中考物理专题13 凸透镜成像规律及其应用集中练解析版文档格式.docx
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若现将物体移至透镜前12cm处时,此时物距u=12cm
则物距应小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,故光屏上不会出现像,故ABD不符合题意,C符合题意.
4.(2020四川绵阳)如图所示,在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜焦距是10cm,蜡烛放在A处,位于C处的光屏(图中未画出)上得到了清晰的像;
保持透镜位置不变,将蜡烛移到B处,移动光屏再次得到清晰的像。
关于光屏移动的方向和移动距离L屏与蜡烛移动距离L烛的大小关系,正确的是()
A.向右移动光屏,L屏<L烛
B.向左移动光屏,L屏<L烛
C.向左移动光屏,L屏>L烛
D.向右移动光屏,L屏>L烛
【答案】A
【解析】蜡烛放在A处时物距为u=50.00cm-23.00cm=27.00cm
满足当物距大于2倍焦距时,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小
实像,此时像距为
10.00cm<
C-50.00cm<
20.00cm
则60.00cm<
C<
70.00cm
即C位置在60.0cm至70.0cm之间;
保持透镜位置不变,将蜡烛移到B处时物距为
u'
=50.00cm-30.00cm=20.00cm
满足当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距,成倒立、等大的实像,此时C位置在70.00cm处,应向右移动光屏;
在此过程中像距一直小于物距,则光屏移动距离L屏(像距变化量)小于蜡烛移动距离L烛(物距变化量)。
5.(2021云南模拟)当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时,蜡烛的像在光屏上依稀可见(如图),则下列结论正确的是()
A.物距u=15cmB.像距v=80cm
C.凸透镜焦距f一定是10cmD.凸透镜焦距f在7.5cm——15cm之间
【答案】AD
【解析】会准确观察,会读取数据。
能根据凸透镜成像的性质推出物距与焦距的关系,然后解不等式。
熟练掌握凸透镜成像规律,应用这个规律去分析解决物距与焦距的关系、像距与焦距的关系是解决类似问题的基本解题思路方法。
本题重在考查物距、像距、焦距概念以及凸透镜成像的基本规律。
同时也测试了学生的观察能力、读取数据的能力。
A.物体与凸透镜光心间的距离为物距,图中情况u=15cm。
选项A正确;
B.光屏的像到凸透镜间的距离为像距,图中情况v=30cm。
选项B错误;
C.凸透镜焦点到光心间的距离为焦距。
根据图所示情况得不出来焦距的大小。
但我们能根据凸透镜成像的规律判断其焦距的范围。
C错误;
D.由图中情景知道,蜡烛经过凸透镜作用后,在光屏上得到一个倒立的、放大的、实像。
这种情况只有f<u<2f时出现。
我们知道u=15cm,所以f<15cm<2f。
解得:
7.5cm<f<15cm。
所以选项D正确。
6.(2021河北模拟)凸透镜是应用最广泛的光学元件之一,如图所示,一束平行光经过凸透镜后,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。
下列说法正确的是()
30
40
cm
光具座
光屏
A.图中的透镜对光具有会聚作用;
B.图中的透镜焦距为11.0cm;
C.图中的透镜对光具有发散作用;
D.近视眼所佩戴的眼镜属于凸透镜。
【答案】AB
【解析】A.图中的透镜是凸透镜,凸透镜对光具有会聚作用,A正确;
B正确;
D.近视眼所佩戴的眼镜属于凹透镜,D错误。
二、填空题
7.(2020山东东营)在探究凸透镜成像规律时,兴趣小组用某凸透镜完成了一次成像,如图所示。然后,保持蜡烛、凸透镜的位置不变,将该透镜替换为焦距为20cm的凸透镜,那么此时烛焰成的像为___(选填“虚”或“实”)像,生活中的____(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理成像的。
【答案】虚放大镜
【解析】将该透镜替换为焦距为20cm的凸透镜,此时物距u=50cm-35cm=15cm<
f
所以所成的像为正立、放大的虚像,生活中的应用是放大镜。
8.(2020黑龙江龙东农垦森工)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜正对着太阳,在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;
若将一个物体放在此透镜前40cm处,可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。
【答案】15;
缩小。
【解析】将一个凸透镜正对太阳,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。
可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了,则该凸透镜焦距为15cm;
将一物体放在此透镜前40cm处,2f<40cm,成倒立、缩小的实像。
9.(2020甘肃天水)小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜(f=10cm)前18cm处,光屏上得到了烛焰倒立、
的清晰像。
然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片,由于远视眼镜片对光线有 作用,所以光屏上烛焰的清晰像变模糊了(如图所示).若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像,他可将光屏 凸透镜。
【答案】放大;
会聚;
靠近。
【解析】已知f=10cm,则2f=20cm,蜡烛在凸透镜前18cm处,处于f和2f之间,成倒立放大的实像;
远视眼镜片是凸透镜,所以远视眼镜片对光线有会聚作用;
将远视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,经过凸透镜的光线会比原来提前会聚成像,所以将光屏靠近凸透镜,才能在光屏上重新得到清晰的像。
【点评】本题主要考查了凸透镜成像规律的应用,要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系。
10.(2021牡丹江模拟)如图所示,在探究“凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示,光屏上成一个清晰的像,应用这一原理可制成 ;
再将蜡烛远离透镜,同时将光
屏 (填“远离”或“靠近”)透镜,才能在光屏上再次成一个清晰的像。
【答案】投影仪;
【解析】由图知,v>u,所以此时在光屏上得到的是倒立、放大的实像,其应用是投影仪;
再将蜡烛远离透镜,物距增大,所以像距减小,需要将光屏靠近凸透镜,才能在光屏上再次成一个清晰的像。
11.(2020新疆兵团)如图所示,在探究凸透镜成像规律时,将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。
首先调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在_________高度,再将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm刻线处,移动光屏到_________cm刻线处,烛焰在光屏上成清晰的像,接着保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换成焦距为8cm的凸透镜B并保持位置不变,为使烛焰在光屏上成清晰的像,应将光屏向_________(填“左”或“右”)移动。
【答案】
(1)同一
(2)70(3)左
【解析】
(1)首先调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度上。
(2)将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm刻线处,此时物距为20cm,等于2倍焦距,移动光屏到70cm刻线处,此时像距也是2倍焦距,烛焰在光屏上成倒立等大的实像。
(3)保持蜡烛的位置不变,换成焦距为8cm的凸透镜B并保持位置不变,此时物距大于2倍焦距,应将光屏向在左移动,使像距在1倍焦距和2倍焦距之间,可使烛焰在光屏上成倒立缩小的实像。
12.(20121上海模拟)小明在做“探究凸透镜成像规律”实验中,将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调至 。
已知凸逶镜焦距为10厘米,现蜡烛的位置如图所示,蜡烛到凸透镜的距离为10厘米,移动光屏寻找像的位置,发现光屏上有一个倒立、 的像(选填“放大”、“等于”或“缩小”)。
【答案】同一高度,放大。
【解析】做“探究凸透镜成像规律”实验中,将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调至同一高度,使像成在光屏的中央,如图所示,因为像距大于物距,所以凸透镜成的是倒立放大的实像。
13.(2020甘肃金昌)新冠疫情期间,不少学生用手机上网课,长时间盯着屏幕,容易导致视力下降,患上近视眼,图______(选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路示意图,人眼的成像原理与______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)相同。
【答案】乙照相机
【解析】甲图将光线会聚在视网膜后方,因此甲图表示远视眼,乙图将光线会聚在视网膜前方,因此乙图表示近视眼。
人的眼睛成倒立、缩小的实像,人的眼睛的成像规律与照相机相同。
14.(2020江苏连云港)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,下表是小华同学实验时记录的几组数据,根据表中数据完成下列问题。
实验次数
物距u/cm
像距v/cm
成像性质
1
15
倒立缩小实像
2
20
倒立等大实像
3
倒立放大实像
(1)此凸透镜的焦距为______cm;
(2)第3次实验中像距为______cm,判断依据是_____。
【答案】
(1)10
(2)30(3)光路可逆
(1)由表中第2次实验的数据,物距等于像距,像和物等大,可知,此时
u2=v2=2f=20cm
f=10cm
即该凸透镜的焦距为10cm。
(2)由实验第1次
u1=30cm,v1=15cm
成倒立缩小实像,由光路的可逆性可知
u3=15cm,v3=30cm
三、实验题
15.(2020黑龙江绥化)下图是“探究凸透镜成像的规律”的装置图,凸透镜的焦距是10cm。
(1)点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心在______上;
(2)将实验器材按图中位置放置,光屏上烛焰的像是倒立、______的实像,应用此规律工作的是______;
(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)
(3)将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,要在光屏上成清晰的像,光屏应向______凸透镜的方向移动;
(填“靠近”或“远离”)
(4)实验中,不小心用指尖触摸到了凸透镜,这时光屏上的像______。
(填“变暗”“无变化”或“变残缺”)
【答案】
(1)同一高度或同一水平直线或凸透镜的主光轴
(2)放大投影仪(3)靠近(4)变暗
(1)为了使像成在光屏的中央,点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心在同一高度。
(2)由图可知,此时的物距为15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,光屏上成倒立、放大的实像,投影仪应用此原理制成的。
(3)将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,相当于增大了物距,凸透镜成实像,物远像近像变小,要在光屏上成清晰的像,需要减小像距,即光屏应向靠近凸透镜的方向移动。
(4)不小心用手指指尖触摸了凸透镜,由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像;
因为此时凸透镜会聚光线的数量减少,所以此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些。
16.(2021天津模拟)小王用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律.实验桌上现有A、B两个凸透镜,其中凸透镜A的焦距为50cm,凸透镜B的焦距为10cm.光具座上标尺的刻度范围如图所示.
①小王想探究凸透镜成像的规律,应选用(选填“A”或“B”)凸透镜.
②实验时首先要使烛焰的中心、凸透镜和光屏的中心大致在.
③小王在图13的光具座上,不断改变蜡烛与透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所获得的实验数据如右表所示.
实验
次序
物体到凸透镜
的距离u/cm
光屏上像到凸透
镜的距离v/cm
光屏上像
的大小
60
12
缩小
等大
4
放大
5
分析实验数据可知:
从实验序号可以看出,当成实像时,物体到凸透镜的距离越短,光屏上像的大小就越大;
同一凸透镜,成实像时,像距v随物距u的增大而;
当物距等于焦距时,凸透镜成等大的实像.
④有些同学认为小王的实验过程不够全面,提出了多种看法.其中甲同学认为他只记录了像的大小,没有记录像的正倒,所以他的记录不够全面;
乙同学认为他只通过一块凸透镜成像的情况,要得出凸透镜的成像规律,欠普遍性;
丙同学认为他只研究凸透镜成实像的情况,没有研究凸透镜成虚像的情况,欠完整.你认为这些看法正确的是(可填“甲”、“乙”、“丙”).
【答案】
(1)B;
(2)同一高度;
(3)2、3、4(或1、3、4或1、3、5或2、3、5)(说明:
必须写三组数据,但如1与2或4、与5写入则不得分);
减小;
两倍(4)甲、乙、丙。
(说明:
错选、漏选均不得分)
【解析】①凸透镜A的焦距为50cm,若用A探究凸透镜成像规律,凸透镜位于光具座的中点位置,物距最大大于焦距,无法完成实验,所以只能选B凸透镜;
②实验时首先要使烛焰的中心、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度,使像成在光屏的中央;
③从实验序号2、3、4(或1、3、4或1、3、5或2、3、5)可以看出,当成实像时,物体到凸透镜的距离越短,光屏上像的大小就越大;
同一凸透镜,成实像时,像距v随物距u的增大而减小;
当物距等于两倍焦距时,凸透镜成等大的实像;
④小王的实验过程不够全面,只记录了像的大小,没有记录像的正倒;
只通过一块凸透镜探究成像的情况,结论没有普遍意义;
也没有研究成虚像的情况。
因此甲、乙、丙三位同学的看法都正确。
17.(2021大连模拟)如图所示,小明和实验小组同学利用透镜、光屏、蜡烛等实验器材探究凸透镜成像的规律。
实验数据记录如下:
像的性质
缩放
正倒
虚实
35
14
倒立
25
17
16
﹣
正立
虚像
根据以上实验回答下列问题:
(1)在实验过程中,要使透镜中心、烛焰和光屏中心大致在 ;
(2)由实验数据可判断,该透镜的焦距约为 cm;
(3)分析实验数据可知,凸透镜成实像时,随着物距的减小,像逐渐 (选填“变大”或“变小”或“不变”),像距逐渐增大;
(4)如果用该实验中的透镜来矫正视力,可以制成 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
(1)同一高度;
(2)10;
(3)变大;
(4)远视。
(1)使光具座上的蜡焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,可使像成在光屏中央;
(2)由实验数据可判断,u=v=2f=20cm,成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距是:
f=10cm;
(3)分析实验数据可知,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,随着物距的减小,像逐渐变大,像距逐渐增大;
(4)物距减小,像距增大,像变大,用该实验中的透镜来矫正视力,说明对光线起了会聚作用,则为凸透镜,可以制成远视眼镜。
18.(2020甘肃金昌)吴江小组进行“探究凸透镜成像规律”实验,如图所示,实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、一个凸透镜、平行光光源(接通电源后可发出平行光)、光具座等器材,他们进行了如下操作并得出了相关结论。
(1)如图甲所示,让平行光光源正对着凸透镜照射,把光屏置于另一侧,改变光屏与凸透镜间的距离。
直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,测得凸透镜的焦距是______
;
(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上,并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在______;
(3)吴江小组按照实验步骤做了四次实验,如图乙所示是第一次实验中蜡烛、透镜和光屏的位置。
实验序号
物距
像距
13
△
倒立、等大的实像
倒立、放大的实像
6
无
正立、放大的虚像
①吴江小组忘了记录第1次像的性质,表格中标有“△”的位置像的性质是______;
②当烛焰从远处靠近透镜时,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应______透镜(选填“远离”或“靠近”);
③第4次实验中,光屏上接收不到像;
在透镜的右侧观察,看到的像在透镜的______侧(选填“左”或“右”)。
【答案】
(1)10.0cm
(2)同一高度(3)倒立缩小的实像远离左
(1)由图可知,凸透镜在50.0cm处,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点,此时光屏在60.0cm处,则凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)为了使像成在光屏中央应使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。
(3)①第1次实验物距40cm大于二倍焦距由凸透镜成像规律可知,此时成倒立缩小的实像。
②成实像像时,烛焰从远处靠近透镜时,即物距减小时,像距增大,光屏应远离透镜。
③第4次实验中,物体在一倍焦距以内,成正立放大的虚像。
所以在透镜的右侧观察,看到的像在透镜的左侧。
19.(2020辽宁盘锦)小明对如图甲所示的投影仪产生了兴趣,了解到投影仪主要由一个镜头(相当于一个凸透镜)和靠近镜头的液晶元件(相当于投影片)组成。
于是利用蜡烛(S为烛焰中心)、焦距f=10cm的凸透镜和光屏等器材,探究屏幕上成放大像时物距应满足的条件。
(1)正确安装和调整器材后,保持透镜位置不动,将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动,同时移动光屏,光屏上一直出现的是______(填“光斑”或“像”)。
(2)请在图乙中画出光线SP经过透镜后的折射光线______。
(3)继续将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动,同时移动光屏发现
①光屏上烛焰的像______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②从30cm刻度线处开始,光屏上不再出现放大的像。
(4)通过实验得出,屏幕上成放大的像时,物距u应满足______(填“u<
f”、“f<
u<
2f”或“u>
2f”)。
【答案】
(1)光班
(2)
(3)变小(4)f<
2f
(1)将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动,由于物距小于焦距,光屏上不成像,一直出现的是光班。
(2)由图乙可知,物距为u=50cm-40cm=10cm
物距等于焦距,SP是从焦点出发的光线,经过凸透镜折射后平行于主光轴,如图所示:
(3)①将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动,成实像,物远像近像变小,光屏上烛焰的像变小。
③由实验现象可知,当f<
2f时,屏幕上成放大的像。
20.(2021成都模拟)某小组同学在“探究凸透镜成像规律”实验中,得到凸透镜成实像的初步规律后,为了进一步研究凸透镜成实像时,像的大小与物距u、像距v之间的关系,他们计算了像与物体的距离l,并将相关数据记录在下表中。
物距u
(厘米)
像距v
像高h像
像与物体的大小比较
物像之间距离l(厘米)
48.0
9.6
0.6
缩小
57.6
28.0
11.2
1.2
39.2
16.0
14.4
2.4
32.4
13.0
20.8
4.8
放大
33.8
12.0
24.0
6.0
36.0
10.0
40.0
50.0
①根据实验序号1~6的数据,分析比较像距v、像高h像随物距u的变化情况,可得出的初步结论是:
同一凸透镜成实像时,物距u变小,_。
②根据实验序号1~6的数据,分析比较像与物体的距离l随物距u的变化情况,可得出的初步结论是:
(a)同一凸透镜成缩小的实像时,_______;
(b)同一凸透镜成放大的实像时,_______。
③请根据表中信息判断:
当像与物体的距离l为35厘米时,像高h像的范围。
__________
【答案】①像距v变大、像高h像变大。
②(a)物距u变小,像与物体的距离l变小;
(b)物距u变小,像与物体的距离l变大。
③成缩小实像时,h像的范围为1.2厘米~2.4厘米;
成放大实像时,h像的范围为4.8厘米~6.0厘米。
【解析】分析:
(1)凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大。
(2)逐一分析实验数据,在分析表格中数据时,要注意分析物距的变化、像与物体的距离l的变化;
(3)根据物像距离l=35厘米,结合表中像的高度即可得出结论。
(1)根据实验序号1﹣6的数据可以看出,物距在不断减小,像距却不断增大,像在不断增大,故可得出结论:
凸透镜成像时,同一凸透镜成像时,物距u变小,像距v增大,像高h像也增大。
(2)(a)根据实验序号1、2、3的数据知:
同一凸透镜成缩小的实像时,物距u减小,像与物体的距离l也减小;
(b)根据实验序号4、5、6的数据知:
同一凸透镜成放大的实像时,物距u减小,像与物体的距离l增大;
(3)在1、2、3中,成缩小的像,当L为32.4cm时,像高度为2.4cm,当l为39.2cm时,像高度为1.2cm,物像距离l=35厘米,则像高h的范围为1.2cm~2.4cm。
在4、5、6中,成放大的像,当l为33.8cm时,像高度为4.8cm,当l为36.2cm时,像高度为6.0cm,物像距离l=35厘米,则像高h的范围为4.8cm~6.0cm。
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