初中物理中考物理黄金知识点系列共2期30套 人教版12.docx
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初中物理中考物理黄金知识点系列共2期30套人教版12
专题13凸透镜成像的规律
1.凸透镜成像规律:
凸透镜成像动态变化规律
(1)u=2f是成放大实像和缩小实像的分界点;
(2)u=f是成实像和虚像的分界点;
(3)u=f是正立和倒立的分界点;
(4)u=f是像和物体同侧、异侧的分界点;
(5)u>f时,物近→像远、像变大;物远→像近、像变小;
(6)u 实像和虚像: 实像: 光屏能承接到所成的像,且物与像在异侧. 虚像: 光屏不能承接到所成的像,且物与像在同侧. 成实像时,物距增大,像距减小,像缩小; 成虚像时,物距增大,像距增大,像放大。 典型例题 用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像.下列说法正确的是 A.凸透镜的焦距是40cm B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像 C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 D.将蜡烛远离凸透镜,保持凸透镜、光屏位置不变,烛焰可在光屏上成清晰的像 【答案】B解析A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将汇聚于点F,点F即为此透镜的焦点,从焦点到透镜中心的距离即为焦距,则透镜的焦距为40cm-30cm=10cm,故本选项错误;B、图乙中,物距u=12cm,像距v=23cm,像距大于物距,由凸透镜成像规律可知,图乙中烛焰成的是倒立放大的实像,故本选项正确; C、由凸透镜成像规律可知,当u>2f时,成倒立缩小的实像,应用于照相机.故本选项错误;D、因为凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,所以将蜡烛远离凸透镜,保持凸透镜、光屏位置不变,则在光屏上不能成清晰的像,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向靠近透镜的方向移动,故本选项错误.故选B. 易错点拨: 凸透镜成像规律是一难点,考生出错率较高,可分以下几步进行研究 第一步: 弄清题中的数据的含义,看是物距、像距、焦距。 第二步: 从题中信息弄清楚到底是哪一种成像规律。 第三步: 确定物距和焦距的关系或像距和焦距的关系,并用字母具体表示出来。 第四步: 将数据代入字母关系式中解不等式,问题就得到解决了。 针对练习1、行车记录仪是汽车使用的黑匣子,透过高清镜头摄影记录车辆行驶途中的影像及声音。 如图所示是一款行车记录仪,通过镜头所成的像是___________(填“实像”或“虚像”),物体离镜头越近,所成的像越________(填“大”“小”)。 针对练习2在探究凸透镜成像的实验中,先用焦距为15cm的透镜甲进行实验,在透镜右侧的光屏上得到了清晰缩小的实像。 接下来不改变发光体和凸透镜的位置,改用焦距为10cm的透镜乙继续进行实验.要想在光屏上再次成清晰的像的方法: 一是将光屏向移动一定距离,可在光屏上得到一个清晰的实像(放大、缩小),二是在发光体与透镜之间放置一个焦距合适的(远视镜、近视镜)。 针对练习3在“探究凸透镜的成像规律”时,把蜡烛放在凸透镜前30cm处,光屏上可接收到倒立缩小清晰的像。 则该凸透镜的焦距可能为 A.10cmB.15cmC.20cmD.30cm 3.A解析: 试题分析: 凸透镜成倒立、缩小、实像的条件是 ,则 , ,所以可能为10cm。 2.探究凸透镜成像规律: 1、实验装置如图所示: 2、安装细节: 调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在同一高度的同一直线上,使像成在光屏的中央。 3、评估交流: 无论如何移动光屏,均得不到像的原因: 一是凸透镜、烛焰、光屏的中心不在同一高度;二是蜡烛在一倍焦距内或蜡烛在焦点上;三是成像位置在光具座以外。 4、深入拓展: ①遮住凸透镜一部分,成像性质不变,像变暗;②蜡烛与光屏对调后,物距变像距,像距变物距,像的大小与对调前相反,这也说明了光路的可逆性。 典型例题某实验小组用一凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验,进行了以下实验步骤: (1)将凸透镜正对太阳,在另一侧移动光源,距凸透镜10cm处,光屏接收到一个最小、最亮的光斑,由此可知,该凸透镜的焦距为________________cm. (2)如图所示,将光具座上点燃的蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心调节在________________,移动光屏始终找不到像,这是因为透镜与蜡烛的距离10cm所致(选填“大于”、“等于”或“小于”),应将蜡烛向________________(选填“左”或“右”)移动一段距离后,才能在光屏上得到烛焰清晰的像. (3)把蜡烛移动到B处,移动光屏可得到________________的像(选填“放大”或“缩小”).再将蜡烛移动到A处,并移动光屏可得到________________的像(选填“放大”或“缩小”),此时光屏与透镜的距离________________10cm(选填“大于”或“小于”). 【答案】 (1)10 (2)同一高度小于或等于左(3)放大缩小大于解析: (1)由题意知,最小、最亮的光斑是焦点,所以焦距为10cm; (2)为使像能成在光屏的中央,将光具座上点燃的蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心调节在同一高度处;在光屏上找不到像,可能是因为成虚像或不能成像,则物距可能小于焦距或等于焦距;要在光屏上成像,应将蜡烛移动到1倍焦距之外,所以应将蜡烛向左移动;(3)把蜡烛移动到B处,此时物距为50cm-36cm=14cm,处于1倍和2倍焦距之间,成倒立缩小的实像;若在A处,物距为50cm-23cm=27cm,大于2倍焦距,所以成倒立缩小的实像,此时像距处于1倍和2倍焦距之间,所以光屏与透镜的距离大于10cm. 易错点拨: 蜡烛与光屏之间的距离不能太小,否则不能成像. (2)蜡烛的火焰偏高时,像会偏低.(3)如果凸透镜只有一半或其中的一半被遮住了,像也是完整的,但是像的亮度比较暗 针对练习1小安在做 探究凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处,移动光屏到65cm刻度线处,烛焰在光屏上成清晰的像。 如图所示。 请结合此实验完成下列问题: (1)图中所示的实验现象能够说明________的成像特点。 (选填选项前的字母) A.照相机B.幻灯机C.放大镜 (2)保持透镜在50cm刻度线处不动,如果想在光屏上得到更大的清晰的像,应进行的操作是__________。 (选填选项前的字母) A.将蜡烛左移,光屏左移B.将蜡烛左移,光屏右移 C.将蜡烛右移,光屏左移D.将蜡烛右移,光屏右移 (3)保持透镜在50cm刻度线处不动,若将点燃的蜡烛放在光具座上80cm刻度线处,将光屏放在光具座上透镜的左侧,通过移动光屏,在光屏上可呈现烛焰清晰的_____的像。 (选填选项前的字母) A.倒立放大B.倒立缩小C.正立放大 针对练习2小丽同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如图所示.在实验过程中保持凸透镜的位置不变,请你根据所学知道回答下列问题. (1)实验前应首先调节蜡烛的焰心、________________、光屏的中心,在同一高度. (2)改变蜡烛的位置,使其位于20cm刻度线外,再移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的倒立、________________的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”) (3)在实验 (2)的基础上,将蜡烛和光屏互换位置,此时烛焰在光屏上成清晰________________的________________实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”) (4)改变蜡烛的位置,使其位于56cm刻度线处,小丽从透镜的左侧通过透镜可以看到一个清晰的________________(选填“倒立”或“正立”)的像.利用这种成像规律可制成________________镜. 2. (1)凸透镜的中心 (2)缩小(3)倒立放大(4)正立放大镜解析: 凸透镜成像规律: 物距小于焦距成正立放大虚像.应用是放大镜.物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距.应用是幻灯机、投影仪.物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距.物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距.应用是照相机. (1)在实验前应先调节烛焰、凸透 针对练习3用焦距10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,如图所示。 (凸透镜的位置固定不动) (1)为了便于观察实验现象,实验环境应该(选填“较亮”或“较暗”)一些此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短,则光屏上烛焰的像也将逐渐向移动。 (2)记录实验数据如下表,请将所缺的实验数据补充完整。 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 1 30 15 ①____________ 2 20 20 倒立等大的实像 3 15 ②_______ 倒立放大的实像 4 6 无 正立放大的虚像 请根据实验序号4的成像规律,写出在生活中的一个应用③ (3)若已在光屏上成清晰的像,此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分,则 所成的烛焰的像为(选填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”)。 (4)晓红在早上9: 00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动,她将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,她认为此点就是凸透镜的焦点。 你认为她这种活动过程存在的问题是: 。 3. (1)较暗上 (2)①倒立缩小的实像②30③放大镜(3)亮度稍暗的完整的像(4)凸透镜没有正对太阳光放置解析: (1)为了便于观察实验现象,实验环境应该较暗一些。 由于凸透镜成的是倒立的实像,上下相反,过光心的光线传播方向不变,所以蜡烛越短,其成像越向上移动。 (2)由第二次实验成倒立等大的实像可知u=2f=20cm,f=10cm,所以第一次实验中,u=30cm>2f,①成倒立缩小的实像。 第三次实验中,u=15cm,则像距v=30cm。 第四次 实验中,u=6cm (3)用遮光布遮住凸透镜的下半部分,遮住了蜡烛射向凸透镜的一部分光线,但蜡烛射向凸透镜其他部分的光线经凸透镜折射后,照样能会聚成像,所以像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像是亮度稍暗的完整的像。 (4)观察活动存在的问题是她将凸透镜水平放置,没有正对太阳光。 1.如图,F为凸透镜的两个焦点,A′B′为物体AB的像,则AB在() A、图中Ⅰ区域,箭头水平向左 B、图中Ⅱ区域,箭头水平向左 C、图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜下方 D、图中Ⅰ区域,箭头方向向左斜上方 故选D. 2.某凸透镜的焦距是10cm,当物体沿主光轴从距透镜30cm处向透镜移动时,则下列叙述凸透镜所成像的变化情况中,正确的是 A、像始终变大B、像始终变小C、像先变大后变小D、像先变小后变大 2.B解析: 物体从远处像凸透镜焦点移动的过程中,物距在不断地减小,物体通过凸透镜所成的实像在不断的变大;当物体移动凸透镜的焦距以内时,成倒立放大的虚像,因此成虚像时: 物距减小,像距减小,像变小,综上分析,选项B正确。 3.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.②③①④C.①②③④D.②①④③ 4.如图是蜡烛A通过凸透镜(透镜未标出)成像的示意图。 当凸透镜放在哪点时,才可能产生图中所成的像A’ A、a点B、b点C、c点D、d点 4.C解析: 由由凸透镜成像的规律知道: 当u>2f时,成倒立缩小的实像,故凸透镜应放在c点才能成倒立缩小的实像,故选C。 5.小明有光具座上探究凸透镜成像的规律。 他将点燃的蜡烛、凸透镜、分别固定在光具座上,再移动光屏,可在光屏上得到一个清淅的蜡烛的像,各元件位置如图1所示。 则所用凸透镜的焦距可能为() A.6cmB.12cmC.15cmD.18cm 5.B解析: 由图知,像距大于物距,所以此时物距处于f和2f之间,像距大于2f,即30cm>2f,f<15cm<2f,则可得7.5cm<f<15cm,ACD错误,B正确。 6.把一只点燃的蜡烛放在焦距为10cm的凸透镜前16cm处.在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像.这个像是图8中的 6.B解析: 把一只点燃的蜡烛放在焦距为10cm的凸透镜前16cm处,物距2f>u>f,由凸透镜成像的规律可知,成倒立放大的实像,故选B。 1、【2016•山东泰安卷】在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,物体距离凸透镜30cm时,在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立的、放大的实像。 该凸透镜的焦距可能为() A.5cmB.10cmC.15cmD.18cm 2.【2016•四川卷】小林同学做“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所示,这时烛焰在光屏上成清晰的像(像未在图中画出来),下列说法正确的是( ) A.光屏上形成的是烛焰倒立等大的实像 B.图中成像特点与照相机成像特点完全相同 C.将蜡烛移到光具座10cm刻度线处,保持凸透镜和光屏不动,光屏上仍可成清晰的烛焰像 D.将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,保付凸透镜不动,无论怎样移动光屏,它上面都得不到清晰的蜡烛像 2.D解析: A、由图可知,物距u=25cm,v=40cm,物距u<v,成倒立放大的实像,故A错误;B、u<v,成倒立放大的实像,与投影仪的成像原理相同,故B错误;C、将蜡烛移到光具座10cm刻度线处,保持凸透镜和光屏不动,此时物距u=40cm,由光路可逆可以知道v=25cm,故C错误;D、由图可知,像距v>2f,2f>u>f,所以20cm>f>12.5cm,当将蜡烛移到光具座40cm刻度线处,此时物距u=10cm<f,焦点内不成像,故D正确.故选D. 3.【2016·河北卷】探究凸透镜成像的规律时,光屏上得到一个倒立、缩小的烛焰像,将蜡烛向凸透镜移近一倍焦距的距离。 下列烛焰成像情况,不可能出现的是() A.缩小的实像B.等大的实像C.放大的实像D.放大的虚像 3.D解析: 当成倒立、缩小的实像时,可以确定物体此时在二倍焦距以外,如果将蜡烛向凸透镜移近一倍焦距的距离,此时物距可能仍大于二倍焦距,也可能在一倍焦距到二倍焦距之间,也可能正好为二倍焦距,这几种情况所成的像都是实像,不可能是虚像,故应选D。 4.【2016·宜昌卷】小明同学在做凸透镜成像规律的实验中,光屏上得到烛焰清晰的像,同组的小华不小心将手指尖触摸到凸透镜,这时光屏上 A.出现手指的实像B.出现手指的影子 C.烛焰的像变得不完整D.烛焰的像完整,但变暗 4,D解析: 凸透镜成像规律中,成实像的条件是,物体在一倍焦距以外,“手指尖触摸到凸透镜,”手指没有在成实像的范围,不能成实像,只是将凸透镜挡住了部分光线,使像变暗了。 正确选D。 5.【2016·郴州卷】如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像。 当把蜡烛向左移动一段距离,要在光屏上再次成一个清晰的像,应该() A.保持凸透镜不动,光屏向左移B.保持凸透镜不动,光屏向右移 C.保持凸透镜和光屏都不动D.以上做法都不对 6.2016•四川绵阳卷】小花在做“探究凸透镜成像的规律”实验时发现,保持蜡烛和屏之间的距离为45cm不变,只改变凸透镜的位置可以在屏上得到两个清晰的像,将凸透镜从成第一个像的位置向蜡烛移动15cm得到第二个像。 她通过分析得出第一个像与蜡烛相比是的(选填“缩小”、“等大”或“放大”),凸透镜的焦距为cm。 6..缩小10解析: 在凸透镜成像实验中,物距u、像距v、焦距f满足 ,由题知u+v=45cm,所以第一次成像时,物距为u,像距为v=45-u;第二次成像时,物距u’=u-15cm,像距v’=60-u,联立方程得 解得: u=30cmf=10cm。 第一次成像v/u=(45-u)/u=15/30=1/2,所以第一个像与蜡烛相比是缩小的。 7.【2016•苏州卷】(5分)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. (2)如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是的实像.若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像. (3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中处能观察到烛焰的像. (4)如图丁,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(近视/远视). (3)图丙中,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时物距小于一倍焦距,成像为正立、放大的虚像,不能在光屏上承接,则人眼应该在光屏一侧,即B点,透过凸透镜能够看到蜡烛的虚像; (4)因为将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,说明该眼镜能够使光线会聚,因此是凸透镜,是远视眼镜。 8.【2016•山东枣庄卷】小峰在探究凸透镜成像规律之后,又对凸透镜的焦距与其凸起程度的关系进行了探究: (1)小峰第一次选取一个凸起程度较小的凸透镜,测量焦距的实验如图甲所示,测得的焦距为 . (2)第二次他又选用一个凸起程度较大的凸透镜,测得的焦距为8cm,由这两次实验可得出的初步结论: . (3)小峰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(如图乙所示),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甲的实验,实验结论: 对同一凸透镜, 的焦距大些. (4)在用焦距为10cm的凸透镜探究成“等大实像”的实验时,老师发现有两个小组所测像距分别为17.5cm和22cm,与理论像距20cm相比偏差较大.若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的,请分析出现这种情况的原因: . 9.【2016•江苏省淮安卷】在“探究凸透镜成像规律”的实验中: (1)发光体“F”、凸透镜(焦距为f)和光屏在光具座上的位置如图所示,实验前应将光屏向 调整,使发光体“F”和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上. (2)保持图中发光体“F”和凸透镜位置不变,左右移动光屏,直到在光屏上成清晰的像,这个像是倒立、 的实像,生活中的 就是利用这一原理工作的. (3)将发光体“F”从图示位置向右移至A点,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向 移动. (4)当光屏上呈现清晰的像时,保持发光体“F”和凸透镜位置不变,取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,你可观察到的现象有 . 10.【2016•滨州卷】(6分)小华同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)在如图甲所示的位置上,成的像是等大的倒立的实像。 分析实验成像情况可知实验中所用凸透镜的焦距为cm。 (2)当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的35cm刻度时,向(选填“左”或“右”)移动光屏会得到一个倒立、的实像;就是利用这一成像规律工作的。 此时,风一吹,烛焰向左偏,则光屏上成的像向偏。 (3)小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况,当人眼看清眼前30cm处的物体时,凸透镜的位置、形状如图乙所示。 如果将物体移至眼前50cm处,保持透镜(晶状体)、光屏(视网膜)之间距离不变,则应该换上更(选填“薄”或“厚”)的凸透镜(凸透镜直径大小相同),才能在光屏上得到清晰的像。 10. (1)10 (2)右放大投影仪(幻灯机等)右(3)薄解析: 在如图甲所示的位置上,蜡烛到凸透镜的距离为20cm,此时成的像是等大的倒立的实像,物体位于两倍焦距上,所以实验中所用凸透镜的焦距为10cm;
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