前调
5.(3分)当物体放在凸透镜前距焦点5厘米处,能在透镜另一侧离透镜30厘米的光屏上成像。则该凸透镜的焦距为( )。
A. 5厘米 B. 10厘米 C. 15厘米 D. 20厘米
6.(3分)烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上,它们的初位置如图所示,凸透镜的焦距为。下列操作不可能使烛焰在光屏上成清晰像的是
A. 仅将蜡烛移至刻度线的左侧某处
B. 仅将光屏移至刻度线的右侧某处
C. 仅将凸透镜向左移至刻度处
D. 将透镜右移,且光屏移至刻度线的右侧某处
7.(3分)做凸透镜成像实验时,将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置,光屏上呈现清晰的像。下列说法正确的是
A. 屏上的像是倒立放大的
B. 该凸透镜的焦距可能是
C. 先向右移动光屏,再移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像
D. 只将蜡烛向左移动一段距离,放上远视眼镜可在屏上再次看到清晰的像
8.(3分)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,在组装器材时,没有将烛焰、凸透镜与光屏的中心调到同一高度。则实验中( )
A. 烛焰经凸透镜不能成像 B. 光屏接收到的像不清楚
C. 像始终成在光屏的中心 D. 光屏可能接收不到像
9.(3分) 在探究凸透镜成像规律的实验中,先用焦距为的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰的缩小实像。接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为的透镜乙继续进行实验,下列情形可能发生的是
A. 无论怎样移动光屏,都接收不到清晰的像
B. 光屏向左移,能接收到清晰的放大实像
C. 光屏向左移,能接收到清晰的缩小实像
D. 光屏向右移,能接收到清晰的缩小实像
10.(3分)如图所示,是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况,以下器材中利用这一成像原理的是( )
A. 照相机 B. 电影放映机 C. 放大镜 D. 投影仪
二 、填空题(本大题共4小题,共16分)
11. (4分)在探究“平面镜成像特点”的实验中,选用玻璃板代替平面镜的主要目的是便于_______________;为了使像看起来更清晰,最好在_______________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行实验。在“验证凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距可能为6厘米、12厘米或18厘米,当处于如图所示位置时,在光屏上得到了清晰的烛焰像,可判断:这个像是_______________(选填“放大”或“缩小”)的;他所选用的凸透镜焦距为_______________厘米。
12.(4分)如图是凸透镜成像的实验。图、图是能在光屏上呈现清晰像的两种情形。这两种成像情形中,______选填“图”或“图”能够模拟眼睛成像。为了模拟近视眼看东西模糊的情形,应该把该图中的光屏向______选填“靠近”或“远离”凸透镜方向移动或使凸透镜的曲度变得更大。
13.(4分)有一种新型自拍神器如图,可利用手机发出的______来遥控它在空中悬停、飞行、拍照,其镜头部分相当于______。拍照时,物体通过镜头成一个倒立、______的实像。现在使自拍神器远离自己,同步传播到手机上自己的像会变______。
14.(4分)小强将如图所示的两纸筒A、B套在一起制作模型照相机。当用来看远处景物时,在半透明纸上可得到清晰的__________(选填“实”或“虚”)像;接着再看近处物体,若还想在半透明纸上得到清晰的像,应将纸筒A、B间的距离__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
三 、作图题(本大题共1小题,共6分)
15. (6分)图中的光线经过平面镜反射后水平射向竖直放置的凸透镜,请画出平面镜的入射光线和凸透镜的折射光线
四 、计算题(本大题共1小题,共12分)
16.(12分)物理兴趣小组的同学在探究凸透镜成像规律时,分别用四块凸透镜进行实验,他们把蜡烛均放在离凸透镜处,观察的现象记录在下面表格。
凸透镜
成像性质
甲
倒立、缩小的像
乙
正立、放大的像
丙
倒立、放大的像
丁
倒立、等大的像
据表格成像性质计算甲、乙、丙、丁透镜的焦距范围分别是多少?
图线为某凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系,则该透镜为哪一片透镜?
答案和解析
1.【答案】B;
2.【答案】D;
【解析】墙相当于光屏,墙上能成像,则说明像都是实像,实像都是倒立的,故AB错误;当凸透镜在处时,物距小,像距大,像较大;当凸透镜在处时,物距大,像距小,像较小,故C错误,D正确。
3.【答案】D;
4.【答案】B;
【解析】解:为增加人在照片中的比例,需要像变大,像距变大,物距变小,应使被拍摄人不动,摄影师向前,镜头向前调,故正确。
故选:。
凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像减小;物距减小,像距增大,像增大;
物体到镜头的距离是物距,底片上能成像,底片和镜头之间的距离是像距。
掌握凸透镜成像的三种成像情况和应用。掌握凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大。
5.【答案】B;
6.【答案】C;
【解析】
此题主要考查了凸透镜成像的应用,要熟记凸透镜成像的规律,特别搞清物距与像距之间的关系根据凸透镜的成像规律,当大于二倍焦距,成清晰的倒立、缩小的实像,此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间,照相机就是利用了这样的成像原理;
物体在一倍焦距与二倍焦距之间,所以成倒立、放大的实像,像成在二倍焦距以外,投影仪就是根据此原理制成的;
当物距在一倍焦距以内,成正立放大的虚像,虚像不能在光屏上呈现。
解:、凸透镜的焦距为,由图可知此时的物距等于,像到光屏的距离也为,像距在一倍和倍焦距之间,故要想使烛焰在光屏上成清晰的像,如果只移动蜡烛就要移到二倍焦距以外,即将蜡烛移至刻度线的左侧某处,故可能;
、凸透镜的焦距为,由图可知此时的物距等于,在一倍和倍焦距之间,如果只移动光屏,需要将光屏移至二倍焦距以外,故可能;
、如果只将透镜移到点,此时的物距等于,蜡烛处在一倍焦距和二倍焦距之间,物体成像在二倍焦距以外的位置,此时光屏到透镜间的距离只有,故不能在光屏上成清晰的像,故不可能;
、如果将凸透镜右移,此时物距为,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,则物体成像在二倍焦距以外的位置,此时光屏移到点右侧某个位置能成清晰的像,故可能。
故选。
7.【答案】C;
【解析】解:、由图像可知,此时,则凸透镜成倒立、缩小实像,故错误;
、由图可知,,,即,,则,故错误;
、先向右移动光屏,透镜到光屏的距离变远,向可移动凸透镜到某位置一定能在光屏上看到清晰的像,故正确;
、在图所示情况下,保持光屏和凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离后,物距变大,像距变小,成像于光屏前,为了使光屏上可成像,由于凹透镜对光有发散作用,应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的凹透镜远视眼镜片,才能在光屏上再次得到清晰的像,故错误。
故选:。
凸透镜成像的三种情况:①,成倒立、缩小的实像,此时。②,成倒立、放大的实像,此时。③,成正立、放大的虚像;物远像近像变小;
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
此题是探究凸透镜成像的实验,考查了凸透镜成像的规律、焦距的测量及对实验的操作能力,要熟练掌握规律的内容,做到灵活应用。
8.【答案】D;
9.【答案】D;
【解析】
用焦距为的透镜甲进行实验时,在透镜右侧的光屏上得到清晰缩小的实像,说明发光体在透镜甲左侧大于远的地方即二倍焦距以外,光屏在透镜甲右侧远的地方即一、二倍焦距之间。若不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为的透镜乙继续进行实验时,发光体在透镜乙的焦点以外,一定能在透镜乙右侧焦点以外,即距离透镜乙右侧大于的某处,得到一个实像,所以将光屏向右移,一定能接收到一个清晰的倒立的实像,这个实像可能是缩小的,也可能是等大的、放大的。故选D。
首先根据题意“先用焦距为的透镜甲进行实验,在屏上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系,改用焦距为的透镜乙继续进行实验。根据凸透镜成实像特点分析。
该题考查了凸透镜成像的规律,要注意理解应用。此题比较有拓展性,有一定难度。
10.【答案】A;
11.【答案】找到像的位置;较暗;放大;12;
12.【答案】图2 ; 远离 ;
【解析】解:人的眼睛相当于照相机,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故图符合;
近视眼应该用凹透镜矫正,凹透镜对光线有发散作用,为了模拟近视眼看东西模糊的情形,应该把该图中的光屏向远离凸透镜。
故答案为:图;远离。
人的眼睛相当于照相机;近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。需佩戴凹透镜。凹透镜对光线有发散作用,能使光线的会聚点推迟会聚。
了解近视眼镜为凹透镜,并根据凹透镜对光的作用,可分析其对近视眼的矫正,属基础知识的考查。
13.【答案】电磁波;凸透镜;缩小;小;
【解析】解:
手机发出的电磁波可以遥控自拍神器,使它在空中悬停、飞行、拍照;
自拍神器的镜头部分相当于一个凸透镜;拍照时,物体离照相机镜头比较远,成倒立、缩小的实像。
现使自拍神器远离自己,物距增大,根据凸透镜成实像的规律可知,像距应变小,像变小。
故答案为:电磁波;凸透镜;缩小;小。
手机能发出电磁波;凸透镜成像时,当物距大于倍焦距时,会成倒立缩小的实像,照相机正是应用了这一原理。“自拍神器”可使物距增大,像距变小,像变小。
这道题主要考查了凸透镜成像的应用,重点是照相机原理的应用以及物距变化对成像的影响。
14.【答案】实;变大;
15.【答案】解:过入射点作出法线,已知反射光线与平面镜的夹角为30°,可知反射角等于入射角等于90°-30°=60°,据此在法线上侧画出入射光线;
又知反射光线平行于凸透镜的主光轴,可知折射光线过凸透镜的焦点,如图所示;
【解析】
根据图示的反射光线与平面镜的夹角度数,可求反射角与入射角的度数,据此画出入射光线;然后再根据凸透镜的三条特殊光线作出折射光线。
在画透镜的光路图和光的反射光路图时,要注意实线与虚线的区别,注意真实光线为实线,法线为虚线。
16.【答案】解:(1)甲成倒立缩小实像,所以20cm>2f,则<10cm;
乙成正立放大虚像,所以20cm<;
丙成倒立放大实像,所以f<20cm<2f,则10cm<<20cm;
丁成倒立等大实像,所以20cm=2f,则=10cm;
(2)图中=5时,=5,此时v=u=0.2m像距等于物距,说明物体处于二倍焦距处,即2f=0.2m,所以f=0.1m=10cm,该透镜为丁。
答:(1)<10cm;>20cm;10cm<<20cm;=10cm;(2)该透镜为丁透镜。;
【解析】
根据凸透镜成像的规律,甲的物距大于,乙的物距小于,丙的物距处于和之间,丁的物距等于,结合物距的实际距离便可得出。
此题主要考查凸透镜的成像规律,关键是搞清物距,并记熟成像特点与物距之间的关系。
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