4.2 探究凸透镜成像的规律(重难点专练)物理新教材北师大版(北京)八年级全一册
2026-08-06
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摘要:
**基本信息**
聚焦凸透镜成像规律,以实验探究为基础,通过操作与数据归纳构建规律应用体系,体现科学探究与物理观念融合。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|实验探究|10道|含透镜选择、三心调节、焦距测量、数据归纳等操作与分析题|从实验操作(如平行光聚焦测焦距)到数据处理(物距像距关系),归纳成像规律,培养科学探究能力|
|规律应用|10道|结合生活场景(如露珠透镜、投影设备)考查成像特点与应用|以实验规律为基础,迁移应用于照相机、投影仪等实际情境,强化物理观念与科学思维|
内容正文:
4.2 探究投入透镜成像的规律
题型01 实验:探究凸透镜成像的规律
题型02 凸透镜成像的规律及应用
▌题型01 实验:探究凸透镜成像的规律
1.在探究“凸透镜成像规律”的实验时,老师给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏各一个,火柴1盒。
(1)小明在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲、乙所示的光斑,你认为他们应该选择___________(选填:“甲”或“乙”)透镜来进行实验;
(2)小明在实验中发现所成的像如图丙所示,要使像成在光屏中央,可将蜡烛向___________(选填“上”或“下”)调节。
(3)下表是小明的测量数据:
物距/cm
40.0
34.0
25.5
20.0
19.0
16.5
16.0
11.9
像距/cm
13.3
14.9
16.4
20.0
21.1
25.3
26.6
62.6
像的倒、正
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
像的大小(和物体相比)
极小
很小
较小
等大
较大
很大
特别大
极大
①根据表中数据,小明所选透镜的焦距是___________。(选填“10cm”或“15cm”)
②根据表中数据,小明找到一条根据物距和像距关系判断像的特点的规律,规律是:当物距大于像距时,成___________的像;当物距小于像距时,成___________的像。(均选填“放大”或“缩小”)
【答案】(1)乙
(2)上
(3) 10cm 缩小 放大
【详解】(1)凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。正对太阳光时,甲的光斑比透镜口径大,说明光线被发散,是凹透镜;乙的光斑是光线会聚形成的更小的亮斑,是凸透镜,本实验需要选用凸透镜,因此选乙。
(2)为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度上,烛焰在光屏上的像偏高,因为凸透镜成倒立的实像,所以是因为烛焰相对于凸透镜靠下,因此为使像能成在光屏的中央,可以向上移动蜡烛。
(3)根据凸透镜成像规律,当物距时,成倒立等大的实像,此时像距。表格中物距20.0cm时,像距也为20.0cm,因此,得焦距。
观察表格数据:物距大于像距时,比如物距40.0cm、像距13.3cm,对应的像比物体小,是缩小的像;物距小于像距时,比如物距16.0cm、像距26.6cm,对应的像比物体大,是放大的像。
2.小伟用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”,所用凸透镜的焦距为10 cm。
(1)小伟在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上,这样做的目的是___________;
(2)实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50 cm刻度线处。当蜡烛距离凸透镜15 cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、___________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(3)接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,他应将光屏向___________(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,此时的像与步骤(2)中的像相比,将变___________(选填“大”或“小”);
(4)如图乙所示,小伟将蜡烛固定在光具座10 cm刻度线处,移动光屏。再次得到烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是___________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”);
(5)图乙中把焦距10 cm的凸透镜换成焦距更小的凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了。若不改变凸透镜和光屏的位置,要使光屏上再次得到清晰的像,你采取的具体办法是___________;
(6)小明选择LED灯替代平时常用的蜡烛做实验,优点是___________(写一条)。
(7)找一个圆柱形的玻璃杯,在玻璃杯后面的白纸上画一个水平向右的箭头,向玻璃杯中注水至箭头以上,将白纸由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢地移动,透过玻璃杯看到纸上的“箭头”出现的先后顺序是___________。
【答案】(1)使像成在光屏中央
(2)放大
(3) 靠近 小
(4)照相机
(5)将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动
(6)成像稳定
(7)②①③④
【详解】(1)调节烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度(同一直线),是为了让烛焰的像刚好落在光屏的中心区域,便于清晰观察承接的像。
(2)已知凸透镜焦距,此时物距,满足的成像条件,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像。
(3)根据“物远像近像变小”的凸透镜成像规律,蜡烛远离透镜(物距增大),像距会相应减小,因此光屏要向靠近透镜的方向移动,此时成的像相比步骤(2)会更小。
(4)蜡烛在刻度线处,凸透镜在刻度线处,物距,满足的成像条件,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该规律制成的。
(5)换用焦距更小的凸透镜后,透镜会聚能力变强,像会成在光屏前方;不改变透镜和光屏位置时,将蜡烛适当向透镜移动,像距增大,让像成在当前光屏的位置,使像清晰;也可在凸透镜和蜡烛之间放一个凹透镜延迟光线会聚,让像后移到光屏上。
(6)蜡烛的烛焰会随空气流动晃动,且燃烧时蜡烛会逐渐变短,LED灯位置固定、发光稳定,成像更稳定清晰。
(7)装水的玻璃杯相当于一个横向的凸透镜;白纸紧贴杯子,物距小于一倍焦距,成正立轻微放大的虚像,对应②;白纸稍远,但仍在一倍焦距内,虚像变大,箭头正向大幅放大,对应①;白纸移到一倍、二倍焦距之间,成倒立放大实像,箭头反向,对应③;白纸远离至二倍焦距外,成倒立缩小实像,箭头反向且更小,对应④,因此先后顺序是②①③④。
3.小滨同学“探究凸透镜成像的规律”。
(1)如图甲所示,小滨让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,则该凸透镜的焦距f=_______cm;
(2)小滨在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,目的是让烛焰的像成在________;
(3)如图乙所示,小滨将凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、________(选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像,此时,若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,要在光屏上成清晰的像,光屏应向________(选“左”、“右” )移动;
(4)小滨在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,则光屏上出现________。
A.飞虫的像 B.飞虫的影子 C.仍是烛焰的像
【答案】(1)10.0
(2)光屏的中央
(3) 放大 左
(4)C
【详解】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在焦点上,焦点到凸透镜的距离为焦距。由图甲可知,凸透镜在刻度处,焦点在刻度处因此焦距
(2)点燃蜡烛后调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,目的是让烛焰的像完整成在光屏的中央,方便观察。
(3)已知,物距,满足,成倒立、放大的实像;远视镜片是凸透镜,对光线有会聚作用,会使像提前会聚,像的位置比原来更靠近凸透镜,因此光屏应向左移动才能重新承接到清晰的像。
(4)飞虫落在凸透镜表面,飞虫在一倍焦距以内,不成实像;凸透镜被遮挡部分后,其余部分仍能透过光线会聚成烛焰的像,只是像会变暗,因此光屏上仍是烛焰的像,故选C。
4.张老师让大家一起探究“凸透镜成像的规律”,给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴盒等器材。
(1)小马在挑选透镜时,把两个透镜A、B分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲所示的光斑,你认为他应该选择______(选填“A”或“B”)透镜来进行实验;
(2)小马在实验中发现光屏上成的烛焰的像偏上(如图乙所示),是因为忽略了实验中的一个操作步骤,这个步骤是实验前,为使像能成在光屏的中央,应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在______;
(3)如图丙所示是小郑通过实验得到的凸透镜的物距u和像距v关系的图像。由图像可知凸透镜的焦距是______cm;
(4)当烛焰距凸透镜35 cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰、倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,要使烛焰在光屏上所成的像变大,应保持透镜的位置不动,调节蜡烛的位置,同时将光屏______(选填“靠近”或“远离”)透镜,直至得到清晰的像;
(5)实验中他不小心用纸把透镜下半部分遮住了,则他看到的光屏上所成的像的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)B
(2)同一高度
(3)10
(4) 缩小 远离
(5)不变
【详解】(1)图甲中A透镜对应的光斑中间比较暗,B透镜对应的光斑中间出现亮斑,说明A对光线具有发散作用,是凹透镜;B对光线具有会聚作用,是凸透镜,所以要选择B透镜进行实验。
(2)实验前,为使像能成在光屏的中央,应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
(3)根据凸透镜成像规律,当物距等于二倍焦距()时,像距也等于二倍焦距(),此时成倒立、等大的实像。从图丙的图像可以看出,当时,,因此,解得。
(4)当烛焰距凸透镜35cm时,,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像。凸透镜成像时满足“物近像远像变大”的规律,要使光屏上的像变大,需要减小物距、增大像距,因此保持透镜位置不动时,蜡烛向靠近透镜的方向移动,同时光屏向远离透镜的方向移动。
(5)实验中不小心用纸巾把透镜下半部分遮住了,凸透镜的上半部分仍能折射光线,成烛焰完整的像;只是折射的光线比原来减少,像比原来变暗,但像的大小不变。
5.实验小组同学们用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)实验开始时,小东在如图所示位置放置好了点燃的蜡烛、凸透镜、光屏,并调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在__________;
(2)小东观察到蜡烛在如图甲所示的位置时,可以在光屏上观察到清晰的等大、倒立的实像。由此他判断出实验所用透镜的焦距为__________cm;
(3)小东把点燃的蜡烛向左移到光具座的10cm刻度线处,他又向______(选填“左”或“右”)移动光屏到适当的位置,才能再次在光屏上观察到一个清晰的实像;
(4)随着实验的进行,蜡烛燃烧得越来越短,可以观察到光屏上的像向______移动,为方便实验继续进行,应将蜡烛适当向______移动(均选填“上”或“下”)。
(5)在烛焰和凸透镜之间放一透镜,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,则该透镜是______(填“凸透镜”或“凹透镜”).
(6)此时,小华用不透明纸将透镜遮去一半,屏上将得到______(选填“完整”或“一半”)的像。小华将光屏取走,那么______(填字母);
A.不可能再看到像 B.烛焰不再成像 C.烛焰经凸透镜成虚像 D.烛焰仍成实像且像仍在原处
(7)而小华多准备了一个平行光光源(接通电源后可发出平行光),她进行了如图乙的实验:将凸透镜固定在图示位置,光源发出平行于主光轴的光照射到凸透镜上,在透镜另一侧移动光屏直到屏上的光斑最小,小华将光源由图示位置缓慢向右移到35cm刻度线处,观察到光屏上光斑______(填字母);
A.缓慢变大 B.缓慢变小 C.大小不变 D.逐渐消失
(8)小阳同学回想起白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如图丁所示)受此启发,于是他选取焦距为10cm的凸透镜,用红光和蓝光来进行图丙的实验,实验结论:对同一凸透镜,____________(选填“红光”或“蓝光”)的焦距大些。
【答案】(1)同一高度
(2)15
(3)左
(4) 上 上
(5)凸透镜
(6) 完整 D
(7)C
(8)红光
【详解】(1)实验调整烛焰、透镜光心、光屏中心在同一高度,是为了让烛焰的像能成在光屏的中央,便于观察成像。
(2)当凸透镜成倒立、等大的实像时,满足物距。从甲图可知,物距
因此,解得焦距。
(3)蜡烛向左移到10cm刻度线处,物距变大,根据凸透镜成实像“物远像近像变小”的规律,像距会相应减小,因此需要向左移动光屏才能承接清晰的像。
(4)蜡烛燃烧变短后,烛焰位置向下移动,由于凸透镜成倒立实像,像的移动方向与物体相反,因此光屏上的像会向上移动;为了让像重回光屏中央,可将蜡烛适当向上移动,使三者中心重新对齐。
(5)放入透镜后,光屏需要向靠近透镜的方向移动才能重新得到清晰像,说明该透镜对光线有会聚作用,提前让光线会聚成像,因此是凸透镜。
(6)遮去透镜一半后,剩余的透镜部分仍能折射全部烛焰的光线,因此屏上会得到完整的像,只是像的亮度会变暗;实像是实际光线会聚形成的,是否存在和光屏无关,取走光屏后烛焰仍在原处成实像。故选D。
(7)由图乙可知,光点到凸透镜的距离为10.0cm,所以凸透镜的焦距为10.0cm。光源从图示的位置,向右移到35cm处,它依然是平行光,所以折射光线仍然会聚到焦点上,因此光屏上的光斑大小不发生变化。故选C。
(8)从三棱镜色散规律可知,蓝光的偏折能力比红光强,经过凸透镜时,蓝光会更早会聚,对应的焦距更小,因此同一凸透镜对红光的焦距更大。
6.小波在做“探究凸透镜成像”的实验中
(1)实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度,这样做的目的是使像成在___________。
(2)他将凸透镜正对平行光,当光屏移动到图甲所示位置时,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜的焦距f=___________cm。
(3)将蜡烛放在如图乙所示位置,则光屏上会成倒立、___________的实像。在此基础上将一个凹透镜放在蜡烛与凸透镜之间,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向___________(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。当光屏上呈现清晰的像时,一只飞蛾飞落在凸透镜上半部分,此时光屏上会出现的现象是______________________。(选填“会有飞蛾的像”、“会出现飞蛾的影子”或“烛焰的像变暗了一些”)。
【答案】(1)光屏的中央
(2)11.0
(3) 放大 远离 烛焰的像变暗了一些
【详解】(1)实验时,调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度,这样做的目的是使像成在光屏的中央位置,便于观察成像情况。
(2)凸透镜正对平行光,平行光线平行于主光轴,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
(3)由图乙知,物距为16cm,在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,则光屏上会成倒立放大、的实像,像在二倍焦距以外。凹透镜对光线有发散作用,在此基础上将一个凹透镜放在蜡烛与凸透镜之间,像距变大,则若仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向远离透镜的方向移动。
当光屏上呈现清晰的像时,一只飞蛾飞落在凸透镜上半部分,烛焰的光线仍能通过透镜其它部分发生折射,折射光线减少,此时光屏上会出现的现象是烛焰的像变暗了一些,但像仍是完整的;飞蛾落在透镜上半部分,飞蛾到焦点的距离小于焦距,飞蛾的像是虚像,像和飞蛾在透镜的同一侧,因此光屏上不会有飞蛾的像,也不会出现飞蛾的影子。
7.某校智慧教室配备桌面投影答疑机:教师将作业放置在半透光载物台上,通过可更换焦距的凸透镜,将题目投影至学生桌面答题纸上,便于小组讨论讲解;设备同时支持反向投屏,可将学生答题过程回投至讲台屏幕。物理实验小组利用该设备,探究凸透镜成像规律,实验数据如下:
实验序号
凸透镜焦距/cm
物距(载物台到透镜距离)/cm
像距(透镜到答题纸距离)/cm
成像特点
1
10
30
15
倒立缩小实像
2
10
20
20
倒立等大实像
3
10
15
30
倒立放大实像
4
15
22.5
45
倒立放大实像
5
15
30
(1)对比实验1、2、3可得出结论:当凸透镜焦距固定时,物距减小,像距________,像________(均填“变小”“不变”或“变大”)。
(2)第5次实验的数据及成像特点没有写全:其中像距一项应为________cm。
(3)想要让答题纸上投影的题目字体更大且保持清晰,请你补全操作步骤:①将透镜向靠近载物台的方向移动;②同时将答题纸向________方向移动,直到画面清晰为止。
(4)使用焦距为10cm的透镜实验时,若载物台固定在距离透镜25cm的位置,结合表格数据,为了得到清晰的像,答题纸应该在距离透镜________cm的区间范围内移动。
(5)设备设计时为了缩小整机体积,需要减小像距同时保持成放大实像的功能,可采取的方案是________。
【答案】(1) 变大 变大
(2)30
(3)远离透镜
(4)15~20
(5)更换为焦距更小的凸透镜
【详解】(1)观察1、2、3组数据,得焦距固定时,物距逐渐减小,像距从15cm增大到30cm,成像从缩小变为等大再变为放大,因此结论是物距减小,像距变大,像变大。
(2)根据凸透镜成像规律,当物距时,像距。第5次实验中,,因此像距
(3)根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,透镜靠近载物台(物距减小),要得到更大的清晰像,需要增大像距,因此纸向远离透镜方向移动。
(4)时,物距,介于表格中和之间;根据“物距越大,像距越小”的规律,对应像距介于和之间。
(5)要减小像距同时保持成放大实像,更换焦距更小的凸透镜即可,物距不变时,焦距越小像距越小,仍能满足成放大实像条件。
8.如图所示,小贝在探究凸透镜成像规律的实验中,使用了一个焦距未知的凸透镜。
(1)她首先将凸透镜正对着太阳光,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离为12cm,则该凸透镜的焦距为______cm。
(2)为了便于观察实验现象,她应该选择______(选填“较亮”或“较暗”)的实验环境。她将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在 ______________上;当蜡烛距离凸透镜______cm时,在光屏上得到一个倒立、等大的像;将蜡烛继续远离凸透镜,并向______(选填“左”或“右”)移动光屏,也能看到清晰的像,这和______(选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”)的成像特点类似。
(3)当蜡烛距离凸透镜18cm时,此时像距______(选填“大于”“小于”或“等于”)两倍焦距;若保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动凸透镜,要再次在光屏上得到清晰的像,凸透镜应向______(选填“蜡烛”或“光屏”)方向移动。
【答案】(1)12
(2) 较暗 同一高度 24 左 照相机
(3) 大于 光屏
【详解】(1)将凸透镜正对太阳光,太阳光可视为平行光。平行光经过凸透镜后会会聚在焦点上,形成一个最小、最亮的光斑。这个光斑到凸透镜光心的距离就是该凸透镜的焦距。根据题意,该距离为12cm,所以该凸透镜的焦距为 12 cm。
(2)为了更清晰地观察到蜡烛的像,减少环境光的干扰,实验应在较暗的环境中进行;
为了使像能完整地成在光屏的中央,需要将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致调节到同一高度上;
根据凸透镜成像规律,当物距等于两倍焦距()时,成倒立、等大的实像。焦距 ,所以两倍焦距为
将蜡烛继续远离凸透镜,物距增大。根据“物远像近像变小”的规律,像距会减小。因此,需要将光屏向靠近凸透镜的方向移动,即向左移动,才能再次看到清晰的像。
此时物距,成倒立、缩小的实像,这与照相机的成像特点类似。
(3)当蜡烛距离凸透镜18cm时,物距。焦距 ,两倍焦距。此时物距满足 ()。根据成像规律,此时成倒立、放大的实像,像距大于两倍焦距( );
根据光的可逆性,若保持蜡烛和光屏位置不变,要再次成像,只需将物距和像距互换即可,所以,凸透镜应向光屏方向移动。
9.小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,由图甲可知,凸透镜的焦距为______cm;
(2)小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,实验中出现了如图乙所示的情形,要使像成在光屏的中央,应将光屏向______(“上”或“下”)调整,调整后发现无论怎样左右移动光屏都找不到清晰的像,请你帮她找出两个可能的原因:①____________,②____________;
(3)把烛焰放在距此凸透镜60cm处时如图丙所示,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、______的实像(选“放大”、“缩小”或“等大”);
(4)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜方向移动,要在光屏上得到清晰的像应将光屏______透镜(选填“远离”或“靠近”),光屏上的像______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在实验中小明将一块不透明的纸挡住凸透镜的下半部分,则此时______(选填“能”或“不能”)成完整的像;
(6)如图丁所示,小明将另一光源AB平行于主光轴平放于凸透镜前,请画出AB的像大概位置。
【答案】(1)25.0
(2) 下 蜡烛到凸透镜的距离等于一倍焦距,此时不成像 蜡烛到凸透镜的距离小于一倍焦距,此时成正立、放大的虚像
(3)缩小
(4) 靠近 变小
(5)能
(6)
【详解】(1)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,由图甲可知,凸透镜的焦距
(2)要使像成在光屏的中央,应使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,故由图乙可知,应将光屏向下移动。
若在实验中无论怎样移动光屏都找不到清晰的像,则原因可能有:①蜡烛到凸透镜的距离等于一倍焦距,此时不成像,故在光屏上找不到清晰的像。②蜡烛到凸透镜的距离小于一倍焦距,此时成正立、放大的虚像,因虚像无法用光屏承接,故在光屏上找不到清晰的像。
(3)把烛焰放在距此凸透镜60cm处时,此时物距大于二倍焦距,由凸透镜成像的规律可知,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像。
(4)由“凸透镜成实像,物远像近像变小”可知,将蜡烛向远离透镜方向移动,则物距变大,像距将减小,故应将光屏靠近透镜,光屏上的像会变小。
(5)纸挡住凸透镜的下半部分,凸透镜的上半部分仍能会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线比原来减少,所以像比原来变暗。
(6)从A点发出的通过光心的光线的传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,则两条线的交点为A的像A';同理,从B点发出的通过光心的光线的传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,则两条线的交点为B的像B',连接A'B'。
10.如图所示,在探究凸透镜成像的规律的实验中,依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。
(1)实验前,首先应调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心在同一直线上,并且大致在____________,这样可以使像成在光屏的中心;
(2)蜡烛在的位置时,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、____________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(3)如果凸透镜焦距为10cm,物距为8cm,从光屏的一侧透过凸透镜可以看到一个正立、放大的____________(选填“虚”或“实”)像;
(4)在实验中已得到清晰的实像,当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则所成的像将是____________(选填“完整”或“不完整”)的,亮度____________。(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
【答案】(1)同一高度
(2)缩小
(3)虚
(4) 完整 变暗
【详解】(1)为了让像清晰成在光屏中心,需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
(2)根据凸透镜成像规律:当物距时,光屏上成倒立、缩小的实像。
(3)已知焦距,物距,满足,根据凸透镜成像规律,成正立、放大的虚像。
(4)遮住透镜上半部分后,透镜下半部分仍可以折射烛焰所有位置的光线,依旧会聚成完整的像;只是透过透镜的总光线减少,因此像的亮度会变暗。
▌题型02 凸透镜成像的规律及应用
11.探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上,蜡烛和光屏间的距离是60cm,当凸透镜在某一位置时,光屏上成清晰的像,只将凸透镜向蜡烛移动10cm后,光屏再次呈现烛焰清晰的像.下列说法正确的是( )
A.第一次的像是缩小的像 B.第二次成的像可能是等大的
C.第二次成的像一定比第一次小 D.凸透镜的焦距可能是8cm
【答案】A
【详解】根据光路可逆,两次成像时物距像距互换,设第一次物距为,像距为,得……①
第二次的物距等于第一次的像距,故透镜向蜡烛移动10cm后,物距
故……③
联立式①③解得第一次的物距,像距。
故第二次的物距,像距。
A. 第一次,物距大于像距,成倒立缩小实像,故A正确;
B. 第二次,成倒立放大实像,故B错误;
C. 第一次成缩小像,第二次成放大像,第二次像更大,故C错误;
D. 由第一次成像规律:即,且即,解得,8cm不在该范围,故D错误。
故选A。
12.淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小聪在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节,当凸透镜距离瓶子5cm时,他看到的像是( )
A.正立、放大的虚像 B.倒立、缩小的实像 C.正立、缩小的虚像 D.倒立、放大的实像
【答案】A
【详解】根据凸透镜成像规律,当物距小于凸透镜的一倍焦距时,成正立、放大的虚像,因为,即物距小于一倍焦距,因此看到的是正立、放大的虚像。故选A。
13.晶莹的露珠是大自然创造的“透镜”,如图甲所示,露珠下的叶脉看起来比实际的大,这是因为露珠就是一个__________透镜,对光有__________作用。在探究凸透镜成像规律的实验中,发光体“F”、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示,此时发光体在光屏上呈现清晰的高为的像,发光体到凸透镜的距离为,光屏到凸透镜的距离为。保持发光体和光屏的位置不变,凸透镜向右移动的距离为__________时,光屏上再次呈现清晰的高为的像,则__________(填“>”“=”或“<”)。
【答案】 凸 会聚 >
【详解】露珠中间厚、边缘薄,符合凸透镜的外形特征,叶脉看起来被放大,正是凸透镜成虚像的效果;
根据凸透镜的基本光学性质可知,凸透镜对光有会聚作用;
在发光体和光屏位置固定不变时,根据光路可逆原理,再次成清晰的像,原来的物距s1会变成后来的像距,原来的像距s2会变成后来的物距,初始时凸透镜距离发光体s1、距离光屏s2,移动后凸透镜到发光体的距离变为s2,因此凸透镜需要向右移动的距离为;
由图乙可知初始时物距s1小于像距s2,此时成倒立放大的实像,凸透镜右移后,新的物距等于原来的像距s2,新的像距等于原来的物距s1,此时物距大于像距,成倒立缩小的实像,物体的高度不变,因此第一次的像高h1大于第二次的像高h2。
14.如图,在探究凸透镜成像规律实验中,凸透镜、蜡烛、光屏放在__________上。当烛焰在B点时,成像在A点;当烛焰在A点时,成像在C点,则凸透镜一定固定在__________(选填“A、B”或“B、C”)之间,两次成像的虚实情况__________(选填“相同”或“不同”)。
【答案】 光具座 B、C 不同
【详解】【小题1】在探究凸透镜成像规律的实验中,凸透镜、蜡烛、光屏需要放在光具座上,这样可以方便调节三者的高度和位置。
若凸透镜在A、B之间,根据光路可逆,烛焰在B点成像应在A点,烛焰在A点成像应在B点,与题目“烛焰在A点成像在C点”矛盾。若凸透镜在B、C之间:烛焰在B点时,物距小于焦距,成正立放大的虚像,像与物同侧,即A点;烛焰在A点时,物距大于焦距,成倒立的实像,像与物异侧,即C点,符合题意。 所以凸透镜固定在B、C之间。
烛焰在B点时成虚像,像与物同侧;烛焰在A点时成实像,像与物异侧,故两次成像的虚实情况不同。
15.某凸透镜焦距为12cm,当物距大于24cm时,成__________、__________的实像,像距在__________cm到__________cm之间。
【答案】
倒立
缩小
12
24
【详解】凸透镜焦距,物距大于,即。根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像;此时像距的范围为,代入焦距数值,可得像距在到之间。
16.(多选)如图所示,某同学在进行“探究凸透镜成像规律”实验时,烛焰在光屏上成了一个清晰的像。下列说法中正确的是( )
A.利用这一成像规律可制成幻灯机
B.实验中,蜡烛越烧越短,光屏上烛焰的像向上移动
C.为了便于从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较粗糙的毛玻璃板
D.要使光屏上烛焰的像变小,只需将蜡烛靠近凸透镜
【答案】BC
【详解】A.由图可知,蜡烛到凸透镜的物距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,这是照相机的成像原理,幻灯机利用的是时成放大实像的规律,故A错误;
B.由于成的实像是倒立的,蜡烛越烧越短,烛焰位置向下移动,光屏上烛焰的像会向上移动,故B正确;
C.较粗糙的毛玻璃板会发生漫反射,反射光线向各个方向传播,因此便于从不同方向观察光屏上的像,故C正确;
D.根据凸透镜成像规律,凸透镜成实像时,物远像近像变小,要使烛焰的像变小,需要将蜡烛远离凸透镜,同时光屏靠近凸透镜,故D错误。
故选BC。
17.在“探究凸透镜成像特点”的实验中,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动,移动蜡烛和光屏至如图所示位置时,光屏上承接到清晰的像。
(1)该凸透镜的焦距为____________cm;
(2)将蜡烛向左移动一段距离后,应将光屏移至____________(选填序号)范围内才能承接到清晰的像。
A.50~65cm B.65~80cm C.80~95cm
【答案】(1)15.0
(2)B
【详解】(1)由图可知,光具座刻度尺分度值为1cm,凸透镜固定在50.0cm刻度线处。蜡烛放置在20.0cm刻度线处,光屏放置在80.0cm刻度线处。所以物距 ,像距
此时光屏上承接到清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,当物距等于像距(即 )时,成的是倒立、等大的实像,所以该凸透镜的焦距 。
(2)将蜡烛向左移动一段距离后,物距 ,根据凸透镜成像规律可知,当物距大于二倍焦距( )时,凸透镜成倒立、缩小的实像。此时,像距的范围应该在一倍焦距和二倍焦距之间,即
凸透镜固定在50.0cm 刻度线处,光屏在凸透镜的右侧。因此,光屏在光具座上的刻度位置应该是 到 之间,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
18.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,先将蜡烛和凸透镜放在如图所示位置(光屏未画出),移动光屏,在光屏上得到一个清晰的像;继续移动蜡烛、光屏,当蜡烛在30cm刻度处时,光屏上恰好呈现烛焰清晰、等大的像。关于该透镜成像下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是20cm
B.照相机的原理与第一次的成像规律相同
C.蜡烛放在35cm刻度处,移动光屏,在光屏上得到正立的像
D.蜡烛放在42cm刻度处,移动光屏,在光屏上得到放大的像
【答案】B
【详解】A.蜡烛在30cm刻度处时,光屏上恰好呈现烛焰清晰、等大的像。所以物距
根据凸透镜成像规律可知此时
故,故A错误;
B.第一次成像时,蜡烛在15cm刻度处,物距
此时成倒立、缩小的实像,和照相机成像原理相同,故B正确;
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,物距
,成倒立、放大的实像,故C错误;
D.将蜡烛移动到42cm刻度处,物距
此时,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。
故选B。
19.如图所示是“科学探究:凸透镜成像”的实验操作情景,下列说法错误的是( )
A.从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B.如图乙所示,向左适当移动光屏可以得到倒立缩小的实像
C.如图乙所示,将蜡烛移至30cm处,光屏上可得到倒立等大的实像
D.如图乙所示,将蜡烛移至45cm处,可以得到正立放大的实像
【答案】D
【详解】A.由甲图可知该透镜焦距为,故A正确,不符合题意;
B.由图乙可知,物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以向左适当移动光屏可以得到倒立、缩小的实像,故B正确,不符合题意;
C.如图乙所示,将蜡烛移至30cm处,此时的物距等于二倍焦距,所以光屏上可得到倒立、等大的实像,故C正确,不符合题意;
D.如图乙所示,将蜡烛移至45cm处,物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故D错误,符合题意。
故选D。
20.找一个圆柱形的玻璃瓶,里面装入水。把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶,可以看到那支笔。把铅笔从靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动,透过玻璃瓶看到笔尖逐渐变长,此时看到的是________,铅笔移动到某一位置时,铅笔尖会突然改变方向,此时看到的是________。(两空均选填“实像”或“虚像”)
【答案】 虚像 实像
【详解】装水的圆柱形玻璃瓶相当于凸透镜:铅笔靠近玻璃瓶时,铅笔位于凸透镜的一倍焦距以内,根据凸透镜成像规律,此时成正立、放大的虚像,因此看到笔尖逐渐变长,此时成的是虚像。当铅笔移动到一倍焦距以外时,凸透镜成倒立的实像,原本正立的虚像变成倒立的实像,因此笔尖会突然改变方向,此时看到的是实像。
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4.2 探究投入透镜成像的规律
题型01 实验:探究凸透镜成像的规律
题型02 凸透镜成像的规律及应用
▌题型01 实验:探究凸透镜成像的规律
1.在探究“凸透镜成像规律”的实验时,老师给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏各一个,火柴1盒。
(1)小明在挑选透镜时,把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲、乙所示的光斑,你认为他们应该选择___________(选填:“甲”或“乙”)透镜来进行实验;
(2)小明在实验中发现所成的像如图丙所示,要使像成在光屏中央,可将蜡烛向___________(选填“上”或“下”)调节。
(3)下表是小明的测量数据:
物距/cm
40.0
34.0
25.5
20.0
19.0
16.5
16.0
11.9
像距/cm
13.3
14.9
16.4
20.0
21.1
25.3
26.6
62.6
像的倒、正
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
倒立
像的大小(和物体相比)
极小
很小
较小
等大
较大
很大
特别大
极大
①根据表中数据,小明所选透镜的焦距是___________。(选填“10cm”或“15cm”)
②根据表中数据,小明找到一条根据物距和像距关系判断像的特点的规律,规律是:当物距大于像距时,成___________的像;当物距小于像距时,成___________的像。(均选填“放大”或“缩小”)
2.小伟用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”,所用凸透镜的焦距为10 cm。
(1)小伟在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上,这样做的目的是___________;
(2)实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50 cm刻度线处。当蜡烛距离凸透镜15 cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、___________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(3)接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,他应将光屏向___________(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动,此时的像与步骤(2)中的像相比,将变___________(选填“大”或“小”);
(4)如图乙所示,小伟将蜡烛固定在光具座10 cm刻度线处,移动光屏。再次得到烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是___________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”);
(5)图乙中把焦距10 cm的凸透镜换成焦距更小的凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了。若不改变凸透镜和光屏的位置,要使光屏上再次得到清晰的像,你采取的具体办法是___________;
(6)小明选择LED灯替代平时常用的蜡烛做实验,优点是___________(写一条)。
(7)找一个圆柱形的玻璃杯,在玻璃杯后面的白纸上画一个水平向右的箭头,向玻璃杯中注水至箭头以上,将白纸由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢地移动,透过玻璃杯看到纸上的“箭头”出现的先后顺序是___________。
3.小滨同学“探究凸透镜成像的规律”。
(1)如图甲所示,小滨让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,则该凸透镜的焦距f=_______cm;
(2)小滨在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上,目的是让烛焰的像成在________;
(3)如图乙所示,小滨将凸透镜固定在50cm刻度线处,当蜡烛距凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、________(选填“缩小”、“等大”或“放大”)的实像,此时,若在凸透镜与光屏之间放置一远视镜片,要在光屏上成清晰的像,光屏应向________(选“左”、“右” )移动;
(4)小滨在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面上,则光屏上出现________。
A.飞虫的像 B.飞虫的影子 C.仍是烛焰的像
4.张老师让大家一起探究“凸透镜成像的规律”,给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴盒等器材。
(1)小马在挑选透镜时,把两个透镜A、B分别正对太阳光,在光屏上出现了如图甲所示的光斑,你认为他应该选择______(选填“A”或“B”)透镜来进行实验;
(2)小马在实验中发现光屏上成的烛焰的像偏上(如图乙所示),是因为忽略了实验中的一个操作步骤,这个步骤是实验前,为使像能成在光屏的中央,应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在______;
(3)如图丙所示是小郑通过实验得到的凸透镜的物距u和像距v关系的图像。由图像可知凸透镜的焦距是______cm;
(4)当烛焰距凸透镜35 cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰、倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像,要使烛焰在光屏上所成的像变大,应保持透镜的位置不动,调节蜡烛的位置,同时将光屏______(选填“靠近”或“远离”)透镜,直至得到清晰的像;
(5)实验中他不小心用纸把透镜下半部分遮住了,则他看到的光屏上所成的像的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
5.实验小组同学们用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)实验开始时,小东在如图所示位置放置好了点燃的蜡烛、凸透镜、光屏,并调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在__________;
(2)小东观察到蜡烛在如图甲所示的位置时,可以在光屏上观察到清晰的等大、倒立的实像。由此他判断出实验所用透镜的焦距为__________cm;
(3)小东把点燃的蜡烛向左移到光具座的10cm刻度线处,他又向______(选填“左”或“右”)移动光屏到适当的位置,才能再次在光屏上观察到一个清晰的实像;
(4)随着实验的进行,蜡烛燃烧得越来越短,可以观察到光屏上的像向______移动,为方便实验继续进行,应将蜡烛适当向______移动(均选填“上”或“下”)。
(5)在烛焰和凸透镜之间放一透镜,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,则该透镜是______(填“凸透镜”或“凹透镜”).
(6)此时,小华用不透明纸将透镜遮去一半,屏上将得到______(选填“完整”或“一半”)的像。小华将光屏取走,那么______(填字母);
A.不可能再看到像 B.烛焰不再成像 C.烛焰经凸透镜成虚像 D.烛焰仍成实像且像仍在原处
(7)而小华多准备了一个平行光光源(接通电源后可发出平行光),她进行了如图乙的实验:将凸透镜固定在图示位置,光源发出平行于主光轴的光照射到凸透镜上,在透镜另一侧移动光屏直到屏上的光斑最小,小华将光源由图示位置缓慢向右移到35cm刻度线处,观察到光屏上光斑______(填字母);
A.缓慢变大 B.缓慢变小 C.大小不变 D.逐渐消失
(8)小阳同学回想起白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如图丁所示)受此启发,于是他选取焦距为10cm的凸透镜,用红光和蓝光来进行图丙的实验,实验结论:对同一凸透镜,____________(选填“红光”或“蓝光”)的焦距大些。
6.小波在做“探究凸透镜成像”的实验中
(1)实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度,这样做的目的是使像成在___________。
(2)他将凸透镜正对平行光,当光屏移动到图甲所示位置时,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜的焦距f=___________cm。
(3)将蜡烛放在如图乙所示位置,则光屏上会成倒立、___________的实像。在此基础上将一个凹透镜放在蜡烛与凸透镜之间,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向___________(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。当光屏上呈现清晰的像时,一只飞蛾飞落在凸透镜上半部分,此时光屏上会出现的现象是______________________。(选填“会有飞蛾的像”、“会出现飞蛾的影子”或“烛焰的像变暗了一些”)。
7.某校智慧教室配备桌面投影答疑机:教师将作业放置在半透光载物台上,通过可更换焦距的凸透镜,将题目投影至学生桌面答题纸上,便于小组讨论讲解;设备同时支持反向投屏,可将学生答题过程回投至讲台屏幕。物理实验小组利用该设备,探究凸透镜成像规律,实验数据如下:
实验序号
凸透镜焦距/cm
物距(载物台到透镜距离)/cm
像距(透镜到答题纸距离)/cm
成像特点
1
10
30
15
倒立缩小实像
2
10
20
20
倒立等大实像
3
10
15
30
倒立放大实像
4
15
22.5
45
倒立放大实像
5
15
30
(1)对比实验1、2、3可得出结论:当凸透镜焦距固定时,物距减小,像距________,像________(均填“变小”“不变”或“变大”)。
(2)第5次实验的数据及成像特点没有写全:其中像距一项应为________cm。
(3)想要让答题纸上投影的题目字体更大且保持清晰,请你补全操作步骤:①将透镜向靠近载物台的方向移动;②同时将答题纸向________方向移动,直到画面清晰为止。
(4)使用焦距为10cm的透镜实验时,若载物台固定在距离透镜25cm的位置,结合表格数据,为了得到清晰的像,答题纸应该在距离透镜________cm的区间范围内移动。
(5)设备设计时为了缩小整机体积,需要减小像距同时保持成放大实像的功能,可采取的方案是________。
8.如图所示,小贝在探究凸透镜成像规律的实验中,使用了一个焦距未知的凸透镜。
(1)她首先将凸透镜正对着太阳光,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离为12cm,则该凸透镜的焦距为______cm。
(2)为了便于观察实验现象,她应该选择______(选填“较亮”或“较暗”)的实验环境。她将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在 ______________上;当蜡烛距离凸透镜______cm时,在光屏上得到一个倒立、等大的像;将蜡烛继续远离凸透镜,并向______(选填“左”或“右”)移动光屏,也能看到清晰的像,这和______(选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”)的成像特点类似。
(3)当蜡烛距离凸透镜18cm时,此时像距______(选填“大于”“小于”或“等于”)两倍焦距;若保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动凸透镜,要再次在光屏上得到清晰的像,凸透镜应向______(选填“蜡烛”或“光屏”)方向移动。
9.小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,由图甲可知,凸透镜的焦距为______cm;
(2)小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,实验中出现了如图乙所示的情形,要使像成在光屏的中央,应将光屏向______(“上”或“下”)调整,调整后发现无论怎样左右移动光屏都找不到清晰的像,请你帮她找出两个可能的原因:①____________,②____________;
(3)把烛焰放在距此凸透镜60cm处时如图丙所示,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、______的实像(选“放大”、“缩小”或“等大”);
(4)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜方向移动,要在光屏上得到清晰的像应将光屏______透镜(选填“远离”或“靠近”),光屏上的像______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在实验中小明将一块不透明的纸挡住凸透镜的下半部分,则此时______(选填“能”或“不能”)成完整的像;
(6)如图丁所示,小明将另一光源AB平行于主光轴平放于凸透镜前,请画出AB的像大概位置。
10.如图所示,在探究凸透镜成像的规律的实验中,依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上。
(1)实验前,首先应调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心在同一直线上,并且大致在____________,这样可以使像成在光屏的中心;
(2)蜡烛在的位置时,在凸透镜另一侧移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、____________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(3)如果凸透镜焦距为10cm,物距为8cm,从光屏的一侧透过凸透镜可以看到一个正立、放大的____________(选填“虚”或“实”)像;
(4)在实验中已得到清晰的实像,当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分,则所成的像将是____________(选填“完整”或“不完整”)的,亮度____________。(选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
▌题型02 凸透镜成像的规律及应用
11.探究凸透镜成像的规律时,把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上,蜡烛和光屏间的距离是60cm,当凸透镜在某一位置时,光屏上成清晰的像,只将凸透镜向蜡烛移动10cm后,光屏再次呈现烛焰清晰的像.下列说法正确的是( )
A.第一次的像是缩小的像 B.第二次成的像可能是等大的
C.第二次成的像一定比第一次小 D.凸透镜的焦距可能是8cm
12.淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小聪在琉璃馆参观时用一个焦距为15cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节,当凸透镜距离瓶子5cm时,他看到的像是( )
A.正立、放大的虚像 B.倒立、缩小的实像 C.正立、缩小的虚像 D.倒立、放大的实像
13.晶莹的露珠是大自然创造的“透镜”,如图甲所示,露珠下的叶脉看起来比实际的大,这是因为露珠就是一个__________透镜,对光有__________作用。在探究凸透镜成像规律的实验中,发光体“F”、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示,此时发光体在光屏上呈现清晰的高为的像,发光体到凸透镜的距离为,光屏到凸透镜的距离为。保持发光体和光屏的位置不变,凸透镜向右移动的距离为__________时,光屏上再次呈现清晰的高为的像,则__________(填“>”“=”或“<”)。
14.如图,在探究凸透镜成像规律实验中,凸透镜、蜡烛、光屏放在__________上。当烛焰在B点时,成像在A点;当烛焰在A点时,成像在C点,则凸透镜一定固定在__________(选填“A、B”或“B、C”)之间,两次成像的虚实情况__________(选填“相同”或“不同”)。
15.某凸透镜焦距为12cm,当物距大于24cm时,成__________、__________的实像,像距在__________cm到__________cm之间。
16.(多选)如图所示,某同学在进行“探究凸透镜成像规律”实验时,烛焰在光屏上成了一个清晰的像。下列说法中正确的是( )
A.利用这一成像规律可制成幻灯机
B.实验中,蜡烛越烧越短,光屏上烛焰的像向上移动
C.为了便于从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用较粗糙的毛玻璃板
D.要使光屏上烛焰的像变小,只需将蜡烛靠近凸透镜
17.在“探究凸透镜成像特点”的实验中,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动,移动蜡烛和光屏至如图所示位置时,光屏上承接到清晰的像。
(1)该凸透镜的焦距为____________cm;
(2)将蜡烛向左移动一段距离后,应将光屏移至____________(选填序号)范围内才能承接到清晰的像。
A.50~65cm B.65~80cm C.80~95cm
18.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,先将蜡烛和凸透镜放在如图所示位置(光屏未画出),移动光屏,在光屏上得到一个清晰的像;继续移动蜡烛、光屏,当蜡烛在30cm刻度处时,光屏上恰好呈现烛焰清晰、等大的像。关于该透镜成像下列说法正确的是( )
A.凸透镜的焦距是20cm
B.照相机的原理与第一次的成像规律相同
C.蜡烛放在35cm刻度处,移动光屏,在光屏上得到正立的像
D.蜡烛放在42cm刻度处,移动光屏,在光屏上得到放大的像
19.如图所示是“科学探究:凸透镜成像”的实验操作情景,下列说法错误的是( )
A.从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B.如图乙所示,向左适当移动光屏可以得到倒立缩小的实像
C.如图乙所示,将蜡烛移至30cm处,光屏上可得到倒立等大的实像
D.如图乙所示,将蜡烛移至45cm处,可以得到正立放大的实像
20.找一个圆柱形的玻璃瓶,里面装入水。把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶,可以看到那支笔。把铅笔从靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动,透过玻璃瓶看到笔尖逐渐变长,此时看到的是________,铅笔移动到某一位置时,铅笔尖会突然改变方向,此时看到的是________。(两空均选填“实像”或“虚像”)
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