天津中考物理凸透镜成像的规律.docx
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天津中考物理凸透镜成像的规律
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.如图,小明在实验室探究凸透镜成像规律,先把凸透镜、光屏放在光具座上,发现窗外景物在光屏上成清晰的像。
于是把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,在如图的四个实验情境中,能够在光屏上得到清晰的像是()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.把凸透镜、光屏放在光具座上,发现窗外景物在光屏上成清晰的像,说明此时的成像原理与照相机相似,物距大于二倍焦距,像距在二倍焦距与一倍焦距之间,由图甲可得,此时像距为15cm,故可以得到
化简可得
此外,由图甲可知,像距为15cm时,物距在窗外,说明此时像距接近一倍焦距,即焦距更靠近15cm,且光路可逆,若物距为15cm时,像的位置应该在窗外,像距超出光具座范围。
选项A图中物距为10cm,此时像距应该超出光具座范围或成虚像,故A不符合题意;
B.此时物距约为38cm,稍大于二倍焦距,像距为25cm,稍小于二倍焦距,满足
和焦距更接近15cm的条件,此时成倒立、缩小的实像,故B符合题意;
C.若此时光屏上能看到清晰地像,则物距等于像距为20cm,则焦距为10cm,更接近7.5cm,不符合题意;
D.若此时能在光屏上看到清晰地像,则像距为12cm,此时蜡烛应该才窗外,超出光具座范围,故D不符合题意。
故选B。
2.小明和小红用焦距相等的相同照相机对小强同学拍照,洗出的底片分别为图中的甲和乙,则
A.小红离小强的距离近
B.小明和小红离小强的距离相同
C.小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再减小镜头对底片的距离
D.小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再增大镜头到底片的距离
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由图知,小红拍的像比小明拍的像小,根据凸透镜成像的规律,成的像越小,此时的物距越大,像距越小.所以小红拍摄时,相机与物体的距离较大.即小明离小强同学的距离近,小红离小强同学的距离远;所以选项AB是错误的;有凸透镜成像规律知,小红要使底片上的像与小明拍的一样大,小红移动位置后,再增大镜头到底片的距离即可,即镜头要往前伸,小明要使底片上的像与小红的一样大,小明移动位置后,镜头要往后缩.
所以选项C错误,D正确.故选D.
【点睛】
要解决此题,除了要知道照相机是根据凸透镜成像原理制成的和需要掌握凸透镜成像的规律.还要知道成实像时的动态变化规律是:
物近像远像变大,物远像近像变小.
3.当物体距凸透镜8厘米时,在透镜的另一侧光屏上成一个清晰放大的像,若是将凸透镜向光屏方向移动2厘米,则在光屏上又成一个清晰像,那么这透镜的焦距f为
A.2厘米<f<4厘米B.4厘米<f<5厘米
C.5厘米<f<8厘米D.无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
物体离凸透镜8cm时,在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像,2f>u>f,所以,f
8cm
f,即4cm
f
8cm−−−−−①;由“保持物体与光屏的位置不变,把凸透镜向光屏方向移动2cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像”,可知u=10cm>2f,即f<5cm−−−−②,综上所述,由①②可4cm 故选B. 4.物体放在凸透镜前30厘米处;在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。 则() A.焦距可能为18厘米 B.此时凸透镜成倒立放大的实像 C.当物体远离凸透镜10厘米,移动光屏找到实像后,此实像变大了 D.当物体靠近凸透镜10厘米,为了在光屏上得到清晰的实像,光屏应远离透镜10厘米 【答案】D 【解析】 【详解】 根据凸透镜的成像规律,当 , ,成倒立、缩小的实像,即 ;由题意可以知道物距 ,像距 ,这种情况是成倒立、缩小的实像,即 化简可得 所以凸透镜的焦距不可能是18cm;当物体远离凸透镜10cm,物距变大,依然大于两倍焦距,像距变小,所成的实像会变小;当物体靠近凸透镜10cm,物距 ,那么 为了在光屏上得到清晰的实像,根据光路的可逆性,此时像距 ,光屏应远离透镜10cm;故选D。 5.如图所示,光屏上得到一个清晰的像,此时蜡烛到凸透镜的距离为24cm,则下列说法正确的是() A.此时的应用是投影仪,且凸透镜的焦距小于12cm B.只将凸透镜向左移动,就可以在光屏上得到倒立缩小的像 C.在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜,凸透镜和光屏不动,蜡烛向右移动光屏上会成清晰的像 D.将蜡烛移到距离凸透镜18cm,向右调节光屏到适当位置,在光屏上可能得到放大的像 【答案】D 【解析】 【详解】 A.物距大于1倍焦距小于2倍焦距成倒立放大的实像,应用是投影仪;则 ;又因为 ,所以 ,故A错误; B.只将凸透镜向左移,减小物距,此时应该增大像距,且物像之间的距离增大,故光屏向右移动才可以在光屏上得到清晰放大的像,故B错误; C.近视眼镜的镜片是凹透镜,对光线由发散作用;若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜时,光线会延迟会聚,所以像会落在光屏的右侧;如果此时蜡烛向右移动,物距减小,像距增大,像会更加远离光屏,光屏应该向右移动才能得到清晰的像,故C项错误; D.将蜡烛右移至距离凸透镜18cm,由 可知,此时物距仍大于焦距,故向右调节光屏至适当位置,在光屏上仍可能得到清晰放大的像,故D正确; 6.在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜左侧某一位置,把光屏放在凸透镜的右侧,然后移动光屏,恰好在凸透镜右侧26cm处的光屏上出现一个倒立缩小的像,则() A.焦距可能是8cm B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大实像 C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中,像的大小会变小 D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,所成的像也会往右移动,且移动距离小于2f 【答案】C 【解析】 【详解】 A.根据凸透镜的成像规律可知,在光屏上出现一个倒立缩小的像,那么像距符合关系式 ,因为 ,所以 ,可解得 所以焦距不可能是8cm,A项不合题意; B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,由于 ,这时物距小于一倍焦距,在凸透镜的右侧是不能成像的,B项不合题意; C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中,根据凸透镜的动态成像规律可知,像的大小会变小,选项C符合题意; D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,这个过程分两个阶段,物距还在小于一倍焦距时,所成的虚像往左移动到无穷远处,当物距大于一倍焦距后,会成实像,所成的实像会从右端无穷远处往左移动,D项不合题意。 7.如图所示,竖直放置的不透光物体(足够大)中紧密嵌有一凸透镜,透镜左侧两倍焦距处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN,镜面与凸透镜的主光轴垂直,B、N两点都在主光轴上,AB与MN高度相等,且与透镜上半部分等高.遮住透镜的下半部分,则该光具组中,物体AB的成像情况是() A.两个实像,一个虚像B.一个实像,两个虚像 C.只有一个虚像D.只有一个实像 【答案】D 【解析】 【详解】 ①按题意,AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像. ②由于成像后的光线是射向右下方的,所以不能在平面镜上成像(平面镜只在主光轴的上方),所以只能成一个实像. ③如果平面镜足够大,则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像”又会在平面镜上成一个等大的虚像,平面像反射后的光线又会经凸透镜成一个缩小的倒立的实像(成在凸透镜左侧f与2f之间.此时相当于物距为4f.当然,也要满足凸透镜是足够大了才有此种情况). 故选D. 【点睛】 此题主要考查凸透镜成像规律及其应用,此题的突破点是,AB只有在主光轴上的那点折射后入MN,其它均没有,故只有一个实像. 8.小明将凸透镜紧靠如图甲所示的一幅卡通图片,然后将凸透镜逐渐远离图片的过程中,通过凸透镜观察到如图乙所示四个不同的像,则四个像出现的先后顺序是 A.③②④①B.③②①④C.②①③④D.①②③④ 【答案】C 【解析】 小明将凸透镜紧靠书上的一幅卡通图片,说明物距小于一倍焦距,凸透镜成的虚像是放大的,物体离凸透镜越近,像越接近物体的大小,也就是成的虚像越小,故先看到②,当在一倍焦距远离凸透镜的过程中,看到的像逐渐变大,当大于一倍焦距时,成倒立的像,即看到的为①,继续远离大于2倍焦距时,看到的是倒立缩小的实像,即为③,成实像时,物距越远,像越小.因此最后看到的是④,故四个像的顺序为②①③④.故选C. 9.小华在研究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时,得到一个最小最亮的光斑。 接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。 保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是 A.若蜡烛放置在10厘米刻度线处,无论怎么移动光屏,都无法在光屏上呈现清晰的像 B.若蜡烛放置在30厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰缩小的像 C.若蜡烛放置在35厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像 D.若在如图位置成一个清晰的像以后,把原透镜更换为f=15cm的新透镜,则光屏应该靠近透镜才能得到一个像 【答案】C 【解析】 【详解】 A、若蜡烛放置在10厘米刻度线处,物距u=50cm﹣10cm=40cm,满足u>2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。 移动光屏,在光屏上能呈清晰的像,故A错误; B、若蜡烛放置在30厘米刻度线处,物距u=50cm﹣30cm=20cm,满足u=2f。 由凸透镜成像规律可知,成倒立、等大的实像,故B错误; C、若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm﹣35cm=15cm,满足2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像,故C正确; D、在如图位置成一个清晰的像以后,把原透镜更换为f=15cm的新透镜,,物距u=50cm,满足u>2f,由于凸透镜的焦距增大了,则像距也会相应增大,所以应将光屏远离透镜才能得到一个像,故D错误。 故选: C。 10.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下: 透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。 由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】 在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距u相等,甲透镜成放大、倒立的实像,说明 ,所以 ;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明 ,所以 ;丙透镜成放大、正立的虚像,说明 ;所以, 。 故选B。 11.小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜A固定在光具座上35cm处,移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示。 接着,他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变,移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。 则下列说法中正确的是( ) A.照相机的物镜成像原理与图甲相同B.放大镜的物镜成像原理与图乙相同 C.凸透镜A的焦距大于凸透镜B的焦距D.凸透镜B的焦距大于凸透镜A的焦距 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】 A.由图甲可知,光屏上呈现倒立缩小的实像,所以照相机的物镜成像原理与图甲相同,故A正确; B.由乙图可知,此时成倒立、放大的实像,所以放大镜的物镜成像原理与图乙不相同,故B错误; CD.由甲图可知,物距 此时成倒立、缩小的实像,所以物距大于两倍焦距,所以 得 由乙图可知,物距仍为30cm,此时成倒立、放大的实像,所以物距处于f和2f之间,即 可得 所以A的焦距小于B的焦距;故C错误,D正确。 故选AD。 12.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问的距离如图所示时,在光屏上得到烛焰清晰的像,下列说法正确的是 A.此时光屏上的像跟投影仪的成像原理相似 B.用白纸遮住凸透镜的上半部分,光屏上像变为原来一半 C.此凸透镜的焦距范围是f>15cm D.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,应将光屏靠近凸透镜 【答案】D 【解析】 【分析】 (1)凸透镜成像时,u2>f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机. (2)物体由无数点组成,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.所以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. (3)由图知,凸透镜成的是缩小倒立的像,应有物距u>2f,像距v: f<v<2f,求解不等式即可. (4)凸透镜成实像时,遵循物远像近像变小的特点. 【详解】 A、由图可知,物距大于像距,在光屏上得到倒立、缩小的实像,蜡烛应该在距凸透镜的二倍焦距以外,此原理应用于照相机,故A错误; B、用白纸遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小和形状不发生变化,因此光屏上所成的像仍然是完整的,会聚成的像变暗.故B错误; C、凸透镜成倒立缩小的像,应有: (50cm-20cm)>2f;f<(70cm-50cm)<2f,解得此凸透镜的焦距范围是: 10cm<f<15cm,故C错误; D、将凸透镜换为焦距更小的凸透镜后,对光线的折射能力变强,成像会提前,即像距变小,为了在光屏上得到清晰的像,应该将光屏靠近凸透镜,故D正确. 故选D. 13.如图所示,将一副近视眼镜放在凸透镜前,移动光屏,光屏上出现一个清晰的像;拿走眼镜,光屏上的像变模糊,要想在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是( ) A.将蜡烛远离凸透镜B.将光屏靠近凸透镜 C.将光屏远离凸透镜D.将光屏和蜡烛同时远离凸透镜 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,将近视眼镜放在凸透镜前,已能在光屏上成清楚的像,近视眼镜取走后,若蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变,此时通过凸透镜所成的像在光屏与透镜之间,若要再次成清晰的像,据凸透镜的成像规律: 物近像远,像变大,应将蜡烛靠近凸透镜或将光屏靠近凸透镜,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 14.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,小明将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐向远离凸透镜的方向移动,物距u随时间t的变化图像如图甲所示,则像距v与t的大致变化关系为乙图中的 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透,物距逐渐增大,根据凸透镜成的实像时有: 物远(物距变大)像近(像距变小)像变小,像距逐渐减小,从 到 但像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距,故只有C正确,ABD错误. 所以C选项是正确的. 【点睛】 根据凸透镜成实像时: 物远(物距变大)像近(像距变小)像变小分析. 15.如图所示,为凸透镜成像的另一拓展规律在照相问题中的运用。 即用可变焦距的光学照相机把远处的景物“拉近”进行拍摄,就是说,虽然被拍摄的照相机镜头之间的距离基本不变,但仍可以使底片上所成的像变大。 关于这个过程,下列说法中正确的是() A.焦距变大,像距也变大 B.焦距变小,像距也变小 C.焦距变大,像距变小 D.焦距变小,像距变大 故【答案】A 【解析】变焦的照相机,当照相机的焦距增大时,虽然物距基本不变,但是由于照相机的焦距变大,物距相对减小,根据物距和像距的变化关系可知: 当物距相对减小时,像距也变大,像也变大. 16.在做“凸透镜成像”实验时,将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处,在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像.接着又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处,则所成像的性质是 A.倒立等大的实像B.正立放大的虚像C.倒立放大的实像D.倒立缩小的实像 【答案】C 【解析】 当蜡烛放在凸透镜前20cm处时,光屏上成缩小的像,所以u>2f,此时f<v<2f; 若把蜡烛放在光屏的位置,则f<u<2f,所以会成放大、倒立的实像. 故选C. 【点睛】本题是关于凸透镜成像的题目,解答此题的关键是要掌握凸透镜的成像规律;凸透镜成倒立缩小实像的条件是: 物距大于两倍焦距,像在一倍到两倍焦距之间;若把蜡烛放在光屏的位置,物距就在一倍到两倍焦距之间,根据凸透镜的成像规律来分析解答. 17.小明在探宄凸透镜成像规律时,将焦距为10cm的凸透镜甲固定在光具座上50cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻线处,移动光屏到80cm处,烛焰在光屏上成清晰的像,如图所示: 之后他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜甲换成焦距为5cm的凸透镜乙并保持位置不变,移动光屏使在光屏上再次成烛焰清晰的像。 则对于这两次成像实验() A.利用凸透镜甲,在屏上得到的是倒立、缩小的像 B.利用凸透镜甲,在屏上得到的是倒立、放大的像 C.利用凸透镜乙成像时,像距大于30cm D.利用凸透镜乙成像时,像距小于30cm 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】 AB.凸透镜甲焦距为10cm,物距为: u=50cm-35cm=15cm, 当f 故A错误,B正确; CD.凸透镜乙焦距为5cm,此时物距u=15cm,则u>2f,所以5cm 18.有一个焦距为f的凸透镜,现在将一个物体从离凸透镜4f处沿主光轴移动到1.5f处,在此过程中() A.物体和像之间的距离一直在减小B.物体和像之间的最小距离为4f C.像的大小和物体大小的比值先减小后增大D.像移动速度与物体移动速度的比值先减小后增大 【答案】BD 【解析】 【详解】 A.从4f向2f移动过程中,物体和像之间的距离减小,从2f继续向1.5f处移动过程中,物体和像之间的距离增大,物体和像之间的距离先减小后增大,故不符合题意; B.当物距等于2f时,像距等于2f,物体和像之间的距离最小为4f,故符合题意; C.成实像时,物近像远像变大,物体从离凸透镜4f处沿主光轴移动到1.5f处,物大小不变,像一直变大,因此像的大小和物体大小的比值一直变大,故不符合题意; D.从4f向2f移动过程中,物体移动速度大于像的移动速度,从2f继续向1.5f处移动过程中,物体移动速度小于像的移动速度,因此像移动速度与物体移动速度的比值先减小后增大,故符合题意。 19.在探究凸透镜成像规律"的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。 实验前,让一束平行光射向凸透镜,如图乙所示,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点。 实验中,学生多次移动蜡烛和光屏的位置进行实验探究。 探究完成后,小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,且较靠近凸透镜,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到烛焰清晰的像。 下列有关说法中正确的是() A.该凸透镜的焦距为60cm B.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动 C.当学生把蜡烛移动到80cm刻度处,再移动光屏,会成一个倒立、缩小的实像 D.小明拿来的眼镜是近视镜 【答案】BCD 【解析】 【详解】 A.由焦距的概念可知, 所以该凸透镜的焦距为10cm,A错误; B.凸透镜在光屏上成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,B正确; C.由甲图知,80cm刻度处到凸透镜的距离为 所以 因此在光屏上成一个倒立、缩小的实像,C正确; D.只将光屏远离凸透镜到适当的位置又在光屏上得到蜡烛清晰的像,说明物距不变,像距增大了,也就是眼镜对光具有发散作用,因此小明的眼镜是凹透镜,凹透镜用来矫正近视眼也叫近视镜,D正确。 故选BCD。 20.小军做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35cm刻度线处,如图所示。 移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。 下列说法中正确的是() A.光屏上呈现的是烛焰的虚像B.光屏上呈现的是烛焰正立的像 C.光屏上呈现的是烛焰放大的像D.该实验现象能说明照相机的成像特点 【答案】C 【解析】A.光屏上能呈现烛焰的像,说明是实像,虚像不能成在光屏上,故A错误; B.凸透镜成实像时,都是倒立的,成虚像时是正立的,如图成的是实像,是倒立的,故B错误; C.由图知,物距位于一倍到二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,成倒立放大的实像,故光屏上呈现的是烛焰放大的像,故C正确; D.该实验现象能说明投影机的成像特点,而照相机利用的是成缩小实像的规律,故D错误; 故选C。 点睛: 凸透镜成像规律是常考试的内容,应牢记凸透镜的成像规律,有些同学总是记不住,要下点功夫,可以结合成像光路图进行练习、记忆。
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