内容正文:
3.3~3.4 凸透镜成像的规律、透镜的应用
题型01 探究凸透镜成像的规律
题型02 凸透镜成像规律的应用
题型03 确定凸透镜的焦距范围
题型04 凸透镜成像规律与图像结合
题型05 照相机、投影仪和放大镜
题型06 近视眼和远视眼成因及矫正
题型07 望远镜和显微镜
▌题型01 探究凸透镜成像的规律
常考考查点
(1)调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是让烛焰的像成在光屏的中央;
(2)在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些?
可能原因有:①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上;②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内;③蜡烛的位置在透镜的焦点上;④当成放大的实像时,像距较大,光具座长度不够。
(3)用卡片把透镜遮住一部分,光屏上得到烛焰的像有什么变化?
光屏上像的性质不变,还是完整的,但亮度会变暗些。
(4)成实像时,将蜡烛和光屏调换位置时,在光屏上仍能成实像。原因是:光路可逆。
(5)发光二极管比蜡烛的优势:发光二极管亮度更亮,光源稳定,成像稳定。
(6)发光二极管的形状的要求:选择上下、左右都不对称的形状。
(7)蜡烛长度变短时,像在光屏上的位置怎样变化?为了使像仍成在光屏的中央,应该怎样进行调节?
像将会向上移动。调节方法:①将光屏向上移动;②将蜡烛向上移动;③将透镜和光屏向下调节。
1.在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)凸透镜甲焦距为10cm,固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后将蜡烛移动到15cm刻度线处,应该在____________刻度线范围移动光屏,才能得到烛焰清晰的像;
(2)为了探究凸透镜成的像与物体相比正倒、左右的关系,小明准备制作几个发光字来进行实验,其中最适合的是____________。
(3)若保持蜡烛和光屏的位置不变,仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比____________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是____________(填“0”、“1”、“2”或“3”)。
【答案】(1)大于50cm
(2)丁
(3)不变
(4)0
【详解】(1)已知凸透镜甲的焦距为10cm,透镜固定在 30cm刻度线位置,将蜡烛移动到15cm刻度线处时,计算可得物距为15cm,满足1倍焦距到2倍焦距之间的条件。根据凸透镜成像规律,此时会成倒立、放大的实像,对应的像距需要大于2倍焦距也就是20cm,因此光屏需要放在透镜右侧距离大于20cm的位置,也就是刻度线大于的区域,才能承接得到清晰的烛焰像。
(2)要探究像与物体的正倒、左右关系,需要选择上下、左右都不对称的发光字,才能直观判断像的翻转特点:“工”“王”“甲”都是左右对称的,无法观察左右是否颠倒,只有“丁”上下、左右均不对称,最适合完成实验。
(3)焦距相同说明透镜的会聚能力不变,蜡烛和光屏位置不变则物距、像距都没有变化,凸透镜成像的大小仅由物距和焦距决定,尺寸更大的凸透镜只会让透过的光更多、像更亮,不会改变像的大小,因此像的大小不变。
(4)换用焦距为20cm的凸透镜乙,将透镜固定在70cm刻度线、光屏固定在85cm刻度线处,此时计算得到像距为15cm,该数值小于透镜的1倍焦距20cm。凸透镜成实像的必要条件是像距大于1倍焦距,无论蜡烛在指定区间内如何向右移动,当前固定的像距始终小于焦距,都无法在光屏上生成实像,因此能得到烛焰清晰像的总次数为0。
2.小明用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。
(1)实验在____________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,现象更明显。
(2)小明将蜡烛、凸透镜、光屏按序固定在光具座上,点燃蜡烛后,为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在____________上。
(3)调整后,如图甲所示,移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像,该像是倒立、____________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
(4)若将“F”形的LED灯(如图乙所示)替代蜡烛放在离凸透镜5cm的地方,我们透过透镜能看到的清晰的像是图丙中的____________。若放在离凸透镜15cm的地方并移动光屏,光屏上成的清晰的像是图丙中的____________。
(5)当光屏上出现烛焰清晰的像时,如果用遮光板挡住透镜的上半部分,那么我们观察光屏时,将会在光屏上看到____________(填字母)。
A.烛焰像的下半部分 B.烛焰像的上半部分
C.烛焰完整的像,像的亮度变暗 D.烛焰完整的像,像的亮度不变
(6)实验过程中,燃烧的蜡烛变短了,可将光屏的高度调____________(选填“高”或“低”)一些,或者将凸透镜的高度调____________(选填“高”或“低”)一些,使像成在光屏中央。
(7)小明利用上述器材测量该凸透镜的焦距。将凸透镜固定于光具座某刻度处,再将蜡烛、光屏分别自透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜,直至光屏上出现等大的清晰像,此时蜡烛与光屏的距离为40.4cm,则凸透镜的焦距为____________cm。
【答案】(1)较暗
(2)同一高度
(3)缩小
(4) C D
(5)C
(6) 高 低
(7)10.1
【详解】(1)较暗环境中,烛焰或LED成像的亮度和环境的对比度更高,所成的像会更清晰明显。
(2)调整三者中心大致在同一高度,目的是让像始终成在光屏的中央,便于观察。
(3)已知凸透镜焦距,从甲图可知物距
满足的条件,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像。
(4)物距,此时成正立、放大的虚像,对应图丙的C;
物距为15cm满足,成倒立、放大的实像,实像上下、左右均颠倒,对应图丙的D。
(5)挡住透镜上半部分后,透镜下半部分仍能折射全部烛焰的光线成像,所以像依然完整,但透过透镜的光线总量减少,像的亮度会变暗,故选C。
(6)蜡烛变短后烛焰下移,像会向光屏的上方偏移,因此可以把光屏调高承接像,也可以把凸透镜调低,让像重新下移到光屏中央。
(7)当凸透镜成倒立等大的实像时,满足,此时蜡烛到光屏的总距离为
因此,计算得
3.探究凸透镜成像的规律;
(1)如图甲,将一点光源放在如图所示的位置时,向右移动光屏,光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑,则该透镜的焦距为__________cm;
(2)当把凸透镜、蜡烛固定在如图乙所示位置时,物距为__________,光屏在__________(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的实像;
(3)蜡烛保持如图乙的位置不变,将凸透镜由图示位置缓慢向左移至45cm刻度处,以凸透镜为参照物,烛焰的像将向__________(选填“左”或“右”)移动。
(4)光屏上得到完整清晰的像后,如果用一个面积为透镜且不透明的纸板紧贴透镜,将透镜的中间部分遮住,我们将看到烛焰_____个像;
(5)为了更好地研究像的上下、左右是否都倒立,可以采用若干个发光二极管组成的__________(选填“A”、“Z”或“P”)字形光源进行实验。
【答案】(1)15
(2) 35cm Ⅱ
(3)右
(4)1
(5)P
【详解】(1)当点光源位于凸透镜的焦点时,它发出的光经透镜后变为平行光,在光屏上形成与透镜等大的光斑,且移动光屏光斑大小不变。因此,点光源到透镜的距离即为焦距,焦距为
(2)[1]如图乙所示位置时,物距为
[2]物距大于两倍焦距,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,即在Ⅱ区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的实像。
(3)初始时成实像,烛焰与像的移动方向相同(物近像远像变大)。当凸透镜向左移至45 cm刻度处(物距减小),像距会增大,即像向右远离透镜。题目要求“以凸透镜为参照物”,即观察像相对于透镜的位置变化:透镜左移,像右移,故像向右移动。
(4)凸透镜成实像是由物体各点发出的无数条光线经透镜折射后会聚而成。用不透明纸板遮住透镜中间部分,剩余部分仍能折射光线,物体上每点的光线仍可通过未遮挡区域会聚成完整的像,只是通过的光线减少,像的亮度变暗。因此光屏上仍看到 一个完整的像,不会变成多个像。
(5)A字形光源无法研究像的左右关系,Z字形光源无法研究像是否倒立,故为了更好地研究像的上下、左右是否都倒立,需要选择P字形光源进行实验。
4.小华在探究“凸透镜成像规律”的实验中,调整蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示;
(1)点燃蜡烛后,在调整过程中,应调节烛焰、凸透镜的光心和光屏的中心在___________上,使烛焰的像成在光屏的中央;
(2)如图①所示,若此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,那么所成的像是___________立、___________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,与生活中的___________成像原理相同;
(3)小华保持凸透镜的位置不动,当把蜡烛向右(靠近透镜)移动一段距离后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动,成的像变___________(选填“大”“小”);
(4)若实验时,他发现光屏上承接蜡烛的像偏上,位置如图②所示,应该将蜡烛向___________调节,让像移动到光屏中间;
(5)如图③所示,烛焰位于凸透镜焦点以内,在透镜___________侧(选填“左”或“右”)可以观察到放大的虚像,若将一不透明的光屏置于图中虚线处,则烛焰的像___________ 。
A.会消失 B.亮度变暗 C.没有变化 D.成在光屏
【答案】(1)同一高度
(2) 倒 缩小 照相机
(3) 右 大
(4)上
(5) 右 C
【详解】(1)根据凸透镜三条特殊光线之一,通过光心的光线传播方向不变,点燃蜡烛后,将烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心调节到同一水平高度,确保像成在光屏中央。
(2)如图①所示,物距大于像距,物距大于两倍焦距,成倒立的缩小的实像,照相机就是利用这一原理制成的。
(3)根据凸透镜成像规律,成实像时,物近像远像变大,故蜡烛右移(靠近透镜),光屏也右移,像变大。
(4)像偏上,说明烛焰的中心、凸透镜的光心连线偏上,需要将蜡烛往上移动,像才能够承接在光屏的中间。
(5)[1]物距小于1倍焦距,成正立的放大的虚像,像和物体同侧,故需要从凸透镜的右侧观察像。
[2]若将一不透明的光屏置于图中虚线处,烛焰发出的光线经过凸透镜折射,人眼逆着折射光线看到像,故仍然成像,通过凸透镜的光线量不变,像的亮暗程度不变,故C符合题意;AB不符合题意。
故选C。
▌题型02 凸透镜成像规律的应用
物距u与焦距f的关系
像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
正倒
大小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f<v<2f
与物异侧
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
与物异侧
f<u<2f
倒立
放大
实像
v>2f
与物异侧
u=f
不成像
u<f
正立
放大
虚像
——
与物同侧
成实像时,物体距离透镜越近,像距离透镜越远,像越大;物体距离透镜越远,像距离透镜越近,像越小。即成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小。
5.当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,蜡烛在光屏上所成的像是( )
A.倒立、等大的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的虚像
【答案】C
【详解】由图可知,光屏上成像,即像是实像。物距为
像距为
因为,且物像位于凸透镜的两侧,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,综上分析可知,ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6.如图所示,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的乙、甲两处得到烛焰清晰的像,且甲处的像比乙处大,则( )
A.甲处可能成的是虚像 B.乙处像可能是放大的
C.P点位置在甲的左侧 D.蜡烛的移动方向向右
【答案】B
【详解】A.光屏能承接像,说明成的是实像,故A不符合题意;
B.乙处像距为,若,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,这是可能的,故B符合题意;
C.甲处的像比乙处大,根据凸透镜成实像时“像距越大像越大”,可知甲处像距大于乙处像距。甲在40cm处,乙在50cm处,若点在甲的左侧,则甲处像距小于乙处像距,与题意矛盾,故点位置应在乙的右侧,故C不符合题意;
D.光屏先后在乙、甲两处得到清晰的像,说明像距变大。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”,可知物距变小,即蜡烛靠近透镜。因点在乙的右侧,蜡烛应在点右侧,故蜡烛的移动方向向左,故D不符合题意。
故选B。
7.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当烛焰、光屏和凸透镜的位置及它们之间的距离如图所示时,在光屏上得到烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )
A.若用白纸遮住凸透镜的上半部分,光屏上的像仍完整且亮度不变
B.如果光屏上的像位置偏上,此时将蜡烛向下调整,可使像处于光屏中心
C.将凸透镜换为焦距更小的凸透镜后,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏远离凸透镜
D.保持蜡烛和光屏不动,把凸透镜移到50cm刻度处,光屏上可继续成像
【答案】D
【详解】A.遮住凸透镜上半部分,下半部分仍能折射光线成像,像完整,但透过透镜的光线减少,像变暗,故A错误;
B.凸透镜成倒立实像,像偏上说明蜡烛位置偏下,根据过光心光线传播方向不变,应将蜡烛向上调整使像向下移至中心,故B错误;
C.换用焦距更小的凸透镜,折光能力变强,光线提前会聚,像距变小,应将光屏靠近凸透镜,故C错误;
D.由图可知物距
像距
把凸透镜移到50cm刻度处,此时物距
像距
根据光路可逆原理,此时光屏上可继续成清晰的像,故D正确。
故选D。
8.小刚同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验中元件摆放位置如图所示,在光屏中心呈现出清晰的烛焰的像,此时物距为30cm,下列说法正确的是( )
A.此透镜的焦距可能为16cm,光屏上呈倒立、缩小实像
B.若有一只苍蝇落在凸透镜镜片左边这侧上面,则苍蝇会在光屏上成正立放大虚像
C.保持蜡烛和光屏位置不变,将透镜移到蜡烛和光屏的正中间,光屏上呈倒立、等大实像
D.保持透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,光屏也必须向左移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像
【答案】D
【详解】A.由图可知,此时物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小实像,此时物距大于二倍焦距,即,解得,故A错误;
B.苍蝇落在凸透镜镜片左边这侧上面,此时苍蝇在凸透镜的一倍焦距之内,成虚像,虚像不能成在光屏上,所以光屏上没有苍蝇的像,故B错误;
C.原本、,蜡烛和光屏的总距离为
将透镜移到蜡烛和光屏正中间时,此时物距等于像距,总距离为,要成倒立等大实像需要满足,总距离需为4f,但原本的总距离小于60cm,无法满足该成像条件,不能成等大实像,故C错误;
D.保持透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,光屏应向左移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像,故D正确。
故选D。
▌题型03 确定凸透镜的焦距范围
1.先确定像的性质,得出对应物距与焦距的关系和像距与焦距的关系式,解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为:
(1)当成倒立、缩小的实像时,u>2f,f<v<2f;
(2)当成倒立、等大的实像时,u=v=2f;
(3)当成倒立、放大的实像时,f<u<2f,v>2f;
(4)当不成像时,u=f;
(5)当成正立、放大虚像时,u<f。
9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中李阳同学将蜡烛放置在某一位置,在距透镜另一侧处的光屏上,成一倒立缩小清晰的像;移动蜡烛的位置,并再次调节光屏至距透镜处,成一倒立放大的像,则该同学所用透镜的焦距可能为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】凸透镜成倒立、缩小实像时,像距满足,代入得
解得①
成倒立、放大实像时,像距满足,代入得
解得②
联立①②得焦距范围为
故选A。
10.在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜14cm时成等大的实像,则这个透镜的焦距是( )
A.10cm B.7cm C.14cm D.16cm
【答案】B
【详解】根据凸透镜成像规律:当烛焰到凸透镜的物距时,成倒立、等大的实像。 本题中物距,对应成等大实像,因此,解得焦距。
故选B。
11.如图,蜡烛距凸透镜20cm时,烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.5cm B.15cm C.30cm D.45cm
【答案】A
【详解】蜡烛距凸透镜20cm时,烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像,说明物距大于两倍焦距,即
则,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
▌题型04 凸透镜成像规律与图像结合
解答此类试题时,要明确二倍焦距处是成放大和缩小实像的分界点,当u=v=2f时,物体成倒立、等大的实像。然后在图上找到对应点,求出焦距,然后根据凸透镜成像规律即可求解。
12.如图所示,是小慧同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中记录并绘制的像距与物距的关系图像,图中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.蜡烛在A点对应的位置时,成像的特点与投影仪成像特点相同
C.蜡烛从B点对应位置移动到C点对应位置的过程中,成的像逐渐变大
D.蜡烛在C点对应位置时,在蜡烛与透镜之间放置一近视眼镜片,光屏需靠近透镜方向移动才能重新得到清晰像
【答案】B
【详解】A.图像中 B 点物距u=20 cm,像距v=20 cm,满足u=v=2f,2f =20 cm,得f =10 cm,因此A错误;
B.在A 点:物距10 cm<u<20 cm,即f<u<2f 此时成像特点:倒立、放大、实像,和投影仪成像规律一致,故B正确;
C.从B到 C过程:物距变大(u>2f 范围),凸透镜规律:物远像近像变小,所以像逐渐变小,故C 错误;
D.近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,会延后光线会聚点,光屏需要远离透镜才能成清晰像,故D 错误。
故选 B。
13.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,某小组同学测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图像,根据图像可知( )
A.该凸透镜的焦距 B.当物距时,成缩小的像
C.当物距时,所成的像能用光屏承接 D.当物距时,成正立的像
【答案】B
【详解】A.由图像可知,当时,,由凸透镜成像特点可知,此时
则,故A不符合题意;
B.当时,,成倒立、缩小的实像,故B符合题意;
C.当时,,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,故C不符合题意;
D.当时,,成倒立、放大的实像,故D不符合题意。
故选B。
14.在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距数据,并绘制成如图所示的图像,根据图像可知( )
A.该凸透镜的焦距
B.当物距u=5cm时,所成的像能用光屏承接
C.当物距u=12cm时,成倒立、缩小的实像
D.若物体从距凸透镜45cm处向距凸透镜15cm处移动,所成的像会逐渐变大
【答案】D
【详解】A.由图可知,当时,,此时物距等于像距,物体位于二倍焦距处,,故A不符合题意;
B.当时,,成正立、放大的虚像,虚像不能用光屏承接,故B不符合题意;
C.当时,,成倒立、放大的实像,故C不符合题意;
D.物体从距凸透镜45cm处向15cm处移动,物距减小且始终大于焦距,所成实像逐渐变大,故D符合题意。
故选D。
15.如图所示,是亮亮同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中记录并绘制的像距与物距的关系图像,图中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列判断不正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是10cm
B.蜡烛在B点对应位置时,成倒立、等大的实像
C.蜡烛从B点对应位置移动到C点对应位置的过程中,成的像逐渐变小
D.蜡烛处于A点对应的位置时,成正立、放大的虚像
【答案】D
【详解】AB. 由图可知B点处,,由得,,此时,成倒立、等大的实像,故AB正确;
C. 蜡烛从B点移动到C点,物距逐渐增大,且物距大于焦距,根据凸透镜成像规律可知成实像,成实像满足物距增大,像距减小像变小,故C正确;
D. 蜡烛处于A点时,满足,即,成倒立、放大的实像,故D错误。
本题选择不正确的选项,因此选D。
▌题型05 照相机、投影仪和放大镜
1.拍照时,摄像头相当于照相机的镜头,两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的。
2.照相机拍摄较远景物时,像比较小;拍摄较近景物时,像比较大。由此可知,远离被被拍摄景物,可以增大拍摄范围,但拍出来的景物会变小。
3.理解投影仪(幻灯机)的成像特点是解题的关键。投影仪(幻灯机)利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的,因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。
4.在一定范围内,放大镜离物体越近,所成的像越小;离物体越远,所成的像越大。
16.“校园安全,关乎你我。”如图所示是校园安装的“一键式报警柱”,站在报警柱下,按下按键就可以通过摄像头进行视频通话,求助者通过摄像头会成倒立、______的实像;为了使摄像头中成像更大,求助者应_________(选填“远离”或“靠近”)摄像头。
【答案】 缩小 靠近
【详解】摄像头的镜头相当于凸透镜,当物距大于二倍焦距时,根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像。
因凸透镜成实像时,物近像远像变大,故要使成像更大,应减小物距,故求助者应靠近摄像头。
17.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放大的图案和字样,其内部结构如图乙所示,它利用的就是凸透镜成像原理。人们在不同方向都能看到地面上的图案(像),是因为光在地面发生了________(选填“镜面”或“漫”)反射,图乙中的图片(物体)到镜头(凸透镜)的距离为________(选填“大于二倍焦距”“小于一倍焦距”或“一倍焦距和二倍焦距之间”)。
【答案】 漫 一倍焦距和二倍焦距之间
【详解】地面粗糙不平,光在粗糙表面上反射时,反射光线会射向各个方向,这种反射叫做漫反射,因此人们能在不同方向都看到地面上的图案;图中投影灯成放大的实像,由凸透镜成像规律可知,图片到镜头的距离在一倍焦距和二倍焦距之间。
18.小军同学在社会实践时,用一透镜观察小麦,如图所示,他用的是_________透镜,如果该透镜焦距为,标本到透镜的距离应_________(选填“大于”“小于”或“等于”),小军同学看到的像是_________(选填“虚”或“实”)像。
【答案】 凸 小于 虚
【详解】图中透镜将小麦的图案放大,起到了放大镜的作用,能成正立、放大像的透镜是凸透镜,凹透镜只能成正立缩小的像,不符合观察效果;
根据凸透镜成像规律,当物距小于焦距时,凸透镜才会成正立放大的像,已知该透镜焦距为10cm,因此标本到透镜的距离应小于10cm;
凸透镜作为放大镜使用时,所成的像不是实际光线会聚形成的,无法用光屏承接,因此是虚像。
19.如图是一张妙趣横生的照片,不用后期处理,直接采用手机错位拍摄一次而成,在拍摄过程中,手机照相机镜头相当于是_____ 透镜,摆拍时做出姿势的两人比鞋子到手机的距离远很多,此时鞋子在镜头里成的是_______ (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
【答案】 凸 缩小
【详解】在拍摄过程中,手机照相机镜头相当于凸透镜;手机拍照其成像原理为:当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,所以鞋子成像为倒立、缩小的实像。
20.如图所示,摄影师用相机拍摄时,让两个物体离镜头远近不同,再调整拍摄角度,使两物体的像在同一张照片中呈现出“手捏月亮”的趣味效果。这是一种富有创意的拍摄技巧——“强迫透视法”利用这种技巧拍摄这张照片时( )
A.镜头对光有发散的作用
B.手和月亮通过镜头成的像都是实像
C.通过镜头手成放大的像而月亮成缩小的像
D.若要放大像的大小,应将镜头焦距调小一些
【答案】B
【详解】A.照相机的镜头是凸透镜,不是凹透镜,对光有会聚作用,故A不符合题意;
B.相机的成像原理是物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,手和月亮都在相机镜头的2倍焦距以外,因此通过镜头成的像都是实像,故B符合题意;
C.相机拍摄时所有被摄物体都满足物距的条件,成的都是倒立缩小的实像,只是因为手离镜头很近、月亮离镜头极远,最终呈现的像大小相近,并非手成放大的像,故C不符合题意;
D.根据凸透镜成像规律,要让像变大,需要减小物距同时增大像距;若调小镜头焦距,相当于相对增大了物距,会让像变小。要放大像的大小,应将镜头焦距调大,故D不符合题意。
故选B。
▌题型06 近视眼和远视眼成因及矫正
1.近视眼的晶状体太厚,折光能力太强;或者眼球在前后方向上太长,来自远物的像成在视网膜的后面,应佩戴凹透镜矫正。
2.远视眼的晶状体太薄,折光能力太弱;或者眼球在前后方向上太短,来自近物的像成在视网膜的后面,应佩戴凸透镜矫正。
21.明代张宁在《方洲杂言》中说:“老人目昏,不辨细字,张此物于双目,字明大加倍。”句中的“此物”属于_________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),句中的“老人”患有_________(选填“近视”或“远视”)眼。
【答案】 凸透镜 远视
【详解】[1]该物体能使字“明大加倍”,说明它可以成正立、放大的虚像,这符合凸透镜作为放大镜的成像特性,因此此物属于凸透镜。
[2]老人无法看清近处的细字,是因为晶状体折光能力较弱,近处物体的像成在视网膜后方,这是远视眼的典型症状,所以老人患有远视眼。
22.如图甲所示是人的眼球示意图,人眼的成像原理与__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理类似;如图乙是近视眼看远处物体的成像示意图,近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力__________(选填“太强”或“太弱”)可以用__________(选填“凹透镜”或“凸透镜”)矫正,才能看清远处的物体。
【答案】 照相机 太强 凹透镜
【详解】由凸透镜成像规律可知,人眼成倒立、缩小的实像,与照相机成像原理类似。近视眼晶状体太厚,折光能力太强,使远处物体的像成在视网膜前方。凹透镜对光线有发散作用,能让像后移到视网膜上,可矫正近视眼。
23.在如图所示的近视眼、远视眼及其矫正的四幅示意图中,下列说法正确的是( )
A.乙是近视眼,用丁模型矫正
B.乙是远视眼,用丙模型矫正
C.甲是近视眼,用丙模型矫正
D.甲是远视眼,用丁模型矫正
【答案】A
【详解】AB.图乙中,远处的光线经晶状体折射后,会聚在视网膜前方,这是近视眼的成像特点。近视眼需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜来矫正,图丁符合要求,故A正确,B错误;
CD.图甲中,近处的光线经晶状体折射后,会聚在视网膜后方,这是远视眼的成像特点,需要佩戴对光线有会聚作用的凸透镜来矫正,图丙符合要求,故CD错误。
故选A。
24.小明用自制的水透镜(向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小)来探究凸透镜成像规律,当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时,如图所示,光屏上原来清晰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
①将光屏远离水透镜②将光屏靠近水透镜③将蜡烛和光屏同时靠近水透镜④对水透镜注水
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【详解】①近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,水透镜“戴上”近视眼镜后整体会聚作用减弱,像距增大,像成在原光屏后方;将光屏远离水透镜可移动到新的像的位置,故①可行;
②此时清晰像位于原光屏后方,将光屏靠近水透镜会使光屏离清晰像的位置更远,故②不可行;
③根据凸透镜成像规律,在成实像时物距减小,像距增大;将蜡烛靠近水透镜会使像进一步远离,而光屏同时靠近水透镜,不能重新承接清晰像,故③不可行;
④向水透镜注水后焦距变小、会聚能力增强,像距减小,像可向水透镜方向移动并重新落到光屏上,故④可行。
故选B。
25.(多选)小明用弹性膜注水制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度,固定透镜,将一个F形光源放在合适位置后,调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A.图甲模拟正常人眼球观察物体时的成像情况,光屏上成倒立缩小的实像
B.若将远视眼镜靠近甲图透镜左侧放置,要将光屏远离透镜才能承接到清晰的像
C.模拟图乙的成因时需要从水透镜向外抽水
D.某次实验中,若无论怎样移动光屏,在光屏上始终看到的是一个大小不变的光斑,则说明F形光源放在焦点上
【答案】AD
【详解】A.由图甲可知,物距,像距。因,根据凸透镜成像规律,光屏上成倒立、缩小的实像,模拟正常人眼球成像,故A正确;
B.远视眼镜是凸透镜,对光线有会聚作用。将其靠近甲图透镜左侧放置,光线提前会聚,像距变小,需将光屏靠近透镜才能承接到清晰的像,故B错误;
C.图乙中光线会聚在视网膜前方,为近视眼成因。近视眼晶状体较厚,模拟图乙成因需向水透镜注水使其变厚,故C错误;
D.F形光源放在焦点上,发出的光经凸透镜折射后变为平行光,在光屏上始终呈现大小不变的光斑,故D正确。
故选AD。
▌题型07 望远镜和显微镜
1.望远镜原理
(1)物镜:焦距较长,相当于照相机的镜头,远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像,这个像处于目镜的1倍焦距以内.
(2)目镜:焦距较短,相当于一个放大镜。成正立、放大的虚像。
两次成像,先缩小,后放大。
(3)被观察物体通过望远镜,第一次成倒立、缩小的实像,“倒立”是相对于物体而言的;第二次成正立、放大的虚像,“正立”是相对于第一次所成的像而言的,所以人眼通过望远镜看到的是物体倒立的虚像。
2.显微镜原理
(1)物镜:相当于投影仪的镜头,成倒立、放大的实像;
(2)目镜:相当于放大镜,成正立、放大的虚像;
26.某跨学科实践小组通过纯手工打磨镜片自制了望远镜,该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星,甚至能清晰地看到木星表面的斑纹,如图是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是( )
A.小组通过纯手工磨制的镜片是凹透镜
B.装在望远镜套筒上的寻星装置利用了光沿直线传播原理制作的
C.木星到物镜的距离u满足(f为物镜的焦距)
D.人眼通过目镜观察到的是放大实像
【答案】B
【详解】A.由图可知,望远镜的物镜和目镜都对光线有会聚作用,均为凸透镜,故A错误;
B.寻星装置是对齐观测目标的简易准直结构,利用了光沿直线传播的原理,保证寻星方向和望远镜光路方向一致,故B正确;
C.木星到物镜的距离u满足,成倒立、缩小的实像,故C错误;
D.目镜相当于一个放大镜,成正立、放大的虚像,故D错误。
故选B。
27. “超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台如图所示的望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.望远镜镜筒总长度略小于物镜和目镜焦距之和
B.它的物镜相当于投影仪,用来把物体放大
C.物镜的作用是使远处的物体在目镜一倍焦距以内成虚像
D.当看远处物体后,再看近处物体时,镜筒总长度要伸长一点
【答案】D
【详解】A.望远镜镜筒总长度一般等于物镜和目镜焦距之和,故A错误;
BC.开普勒望远镜是由两组凸透镜组成的,靠近眼睛的凸透镜叫做目镜,靠近被观测物体的凸透镜叫做物镜;物镜的作用是使得无限远处的物体在凸透镜的焦点附近成一个倒立缩小的实像,相当于一个照相机,故BC错误;
D.当观察远处物体时,光线几乎是平行的,此时望远镜的镜片间距调整到适合观察远距离物体的状态。而当观察近处物体时,物体发出的光线不再是平行的,而是具有一定的发散角度。为了使这些光线能够在望远镜中形成清晰的像,需要调整镜片间的距离,使得像距增大,从而获得清晰的图像,故D正确。
故选D。
28.如图是小林自制的“水滴显微镜”,其中水滴相当于显微镜的________镜。利用该显微镜观察标本时,先调节标本与水滴(相当于凸透镜)间的距离,使之________(选填“略大于”或“略小于”)水滴透镜的焦距,此时通过水滴成________(选填“倒立”或“正立”)、放大的像,然后缓慢调节镜片与水滴间的距离,就会看到标本更为放大的像。
【答案】 物 略大于 倒立
【详解】[1][2][3]水滴靠近被观察的标本,相当于显微镜的物镜。由凸透镜成像规律可知,当物距在一倍焦距与二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,故标本与水滴的距离略大于水滴透镜的焦距,此时通过水滴成倒立的像。
29.关于显微镜和望远镜下列阐述错误的是( )
A.望远镜观察到的物体是放大的虚像
B.显微镜目镜的作用像一个普通的放大镜
C.来自被观察物体的光经显微镜的物镜后成一个放大的实像
D.望远镜的目镜作用是把物体通过物镜成在焦点附近的像放大
【答案】A
【详解】A.望远镜的物镜会将远处的物体成倒立、缩小的实像,目镜仅放大这个实像;最终人眼看到的虚像,相比实际物体本身仍是缩小的,只是增大了观察视角,故A错误;
B.显微镜目镜的作用是将物镜成的实像再次放大,作用和普通放大镜一致,故B正确;
C.显微镜物镜工作时,被观察物体在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间,最终成倒立、放大的实像,故C正确;
D.望远镜的物镜将远处物体的像成在焦点附近,目镜的作用就是放大这个像,故D正确。
本题选择错误的,故选A。
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3.3~3.4凸透镜成像的规律、透镜的应用
题型01探究凸透镜成像的规律
1.(1)大于50cm
(2)丁
(3)不变
(4)0
2.(1)较暗
(2)同一高度
(3)缩小
(4
O
(5)C
(6)
高
低
(7)10.1
3.(1)15
(2)
35cm
I
(3)右
(4)1
(5)P
4.(1)同一高度
(2)
倒
缩小
照相机
(3)
右
大
(4)上
(5)
右
C
题型02凸透镜成像规律的应用
5.C
6.B
7.D
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8.D
题型03确定凸透镜的焦距范围
9.A
10.B
11.A
题型04凸透镜成像规律与图像结合
12.B
13.B
14.D
15.D
题型05照相机、投影仪和放大镜
16
缩小
靠近
17.
漫
倍焦距和二倍焦距之间
18.
凸
小于
虚
19
凸
缩小
20.B
题型06近视眼和远视眼成因及矫正
21.
凸透镜
远视
22
照相机
太强
凹透镜
23.A
24.B
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25.AD
题型07望远镜和显微镜
26.B
27.D
28.
物
略大于
倒立
29.A
3/3
3.3~3.4 凸透镜成像的规律、透镜的应用
题型01 探究凸透镜成像的规律
题型02 凸透镜成像规律的应用
题型03 确定凸透镜的焦距范围
题型04 凸透镜成像规律与图像结合
题型05 照相机、投影仪和放大镜
题型06 近视眼和远视眼成因及矫正
题型07 望远镜和显微镜
▌题型01 探究凸透镜成像的规律
常考考查点
(1)调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是让烛焰的像成在光屏的中央;
(2)在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些?
可能原因有:①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上;②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内;③蜡烛的位置在透镜的焦点上;④当成放大的实像时,像距较大,光具座长度不够。
(3)用卡片把透镜遮住一部分,光屏上得到烛焰的像有什么变化?
光屏上像的性质不变,还是完整的,但亮度会变暗些。
(4)成实像时,将蜡烛和光屏调换位置时,在光屏上仍能成实像。原因是:光路可逆。
(5)发光二极管比蜡烛的优势:发光二极管亮度更亮,光源稳定,成像稳定。
(6)发光二极管的形状的要求:选择上下、左右都不对称的形状。
(7)蜡烛长度变短时,像在光屏上的位置怎样变化?为了使像仍成在光屏的中央,应该怎样进行调节?
像将会向上移动。调节方法:①将光屏向上移动;②将蜡烛向上移动;③将透镜和光屏向下调节。
1.在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)凸透镜甲焦距为10cm,固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后将蜡烛移动到15cm刻度线处,应该在____________刻度线范围移动光屏,才能得到烛焰清晰的像;
(2)为了探究凸透镜成的像与物体相比正倒、左右的关系,小明准备制作几个发光字来进行实验,其中最适合的是____________。
(3)若保持蜡烛和光屏的位置不变,仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比____________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处,再将点燃的蜡烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是____________(填“0”、“1”、“2”或“3”)。
2.小明用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。
(1)实验在____________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行,现象更明显。
(2)小明将蜡烛、凸透镜、光屏按序固定在光具座上,点燃蜡烛后,为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在____________上。
(3)调整后,如图甲所示,移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像,该像是倒立、____________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
(4)若将“F”形的LED灯(如图乙所示)替代蜡烛放在离凸透镜5cm的地方,我们透过透镜能看到的清晰的像是图丙中的____________。若放在离凸透镜15cm的地方并移动光屏,光屏上成的清晰的像是图丙中的____________。
(5)当光屏上出现烛焰清晰的像时,如果用遮光板挡住透镜的上半部分,那么我们观察光屏时,将会在光屏上看到____________(填字母)。
A.烛焰像的下半部分 B.烛焰像的上半部分
C.烛焰完整的像,像的亮度变暗 D.烛焰完整的像,像的亮度不变
(6)实验过程中,燃烧的蜡烛变短了,可将光屏的高度调____________(选填“高”或“低”)一些,或者将凸透镜的高度调____________(选填“高”或“低”)一些,使像成在光屏中央。
(7)小明利用上述器材测量该凸透镜的焦距。将凸透镜固定于光具座某刻度处,再将蜡烛、光屏分别自透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜,直至光屏上出现等大的清晰像,此时蜡烛与光屏的距离为40.4cm,则凸透镜的焦距为____________cm。
3.探究凸透镜成像的规律;
(1)如图甲,将一点光源放在如图所示的位置时,向右移动光屏,光屏上始终得到一个与透镜等大的光斑,则该透镜的焦距为__________cm;
(2)当把凸透镜、蜡烛固定在如图乙所示位置时,物距为__________,光屏在__________(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的实像;
(3)蜡烛保持如图乙的位置不变,将凸透镜由图示位置缓慢向左移至45cm刻度处,以凸透镜为参照物,烛焰的像将向__________(选填“左”或“右”)移动。
(4)光屏上得到完整清晰的像后,如果用一个面积为透镜且不透明的纸板紧贴透镜,将透镜的中间部分遮住,我们将看到烛焰_____个像;
(5)为了更好地研究像的上下、左右是否都倒立,可以采用若干个发光二极管组成的__________(选填“A”、“Z”或“P”)字形光源进行实验。
4.小华在探究“凸透镜成像规律”的实验中,调整蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示;
(1)点燃蜡烛后,在调整过程中,应调节烛焰、凸透镜的光心和光屏的中心在___________上,使烛焰的像成在光屏的中央;
(2)如图①所示,若此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,那么所成的像是___________立、___________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,与生活中的___________成像原理相同;
(3)小华保持凸透镜的位置不动,当把蜡烛向右(靠近透镜)移动一段距离后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动,成的像变___________(选填“大”“小”);
(4)若实验时,他发现光屏上承接蜡烛的像偏上,位置如图②所示,应该将蜡烛向___________调节,让像移动到光屏中间;
(5)如图③所示,烛焰位于凸透镜焦点以内,在透镜___________侧(选填“左”或“右”)可以观察到放大的虚像,若将一不透明的光屏置于图中虚线处,则烛焰的像___________ 。
A.会消失 B.亮度变暗 C.没有变化 D.成在光屏
▌题型02 凸透镜成像规律的应用
物距u与焦距f的关系
像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
正倒
大小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f<v<2f
与物异侧
u=2f
倒立
等大
实像
v=2f
与物异侧
f<u<2f
倒立
放大
实像
v>2f
与物异侧
u=f
不成像
u<f
正立
放大
虚像
——
与物同侧
成实像时,物体距离透镜越近,像距离透镜越远,像越大;物体距离透镜越远,像距离透镜越近,像越小。即成实像时,物近像远像变大,物远像近像变小。
5.当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,蜡烛在光屏上所成的像是( )
A.倒立、等大的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、缩小的实像 D.正立、放大的虚像
6.如图所示,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的乙、甲两处得到烛焰清晰的像,且甲处的像比乙处大,则( )
A.甲处可能成的是虚像 B.乙处像可能是放大的
C.P点位置在甲的左侧 D.蜡烛的移动方向向右
7.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当烛焰、光屏和凸透镜的位置及它们之间的距离如图所示时,在光屏上得到烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )
A.若用白纸遮住凸透镜的上半部分,光屏上的像仍完整且亮度不变
B.如果光屏上的像位置偏上,此时将蜡烛向下调整,可使像处于光屏中心
C.将凸透镜换为焦距更小的凸透镜后,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏远离凸透镜
D.保持蜡烛和光屏不动,把凸透镜移到50cm刻度处,光屏上可继续成像
8.小刚同学在实验室利用光具座“探究凸透镜成像规律”的实验中元件摆放位置如图所示,在光屏中心呈现出清晰的烛焰的像,此时物距为30cm,下列说法正确的是( )
A.此透镜的焦距可能为16cm,光屏上呈倒立、缩小实像
B.若有一只苍蝇落在凸透镜镜片左边这侧上面,则苍蝇会在光屏上成正立放大虚像
C.保持蜡烛和光屏位置不变,将透镜移到蜡烛和光屏的正中间,光屏上呈倒立、等大实像
D.保持透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,光屏也必须向左移动一段距离才能再次找到烛焰清晰的像
▌题型03 确定凸透镜的焦距范围
1.先确定像的性质,得出对应物距与焦距的关系和像距与焦距的关系式,解不等式就可以确定该凸透镜焦距的范围。具体关系为:
(1)当成倒立、缩小的实像时,u>2f,f<v<2f;
(2)当成倒立、等大的实像时,u=v=2f;
(3)当成倒立、放大的实像时,f<u<2f,v>2f;
(4)当不成像时,u=f;
(5)当成正立、放大虚像时,u<f。
9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中李阳同学将蜡烛放置在某一位置,在距透镜另一侧处的光屏上,成一倒立缩小清晰的像;移动蜡烛的位置,并再次调节光屏至距透镜处,成一倒立放大的像,则该同学所用透镜的焦距可能为( )
A. B. C. D.
10.在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜14cm时成等大的实像,则这个透镜的焦距是( )
A.10cm B.7cm C.14cm D.16cm
11.如图,蜡烛距凸透镜20cm时,烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.5cm B.15cm C.30cm D.45cm
▌题型04 凸透镜成像规律与图像结合
解答此类试题时,要明确二倍焦距处是成放大和缩小实像的分界点,当u=v=2f时,物体成倒立、等大的实像。然后在图上找到对应点,求出焦距,然后根据凸透镜成像规律即可求解。
12.如图所示,是小慧同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中记录并绘制的像距与物距的关系图像,图中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.蜡烛在A点对应的位置时,成像的特点与投影仪成像特点相同
C.蜡烛从B点对应位置移动到C点对应位置的过程中,成的像逐渐变大
D.蜡烛在C点对应位置时,在蜡烛与透镜之间放置一近视眼镜片,光屏需靠近透镜方向移动才能重新得到清晰像
13.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,某小组同学测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图像,根据图像可知( )
A.该凸透镜的焦距 B.当物距时,成缩小的像
C.当物距时,所成的像能用光屏承接 D.当物距时,成正立的像
14.在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距数据,并绘制成如图所示的图像,根据图像可知( )
A.该凸透镜的焦距
B.当物距u=5cm时,所成的像能用光屏承接
C.当物距u=12cm时,成倒立、缩小的实像
D.若物体从距凸透镜45cm处向距凸透镜15cm处移动,所成的像会逐渐变大
15.如图所示,是亮亮同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中记录并绘制的像距与物距的关系图像,图中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列判断不正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是10cm
B.蜡烛在B点对应位置时,成倒立、等大的实像
C.蜡烛从B点对应位置移动到C点对应位置的过程中,成的像逐渐变小
D.蜡烛处于A点对应的位置时,成正立、放大的虚像
▌题型05 照相机、投影仪和放大镜
1.拍照时,摄像头相当于照相机的镜头,两者都是利用凸透镜成倒立、缩小的实像来工作的。
2.照相机拍摄较远景物时,像比较小;拍摄较近景物时,像比较大。由此可知,远离被被拍摄景物,可以增大拍摄范围,但拍出来的景物会变小。
3.理解投影仪(幻灯机)的成像特点是解题的关键。投影仪(幻灯机)利用凸透镜能成倒立、放大的实像的原理工作的,因而可利用“反反得正”的方法推知幻灯片应反向放置。
4.在一定范围内,放大镜离物体越近,所成的像越小;离物体越远,所成的像越大。
16.“校园安全,关乎你我。”如图所示是校园安装的“一键式报警柱”,站在报警柱下,按下按键就可以通过摄像头进行视频通话,求助者通过摄像头会成倒立、______的实像;为了使摄像头中成像更大,求助者应_________(选填“远离”或“靠近”)摄像头。
17.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放大的图案和字样,其内部结构如图乙所示,它利用的就是凸透镜成像原理。人们在不同方向都能看到地面上的图案(像),是因为光在地面发生了________(选填“镜面”或“漫”)反射,图乙中的图片(物体)到镜头(凸透镜)的距离为________(选填“大于二倍焦距”“小于一倍焦距”或“一倍焦距和二倍焦距之间”)。
18.小军同学在社会实践时,用一透镜观察小麦,如图所示,他用的是_________透镜,如果该透镜焦距为,标本到透镜的距离应_________(选填“大于”“小于”或“等于”),小军同学看到的像是_________(选填“虚”或“实”)像。
19.如图是一张妙趣横生的照片,不用后期处理,直接采用手机错位拍摄一次而成,在拍摄过程中,手机照相机镜头相当于是_____ 透镜,摆拍时做出姿势的两人比鞋子到手机的距离远很多,此时鞋子在镜头里成的是_______ (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
20.如图所示,摄影师用相机拍摄时,让两个物体离镜头远近不同,再调整拍摄角度,使两物体的像在同一张照片中呈现出“手捏月亮”的趣味效果。这是一种富有创意的拍摄技巧——“强迫透视法”利用这种技巧拍摄这张照片时( )
A.镜头对光有发散的作用
B.手和月亮通过镜头成的像都是实像
C.通过镜头手成放大的像而月亮成缩小的像
D.若要放大像的大小,应将镜头焦距调小一些
▌题型06 近视眼和远视眼成因及矫正
1.近视眼的晶状体太厚,折光能力太强;或者眼球在前后方向上太长,来自远物的像成在视网膜的后面,应佩戴凹透镜矫正。
2.远视眼的晶状体太薄,折光能力太弱;或者眼球在前后方向上太短,来自近物的像成在视网膜的后面,应佩戴凸透镜矫正。
21.明代张宁在《方洲杂言》中说:“老人目昏,不辨细字,张此物于双目,字明大加倍。”句中的“此物”属于_________(选填“凸透镜”或“凹透镜”),句中的“老人”患有_________(选填“近视”或“远视”)眼。
22.如图甲所示是人的眼球示意图,人眼的成像原理与__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理类似;如图乙是近视眼看远处物体的成像示意图,近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力__________(选填“太强”或“太弱”)可以用__________(选填“凹透镜”或“凸透镜”)矫正,才能看清远处的物体。
23.在如图所示的近视眼、远视眼及其矫正的四幅示意图中,下列说法正确的是( )
A.乙是近视眼,用丁模型矫正
B.乙是远视眼,用丙模型矫正
C.甲是近视眼,用丙模型矫正
D.甲是远视眼,用丁模型矫正
24.小明用自制的水透镜(向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小)来探究凸透镜成像规律,当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时,如图所示,光屏上原来清晰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( )
①将光屏远离水透镜②将光屏靠近水透镜③将蜡烛和光屏同时靠近水透镜④对水透镜注水
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
25.(多选)小明用弹性膜注水制作了一个水凸透镜,通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度,固定透镜,将一个F形光源放在合适位置后,调节光屏得到清晰的像。下列说法正确的是( )
A.图甲模拟正常人眼球观察物体时的成像情况,光屏上成倒立缩小的实像
B.若将远视眼镜靠近甲图透镜左侧放置,要将光屏远离透镜才能承接到清晰的像
C.模拟图乙的成因时需要从水透镜向外抽水
D.某次实验中,若无论怎样移动光屏,在光屏上始终看到的是一个大小不变的光斑,则说明F形光源放在焦点上
▌题型07 望远镜和显微镜
1.望远镜原理
(1)物镜:焦距较长,相当于照相机的镜头,远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像,这个像处于目镜的1倍焦距以内.
(2)目镜:焦距较短,相当于一个放大镜。成正立、放大的虚像。
两次成像,先缩小,后放大。
(3)被观察物体通过望远镜,第一次成倒立、缩小的实像,“倒立”是相对于物体而言的;第二次成正立、放大的虚像,“正立”是相对于第一次所成的像而言的,所以人眼通过望远镜看到的是物体倒立的虚像。
2.显微镜原理
(1)物镜:相当于投影仪的镜头,成倒立、放大的实像;
(2)目镜:相当于放大镜,成正立、放大的虚像;
26.某跨学科实践小组通过纯手工打磨镜片自制了望远镜,该望远镜不仅可以看到8亿公里外的木星,甚至能清晰地看到木星表面的斑纹,如图是该望远镜内部结构及光路示意图。下列关于该自制望远镜的说法正确的是( )
A.小组通过纯手工磨制的镜片是凹透镜
B.装在望远镜套筒上的寻星装置利用了光沿直线传播原理制作的
C.木星到物镜的距离u满足(f为物镜的焦距)
D.人眼通过目镜观察到的是放大实像
27. “超级月亮”比正常时的月亮要大百分之二十,亮度也有所增加,某天文爱好者为了研究这一现象,于是架设一台如图所示的望远镜做进一步观察。关于该望远镜,下列说法正确的是( )
A.望远镜镜筒总长度略小于物镜和目镜焦距之和
B.它的物镜相当于投影仪,用来把物体放大
C.物镜的作用是使远处的物体在目镜一倍焦距以内成虚像
D.当看远处物体后,再看近处物体时,镜筒总长度要伸长一点
28.如图是小林自制的“水滴显微镜”,其中水滴相当于显微镜的________镜。利用该显微镜观察标本时,先调节标本与水滴(相当于凸透镜)间的距离,使之________(选填“略大于”或“略小于”)水滴透镜的焦距,此时通过水滴成________(选填“倒立”或“正立”)、放大的像,然后缓慢调节镜片与水滴间的距离,就会看到标本更为放大的像。
29.关于显微镜和望远镜下列阐述错误的是( )
A.望远镜观察到的物体是放大的虚像
B.显微镜目镜的作用像一个普通的放大镜
C.来自被观察物体的光经显微镜的物镜后成一个放大的实像
D.望远镜的目镜作用是把物体通过物镜成在焦点附近的像放大
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