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初中物理凸透镜成像规律典型专题(含答案)
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一.选择题
1.在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时在光屏上呈现一个清晰的烛焰的像。
下列说法正确的是()
A.透镜不动,蜡烛和光屏都向右移动,可以看到像变大
B.此时成正立、放大的实像,与投影仪原理相同
C.透镜右移,眼睛在光屏和透镜间,通过透镜看到正立的像
D.若在透镜和蜡烛之间放远视镜片,应将光屏适当右移,可再次出现清晰的像
2.做凸透镜成像实验,当蜡烛距透镜15cm时,在光屏上成放大的像,则下列说法错误的是()
A.蜡烛距透镜45cm时,一定成缩小的实像
B.蜡烛距透镜20cm时,一定成放大的实像
C.蜡烛距透镜18cm时,可能成放大的实像
D.蜡烛距透镜6cm时,一定成放大的虚像
3.如图所示,在凸透镜成像的实验中,下列说法正确的是()
A.蜡烛逐渐远离凸透镜时,移动光屏,在光屏上成的像渐变大
B.蜡烛逐渐靠近凸透镜时,光屏要靠近凸透镜才能承接到清晰的像
C.蜡烛在a点时,所成的像是倒立缩小的
D.应用蜡烛在b点时的成像原理,可制成近视眼镜
4.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10cm。
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M的左侧某处
B.仅将光屏移至刻度线P的右侧某处
C.仅将凸透镜向左移至刻度N处
D.将透镜右移3cm,且光屏移至刻度线Q的右侧某处
5.如图,小强在做凸透镜成像实验时,他得到以下结论,你认为正确的是()
A.蜡烛置于c点时,在光屏上能成一个放大的像
B.蜡烛置于b点时,在光屏上能成一个倒立缩小的像
C.蜡烛从a点向b点移动,光屏上的像逐渐变大
D.蜡烛从b点向左移动,光屏上的像逐渐变大
6.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,移动光屏,在光屏上都不能呈清晰的像
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.若蜡烛放置在45厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
7.在凸透镜的主光轴上放一根粗细均匀的木棒,a端在2倍焦距之外,b端在1倍焦距与2倍焦距之间,如图所示,那么木棒在光屏上的像是()
A.a端变细,b端变细B.a端变粗,b端变粗
C.a端变细,b端变粗D.a端变粗,b端变细
8.蜡烛放在如图所示位置,通过凸透镜成倒立、缩小的像,小红画了图中的光路,下列说法正确的是()
A.小红画的光路是正确的
B.蜡烛通过透镜成的是虚像
C.透镜的焦距小于10cm
D.透镜的焦距大于20cm
9.在探究凸透镜成像规律时,小明将蜡烛沿主光轴由距透镜90cm移至120cm的过程中,发现烛焰在图示位置光屏上的像一直比较清晰。
若他再将蜡烛移至距透镜7cm处,移动光屏,则屏上得到的像一定是()
A.放大的像B.等大的像C.缩小的像D.正立的像
10.某同学做"探究凸透镜成像的规律"实验时,所用凸透镜的焦距为f,保持凸透镜位置不变,如图所示,先后使烛焰位于a,b,c,d四点,并分别调整光屏的位置,关于a,b,c,d四点的成像情况,他归纳出下列说法,其中错误的是()
A.烛焰位于a点时,屏上出现的实像最小
B.烛焰位于c点时,屏上出现的实像最大
C.烛焰位于b点时,屏上出现的实像最大
D.烛焰位于d点时,成正立放大的虚像
二.实验探究题(共10小题)
11.在"探究凸透镜成像规律"的实验中
(1)实验用光具座的长度为1m,如果有焦距为10cm、25cm的两块凸透镜,应该选择焦距为_______________cm的凸透镜完成实验。
(2)实验前应点燃蜡烛,观察烛焰、凸透镜和光屏的中心是否在同一高度上,这样做的目的是_______________。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏的相对位置如图甲所示时,光屏上出现清晰的像,则像是倒立、_______________的实像。
(4)实验中,不但虚像可以用肉眼直接看到,实像也可以用肉眼直接看到。
如图乙所示
在(3)的基础上,拿掉光屏,用肉眼在_______________(选填"A"、"B"或"C")位置沿图示方向能看到这个实像。
(5)在(3)的基础上,当光屏略微向右移动时,光屏上的像将会模糊,如果蜡烛与凸透镜不动,那么,在凸透镜前放置_______________(选填"凸"或"凹")透镜,才可能在光屏上得到清晰的像,这其实就是_______________(选填"近视眼"或"远视眼")的矫正原理。
12.在探究"凸透镜成像规律"的实验中
(1)为了使蜡烛的像出现在光屏的中央,应调整蜡烛,凸透镜和光屏,使它们的中心在_______________
(2)如图甲所示,在蜡烛在光屏上成倒立,等大的像,则凸透镜的焦距f=_______________cm,若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛逐渐靠近凸透镜,要使光屏上仍能得到清晰的像,光屏应_______________(选填"靠近""远离")凸透镜
(3)如图乙所示,将蜡烛放在P点的位置,若切除凸透镜中间的阴影部分,再将剩余部分靠拢合在一起,蜡烛能成_______________个像
13.小明用光具座、F光源、凸透镜、光屏等器材,探究"凸透镜成像规律"。
(1)如图甲所示,将光源放在30cm刻度处时,移动光屏可得倒立、等大的清晰像,此时光屏在_______________cm刻度处,凸透镜的焦距是_______________cm;
(2)把光源向左移至20cm刻度处时,将光屏向_______________(左/右)调节,可得_______________(倒立/正立)_______________(缩小/放大)的清晰像;
(3)把光源放在45cm刻度处时,移去光屏,人眼通过透镜看到的像是图乙中的_______________。
14.小明在探究"凸透镜成像的规律"实验时,实验操作规范。
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在_______________,实验一段时间后,他发现光屏上的像偏上,那么他应该把凸透镜向_______________(选填"上"或"下")适当调节,才能使像最终成在光屏的中央。
(2)当他将蜡烛、凸透镜、光屏调节到图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,此时成像原理与_______________(选填"放大镜"、"投影仪"或"照相机")相同;若将蜡烛向右移动5cm,保持凸透镜的位置不动,则应将光屏向_______________(选填"左"或"右")适当移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比原来的像要_______________(选填"大"或"小")些。
(3)小明近日发现自己看不清黑板,到医院检查,医生告诉他患上了近视,成像示意图为_______________(选填"乙"或"丙")图,近视眼可以使用_______________(选填"凸透镜"或"凹透镜")加以矫正。
15.在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,一束平行主光轴的光线经凸透镜后,在光具座光屏上形成一个最小、最亮的光斑,说明凸透镜对光具有_______________作用。
(2)为了能使像始终成在光屏中心位置,要调整烛焰、凸图透镜和光屏的中心大致在_______________。
如图乙所示的位置示意图,在光屏上得到了一个清晰的像,这个像是倒立、_______________(选填"放大"或"缩小")的实像,应用此成像规律可制成_______________(选填"照相机"或"投影仪")。
16.某小组同学利用如图甲所示的装置,做"探究凸透镜成像规律"的实验。
(1)为使凸透镜所成的像位于光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在_______________上;该实验在光线较_______________的环境中进行更便于观察。
(2)小王同学三次在光屏上看到烛焰的像如图乙所示,A'、B'、C′分别是烛焰A、B、C在光屏上所成的像。
在此之前调节仪器时,曾在光屏上看到窗外景物所成的清晰的像,这个像与图乙中烛焰_______________(选填"A"、"B"或"C")的成像原理相同。
当把蜡烛移动到M点时,在光屏上找不到烛焰的像,因为此时烛焰_______________(选填"成实像"、"成虚像"或"不成像")。
(3)分析图乙中信息,凸透镜所成的实像都是_______________(选填"正"或"倒")立的。
蜡烛远离凸透镜时,烛焰所成的像_______________(选填"靠近"或"远离")凸透镜。
因此用相机拍照,拍完近景再拍远景时,应将相机的镜头向_______________(选填"靠近"或"远离")景物的方向调一些,才能拍出清晰的照片。
17.小明同学在实验室利用光具座"探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)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,由此可知透镜焦距为_______________cm。
(2)保持透镜和光屏的位置不动,把蜡烛放在刻度尺的15cm处,可在蜡烛和凸透镜间合适位置添加一个焦距恰当的_______________透镜,仍能在光屏上承接到烛焰清晰的像;若不添加透镜,适当移动光屏可承接到一个倒立的、_______________的实像;
(3)在实验中,小明更换了一个凸透镜,使三者还处于如图所示的位置,并使三者中心在同一高度,在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法承接到烛焰的像(光具座足够长),出现这种现象的原因可能是_______________。
(写出一种原因即可)
18.在探究凸透镜成像规律的实验中,小王同学所在的实验小组画出了如图甲所示的物距u和像距v对应关系图象。
(1)小王实验小组所用凸透镜的焦距是_______________;
(2)他们认真总结了凸透镜成像的规律,发现在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是_______________(选填"A、B、C、D"中的一个选项)
(3)小组中小李同学,把自己的近视眼镜放在了蜡烛和凸透镜之间,如图丙,发现光屏上的像变模糊了,小李将光屏远离凸透镜移动时,像又变清晰了。
小组同学讨论,如果开始放上近视眼镜后,不移动光屏和凸透镜,只移动蜡烛,要想在光屏上成清晰的像,应将蜡烛_______________凸透镜(选填"远离"或"靠近")。
19.在《探究凸透镜成像规律》的实验中:
(1)如图甲,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=_______________cm:
实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在_______________高度上。
(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、_______________的实像,生活中利用这个规律制成的光学仪器是_______________。
(3)实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向方移动_______________(选填"上"或"下")。
(4)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是_______________眼镜(选填"近视"或"远视")。
20.为了研究眼的成像原理,小科自主研制了如图所示的实验装置。
用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。
光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。
点燃蜡烛后,调节水透镜凸度,直至光屏上成一个清晰倒立、_______________(填"放大"、"等大"或"缩小")的实像。
若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜_______________(填"注水"或"抽水")。
【答案及解析】
1、A.图示位置在光屏上呈现一个清晰的烛焰的像,此时像距大于物距,成的是倒立、放大的实像,若透镜不动,蜡烛和光屏都向右移动,物距变小,像距变大,像变大,所以可以看到像变大,所以A选项正确;
B.凸透镜成的实像都是倒立的,虚像才是正立的,此时,成的是倒立、放大的实像,不是正立、放大的实像,所以B选项不正确;
C.透镜右移时,蜡烛与凸透镜间的距离(物距)变大,物距本来就大于焦距,透镜右移物距更大,不可能小于焦距,物距小于焦距时,才能成正立的虚像,因此眼睛在光屏一侧,通过透镜只能看到倒立的像,所以C选项不正确;
D.远视镜片是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,若在透镜和蜡烛之间放远视镜片,由于远视镜对光线有会聚作用,透镜成像提前,光屏应适当向左移,光屏上才可再次出现清晰的像,所以D选项不正确。
故选A。
2、B 蜡烛距凸透镜15cm时,在光屏上成放大的像,可知2f>15cm>f,即15cm>f>7.5cm,蜡烛距凸透镜45cm时,物距大于二倍焦距,一定成缩小的实像,故A正确。
15cm>f>7.5cm,蜡烛距凸透镜20cm时,物距可能大于二倍焦距,也可能在二倍焦距和一倍焦距之间,所以可能成放大的实像,也可能成缩小的实像,故B错。
15cm>f>7.5cm,蜡烛距凸透镜18cm时,物距可能大于二倍焦距,也可能在二倍焦距和一倍焦距之间,所以可能成放大的实像,也可能成缩小的实像,故C正确。
15cm>f>7.5cm,蜡烛距凸透镜6cm时,物距小于一倍焦距,一定成放大的虚像,故D正确。
3、解析 当蜡烛逐渐远离凸透镜时,由于物距变大,像距变小,所以应将光屏靠近凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像,成的像也变小,故A错误。
当蜡烛逐渐靠近凸透镜时,由于物距变小,像距变大,所以应将光屏远离凸透镜,光屏上才可能重新出现清晰的像,故B错误。
蜡烛在a点时,u>2f,成倒立、缩小的实像,故C正确。
蜡烛在b点时,u 答案 C 4、答案C 5、A.蜡烛置于c点时,物距小于焦距,成的是虚像,虚像不能呈现在光屏上,故A错误; B.蜡烛置于b点时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,故B错误; C.蜡烛从a点向b点移动,由于此时的物距都大于焦距,成实像,物距减小,像距变大,光屏上的像逐渐变大,故C正确; D.蜡烛从b点向左移动,物距增大,像距减小,光屏上的像逐渐变小,故D错误。 故选: C。 6、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,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.若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm−45cm=5cm,满足u 故选: C。 7、因此时b端位于1倍焦距与2倍焦距之间,故所成的像是倒立、放大的,因a端位于2倍焦距之外,故所成的像是倒立、缩小的;所以木棒所成的像将是a端变细,b端变粗。 故选: C。 8、由图知,物距为20cm,已知物体经凸透镜折射后成倒立、缩小的像,说明物体在二倍焦距之外,即20cm>2f,所以f<10cm,故C正确、D错误; 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,而f<10cm,所以折射光线不可能过凸透镜右侧的“20cm”处,故A错误; 凸透镜所成虚像是正立的,已知此时成的是倒立的像,所以是实像,故B错误。 故选: C。 9、从“小明将蜡烛由距透镜90cm处移至距透镜120cm处的过程中,发现烛焰在图示位置光屏上的像一直比较清晰”,可知像的位置几乎不变,说明物距大于10倍焦距,因而成像在焦点附近,焦距大约为图中的5cm,将蜡烛移至距透镜7cm处时,2f>u>f,成倒立放大的实像。 故选A. 10、ABC.物距都比焦距大,成实像,根据物近像远像变大,烛焰位于c点时物距最小,实像最大,烛焰位于a点时物距最大,实像最小,故AB说法正确,不符合题意,C说法错误,符合题意; D.烛焰位于d点时,u 故选CD. 11、 (1)光具座的长度是1m,根据凸透镜实验的光具座至少为凸透镜焦距的4倍,所以凸透镜选择10cm; (2)把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在桌面上,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,这样做的目的是使像能成在光屏的中央; (3)由图可知,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像; (4)凸透镜成实像时,像与物体在蜡烛的两侧,此时应在蜡烛的异侧透过凸透镜观察实像,故应在C处; (5)当光屏略微向右移动时,要在光屏上得到清晰的像,此时像距变大,那么应在凸透镜前放置对光线起发散作用的凹透镜,凹透镜可以矫正近视眼. 12、 (1)做凸透镜成像实验,要使烛焰的焰心,凸透镜的光心,光屏的中心三者位于同一高度,目的是使像成在光屏的中央; (2)蜡烛到凸透镜的距离为50.0cm−30.0cm=20.0cm时,光屏上呈现一个倒立等大的像,则2f=20.0cm,所以f=10.0cm; 当烛焰逐渐靠近凸透镜时,由于物距变小,像距变大,所以应将光屏远离凸透镜,光屏上才会重新出现清晰的像,烛焰所成的像变大; (3)因为凸透镜中间厚,边缘薄,切去部分后相当于两个透镜,光心位置改变了,上面的像下移,下面的像上移,错位将成两个像. 13、 (1)当烛焰放在30厘米刻度处时,在光屏上得到一个等大清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,u=50cm−30cm=20cm=2f,所以f=10cm,此时光屏在50cm+20cm=70cm刻度处; (2)把光源向左移至20cm刻度处时,此时的物距为50cm−20cm=30cm,根据凸透镜成像规律可知,u>2f,在光屏上可得到一个倒立、缩小的清晰的实像,此时2f>v>f,即光屏应向左移动; (3)保持凸透镜位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座45cm刻度处,物距u=50cm−45cm=5cm,u 14、1.【答案】同一高度;下 【解析】蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中央位置。 实验中他发现光屏上的像偏上,根据光线过光心不改变方向,凸透镜向下移动,或蜡烛向上移动,或光屏上移动。 故答案为: 同一高度;下。 2.【答案】照相机;右;大 【解析】根据图示可知,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,因此与照相机原理相同。 凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,像越大;因此当凸透镜的位置不变时,只向右移动蜡烛,要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像需要向右移动光屏,此时像的大小比原来的像要大些。 故答案为: 照相机;右;大。 3.【答案】乙;凹透镜 【解析】图乙的入射光线会聚在视网膜的前方,所以图甲表示了近视眼的成像情况,图丙的入射光线会聚在视网膜的后方,所以图乙表示了远视眼的成像情况,也是老花眼成像情况; 近视眼是因为晶状体焦距太短,或眼球前后经过长,看远处物体时,使物像落到视网膜前方,为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下,因此带对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。 故答案为: 乙;凹透镜。 15、 (1)平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点,可知,凸透镜对光线具有会聚作用,焦点到光心的距离是焦距; (2)由图可知,物距小于像距,成倒立、放大的实像,这一特点的应用是投影仪或幻灯机。 故答案为: (1)会聚; (2)同一高度;放大;投影仪。 16、 (1)为使凸透镜所成的像位于光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上;该实验在光线较暗的环境中进行更便于观察。 (2)小王同学三次在光屏上看到烛焰的像如图乙所示,A'、B'、C'分别是烛焰A、B、C在光屏上所成的像。 在此之前调节仪器时,曾在光屏上看到窗外景物所成的清晰的像,这个像与图乙中烛焰A的成像原理相同。 当把蜡烛移动到M点时,在光屏上找不到烛焰的像,因为此时烛焰成虚像。 (3)分析图乙中信息,凸透镜所成的实像都是倒立的;蜡烛远离凸透镜时,烛焰所成的像靠近凸透镜。 因此用相机拍照,拍完近景再拍远景时,应将相机的镜头向远离景物的方向调一些,才能拍出清晰的照片。 故答案为: (1)同一高度;暗; (2)A;成虚像;(3)倒;靠近;远离。 17、 (1)图中所示凸透镜的焦距u=30.0cm−10.0cm=20.0cm,物体成等大的像,所以2f=20.0cm,即f=10.0cm; (2)把蜡烛放在刻度尺的15cm处,蜡烛靠近凸透镜,若不移动透镜和光屏,根据凸透镜对光线有会聚作用,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凸透镜,提前对光线会聚,也可再次在光屏上得到倒立的,放大的实像; (3)保持蜡烛和凸透镜位置不变,小明换个凸透镜继续试验,透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同,光具座也足够长,可能是因为物距小于焦距,成了虚像,不能成在光屏上;有可能物体在焦点上,不能成像。 故答案为: (1)10.0; (2)凸;放大;(3)物距小于焦距。 18、 (1)由图甲知U=V=16cm时,光屏上能得到倒立、等大的实像,所以,16cm=2f, 解得: f=8cm. (2)凸透镜成像时,u>2f时,光屏上能得到倒立、缩小的实像;f 故选: B. (3)近视镜是凹透镜,且凹透镜对光线有发散作用,若将凹透镜放在光蜡烛和凸透镜之间,像会远离凸透镜,所以将光屏向远离凸透镜的方向移动,才能使蜡烛的像变清晰,若不移动光屏和凸透镜,相当于像距减小,所以需要增大物距,故将蜡烛远离凸透镜. 19、 (1)由图甲知,焦点到凸透镜的距离为20.0cm−10.0cm=10.0cm,所以凸透镜的焦距为f=10.0cm; 为了使像成在光屏中心,实验开始前,应将发光体、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上; (2)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=25cm−10cm=15cm,2f>u>f,凸透镜成倒立放大的实像,利用这个规律制成的光学仪器是投影仪; (3)凸透镜成倒立的实像,蜡烛由于燃烧逐渐变短,相对于凸透镜向下移动,所以像逐渐向上移动; (4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰的像,说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜,这种眼镜是用来矫正远视眼的。 故答案为: (1)10.0;同一; (2)放大;投影仪;
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