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文檔簡介
專題05凸透鏡成像規(guī)律
專題學啥
凸透鏡的成像規(guī)律
1.當u>2f時,成倒立、縮小的實像f<v<2f(照相機);
2.當u=2f時,成倒立、等大的實像v=2f(測焦距);
3.當f<u<2f時,成倒立、放大的實像v>2f(投影儀);
4.當u<f時,成正立、放大的虛像(放大鏡原理)當u=f時無法成像。
一倍焦距分虛實,兩倍焦距分大??;物近像遠像變大,物遠像近像變小。
專題考法
【例題1](2024山東泰安)如圖所示,在”探究凸透鏡成像的規(guī)律”試驗中,燭焰在距離凸透鏡8cm處
時,在距離凸透鏡15cm處的光屏上成倒立的像。保持蠟燭和光屏不動,現(xiàn)把凸透鏡向光屏方向移動7cm,
下列關于燭焰在光屏上成像的說法正確的是()
A.不能成清晰的像B.成倒立的縮小的像
C.成倒立的放大的像D.成倒立的等大的像
【答案】B
【解析】如圖所示,在”探究凸透鏡成像的規(guī)律”試驗中,燭焰在距離凸透鏡8cm處時,在距離凸透鏡15cm
處的光屏上成倒立的像。
此時物距小于像距,f<u=8cm<2f,解得,4cm<f<8cm,
v=15cm>2f,解得f<7.5cm,
焦距范圍:4cm<f<7.5cm,
保持蠟燭和光屏不動,現(xiàn)把凸透鏡向光屏方向移動7cm,此時u'=8cm+7cm=15cm>2f,
v'=15cm-7cm=8cm,f<v'<2f,凸透鏡成倒立縮小的實像,故ACD錯誤,B正確。
【例題2](2024上海)小明在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”試驗中,將蠟燭、凸透鏡和光屏的中心調(diào)至o
已知凸逶鏡焦距為10厘米,現(xiàn)蠟燭的位置如圖所示,蠟燭到凸透鏡的距離為10厘米,移動光屏找尋像的
位置,發(fā)覺光屏上有一個倒立、的像(選填“放大”、“等于”或“縮小”)。
【答案】同一高度;放大。
【解析】(1)試驗前,把蠟燭、凸透鏡、光屏從左向右依次放在光具座上,點燃蠟燭并調(diào)整燭焰、凸透鏡、
光屏的高度,使它們的中心大致在同一高度,為了使得像成在光屏的中心;
(2)凸逶鏡焦距f=10cm,蠟燭到凸透鏡的距離為10cm,由于如圖所示的凸透鏡的光心在凸透鏡中心位置,
故物距略大于10cm,即2f>u>f,成倒立、放大的實像。
【例題3](2024北京)某同學在做光學試驗時,他先將焦距為10cm的凸透鏡A固定在光具座上50cm刻
度線處,光屏和點燃的蠟燭分別位于凸透鏡A兩側(cè),蠟燭放置在20cm刻度線處,如圖所示。左右移動光屏,
直至光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像。
(1)上述光屏上所成的像是—(選填“放大”“等大”或“縮小”)的實像。
(2)將透鏡B放在凸透鏡A與光屏之間某處(圖中未畫出),光屏上原來清晰的像變模糊了,將光屏向遠
離凸透鏡A的方向移動,光屏上又呈現(xiàn)燭焰清晰的像,這說明透鏡B對光線有—(選填”會聚”或“發(fā)
散”)作用。透鏡B能用來矯正—(選填“近視眼”成“遠視眼”)。
【答案】(1)縮??;(2)發(fā)散;近視眼。
【解析】(1)凸透鏡A焦距10cm,固定在光具座上50cm刻度線處,蠟燭放置在20cm刻度線處,所以物距
u=30cm>2f,物距大于二倍焦距成倒立縮小實像;
(2)將透鏡B放在凸透鏡A與光屏之間某處,光屏上原來清晰的像變模糊了,將光屏向遠離凸透鏡A的方
向移動,光屏上又呈現(xiàn)燭焰清晰的像,這說明凸透鏡B對光線具有發(fā)散作用,是凹透鏡,透鏡B能用來矯
正近視眼。
專題操練
一、選擇題
1.(2024深圳)下列與照相機成像原理相同的設備是()
A.放大鏡B.近視眼
鏡C.監(jiān)控攝像
頭D.投影儀
【答案】C
【解析】照相機的成像原理:當物體在凸透鏡的二倍焦距以外時,成倒立、縮小的實像。
A.放大鏡成正立、放大的虛像,故A不合題意;
B.近視眼鏡是凹透鏡,成正立、縮小的虛像,故B不合題意;
C.監(jiān)控攝像頭成倒立、縮小的實像,故C符合題意;
D.投影儀成倒立、放大的實像,故D不合題意。
2.(2024湖北荊州)用如圖的裝置做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的試驗時,已知凸透鏡的焦距為10cm,下列
說法正確的是()
A.燭焰在如圖所示的位置時,成像特點與照相機成像特點相同
B.若將蠟燭移到光具座42cm刻度處時,燭焰所成的像是倒立、放大的
C.若將蠟燭移到光具座30cm刻度處時,燭焰所成的像是等大的
D.若將蠟燭從光具座30cm刻度處向遠離凸透鏡方向移動時,燭焰所成的像將漸漸變大
【答案】C
【解析】A.由圖可知,u=50cm-35cm=15cm,物距處于f和2f之間,凸透鏡成倒立放大的實像,與投影
儀的原理相同,故A錯誤;
B.將蠟燭移到光具座42cm刻度處時,物距等于50cm-42cm=8cm,物距小于f,凸透鏡成正立放大的虛像,
故B錯誤;
C.將蠟燭移到光具座30cm刻度處時,物距等于50cm-30cm=20cm=2f,物距等于像距,等于2倍焦距,成
倒立等大的實像,故c正確;
D.將蠟燭從光具座30cm刻度處向遠離凸透鏡方向移動時,依據(jù)物距增大像距減小像減小,燭焰所成的像將
漸漸變小。故D錯誤。
3.(2024武漢)當蠟燭、凸透鏡、光屏在如圖所示的位置時,燭焰在光屏上恰好成清晰的像(像未在圖中
畫出),則下列說法正確的是()
£J[
劫bcm10203040506070809010為限
A.保持透鏡不動,向左移動蠟燭,須要將光屏也向左移動才能得到清晰的像
B.保持蠟燭和光屏不動,只移動透鏡,可以在光屏上得到一個清晰、放大的實像
C.保持透鏡不動,將蠟燭移到55cm處,移動光屏,可以得到一個清晰、縮小的實像
D.只將透鏡替換成焦距為15cm的凸透鏡,光屏要向右移動才能得到清晰、放大的實像
【答案】AB
【解析】(1)凸透鏡成實像時,物距減小,像距增大,像變大;物距增大,像距減小,像變??;(2)光
在折射時間路可逆;
(3)物體在焦點以內(nèi)成正立放大的虛像;
(4)凸透鏡成像的四種狀況及應用:
u=2f,成倒立等大的實像。
u>2f,成倒立、縮小的實像,2f>v>f,應用:照相機;
2f>u>f,成倒立、放大的實像,v>2f,應用:投影儀;
u<f,成正立、放大的虛像,應用:放大鏡;
A.保持透鏡不動,向左移動蠟燭,物距增大,像距減小,像變小,須要將光屏也向左移動才能得到清晰的
像,故A正確;
B.光在折射時間路可逆,圖中物距大于像距,成倒立、縮小的實像,保持蠟燭和光屏不動,只移動透鏡,
可以在光屏上得到一個清晰、放大的實像,故B正確;
C.蠟燭距離凸透鏡30cm,像距15cm;此時物體的位置在二倍焦距以外,像在一倍焦距和二倍焦距之間,
即30cm>2f;2f>15cm>f,所以7.5cm<f<15cm,保持透鏡不動,將蠟燭移到55cm處時,物距u=5cm<f,
成正立放大的虛像,故C錯誤;
D.若只將透鏡替換成焦距為15cm的凸透鏡,此時物距u=30cm=2f,成倒立等大的實像,像變大,像距也變
D.遮住凸透鏡的上半部,物體上任一點射向凸透鏡的下半部,經(jīng)凸透鏡折射后,照樣能會聚成像,像的大
小不發(fā)生變更,折射光線削減,會聚成的像變暗,故D錯誤.
6.(2024江西)當蠟燭、凸透鏡、光屏在如圖所示的位置時,蠟燭的像在光屏上依稀可見(如圖).則下列
結(jié)論正確的是()
A.物距u=45cmB.像距v=80cm
C.凸透鏡焦距f確定是10cmD.凸透鏡焦距f在7.5cm----15cm之間
【答案】D
【解析】本題重在考查物距、像距、焦距概念以及凸透鏡成像的基本規(guī)律。同時也測試了學生的視察實力、
讀取數(shù)據(jù)的實力。
A.物體與凸透鏡光心間的距離為物距,圖中狀況u=15cm。選項A錯誤;
B.光屏的像到凸透鏡間的距離為像距,圖中狀況v=30cm。選項B錯誤;
C.凸透鏡焦點到光心間的距離為焦距。但光光依據(jù)圖所示狀況得不出來焦距的大小。但我們能依據(jù)凸透鏡
成像的規(guī)律推斷其焦距的范圍。
D.由圖中情景知道,蠟燭經(jīng)過凸透鏡作用后,在光屏上得到一個倒立的、放大的、實像。這種狀況只有f
<u<2f時出現(xiàn)。我們知道u=15cm,所以f<15cm<2f。
解得:7.5cm<f<15cm。所以選項D正確。
7.(2024湖北黃石)如圖是某凸透鏡成實像時,像距v和物距u的關系圖像。分析圖像中有關數(shù)據(jù)可知()
A.該凸透鏡的焦距為10cmB.當物距u=30cm時,像距v=15cm
C.物距增大時,像距也增大D.當物距u=15cm時,成的是縮小的像
【答案】A
【解析】本題考查凸透鏡成像的規(guī)律以及運用圖像給出的信息解決問題的實力。
A.由圖象可知,u=v=2f=20cm,所以凸透鏡的焦距是10cm,故A正確;
B.當物距u=30cm>2f=20cm時,2f>v>f,即20cm>v>10cm,故B錯誤;
C.凸透鏡成實像時,物距增大時像距減小,故C錯誤;
D.當物距u=15cm,此時2f>u>f,成倒立放大的實像,故D錯誤.
8.(2024河北)下列關于對顯微鏡和望遠鏡的說法中,不正確的是()
A.顯微鏡由兩個凸透鏡組成,目鏡成倒立放大的實像,物鏡成正立放大的虛像
B.望遠鏡的物鏡成倒立縮小的實像,目鏡成正立放大的虛像
C.顯微鏡和各種形式的望遠鏡,目鏡都成虛像
D.無論什么形式的望遠鏡,其物鏡直徑越大越好
【答案】A.
【解析】顯微鏡的物鏡成倒立放大的實像,目鏡成正立放大的虛像,A錯;望遠鏡的物鏡成倒立縮小的實像,
目鏡成正立放大的虛像,B正確;顯微鏡和望遠鏡的目鏡都相當于放大鏡,成的都是虛像,C正確;望遠鏡
的物鏡直徑越大,可以會聚更多的光,使得成的像更加光明,D正確。這道題依據(jù)顯微鏡和望遠鏡的目鏡和
物鏡個工作原理:顯微鏡(物鏡能成倒立放大的實像,目鏡把這個倒立放大的實像再次放大,成一個正立
放大的虛像,經(jīng)過兩次放大,因此我們看到的是一個倒立放大的虛像)望遠鏡(物鏡成一個倒立縮小的實
像,目鏡把這個倒立縮小的實像再次放大,成正立放大的虛像.經(jīng)過一次縮小,一次放大,我們看到的是
一個倒立縮小的虛像)便能推斷出A錯誤,BC正確。D選項結(jié)合望遠鏡物鏡的特點,物鏡直徑越大,可以
會聚更多的光,使得成的像更加光明,所以D正確。
二、填空題
9.(2024海南)取兩個焦距分別為5cm和20cm的放大鏡,一只手握住一個,并且將焦距為20cm的放大鏡放
在前面,通過兩個透鏡看前面的物體,調(diào)整兩個放大鏡之間的距離,直到看清晰為止,物體是變—
T,把兩個放大鏡的位置對調(diào),你的發(fā)覺是,用兩個焦距不同的放大鏡是因為。
【答案】大,成了一個縮小的像。望遠鏡,必需物鏡的焦距大于目鏡的焦距,才能放大物體.
【解析】調(diào)整兩個放大鏡之間的距離,當前面焦距為20cm的放大鏡(物鏡)的后焦點與焦距為5cm的放大
鏡(目鏡)的前焦點重合時,就組成一個簡易望遠鏡,這樣能將遠處的物體放大,反之,則縮小.用兩個
放大鏡組成簡易的望遠鏡,必需是物鏡的焦距大于目鏡的焦距,才能放大物體.只要同學們動手操作,親
自試驗,便能得出上述結(jié)論
三、作圖題
10.(2024廣州)如圖為某望遠鏡內(nèi)部部分光路圖,物鏡是凸透鏡,0為光心,F(xiàn)為物鏡焦點,焦距為500mm。
(1)在圖中畫出光線a、b經(jīng)物鏡折射前的入射光線。
(2)目鏡是透鏡(選填“凹”或“凸”)
(3)用此望遠鏡觀測月球時,月球經(jīng)物鏡成一個(選填“倒立”或“正立”)、(選填“放
大”、“等大”或“縮小”)的像。
【答案】(1)見解析(2)凹(3)倒立縮小
【解析】(1)由凸透鏡的三條特別光線得,過光心的光線傳播方向不變更,經(jīng)過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射
后平行主光軸射出,據(jù)此即可作出光線a、b經(jīng)物鏡折射前的入射光線,如圖所示。(2)由圖知,目鏡對
光線a、b有發(fā)散作用,說明目鏡是凹透鏡。(3)用此望遠鏡觀測月球時,由于物距u>2f,所以月球經(jīng)物
鏡成一個倒立、縮小的實像。
四、試驗探究題
11.(2024福建)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的試驗中:
(1)須要將凸透鏡、蠟燭和光屏安裝在光具座上,置于中間位置的應是O
(2)調(diào)整好裝置,將蠟燭放在2倍焦距之外時,光屏上能成(選填“放大”或“縮小”)、倒立
的像(選填“實”或“虛”)。生活中常用的是利用這一成像規(guī)律制作的。
(3)將蠟燭移至1倍焦距與2倍焦距之間某處,光屏上成清晰的像。若燭焰中心下降1cm,光屏上的像會
移動(選填“向上”或“向下”),移動的距離1cm(選填“大于”“小于“或”等于”)。
【答案】(1)凸透鏡;(2)縮??;實;照相機;(3)向上;大于。
【解析】(1)探究凸透鏡成像特點時,在光具座上從左到右或從右到左依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏。
(2)調(diào)整好裝置,將蠟燭放在2倍焦距之外時,u>2f,成倒立、縮小的實像,2f>v>f,生活中常用的
照相機是利用這一成像規(guī)律制作的。。
(3)將蠟燭移至1倍焦距與2倍焦距之間某處,光屏上成清晰的像,f<u<2f,成倒立、放大的實像;若
燭焰中心下降1cm,光屏上的像會向上移動,移動的距離大于1cm。
12.(2024內(nèi)蒙古巴彥淖爾)在探討”凸透鏡成像規(guī)律”的試驗中:
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|||||||1||||||||||||||
)cm1020T,
(1)蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖所示,恰能在光憑上得到一個清晰的倒立,等大的實像,
則凸透鏡的焦距為cm。
(2)保持蠟燭與凸透鏡位置不變,換用一個不同焦距的凸透鏡,將光憑向右移動才能重新得到清晰的像,
此時像(選填“變大”“變小”或“不變”),換用的凸透鏡焦距可能為O
A.10.0cmB.20.0cmC.30.0cmD.35.0cm
(3)將圖中的凸透鏡換成玻璃板后光屏上的像消逝了,緣由是o
【答案】(1)15.0;(2)變大;B;(3)平面鏡成虛像,無法呈在光屏上。
【解析】(1)當u=50.0cm-20.0cm=30cm時,在另一側(cè)距凸透鏡30cm處的光屏上可以得到一個與蠟燭
等大的像,所以2f=30.0cm,即f=15.0cm。
(2)保持蠟燭與凸透鏡位置不變,換用不同焦距的凸透鏡,將光屏向右移動重新得到清晰的像,依據(jù)凸透
鏡成實像時,物近像遠像變大的特點可知,物距減小了,換用焦距大的凸透鏡,相當于減小了物距,故換
用的凸透鏡焦距是BCD,不是A;若用的是C,焦距是30cm,則蠟燭正好在焦點上,不成像,若用的是Dem,
則蠟燭正好在1倍焦距內(nèi),成倒正立放大的虛像,故B符合題意;
(3)將圖中的凸透鏡換成玻璃板后光屏上的像消逝了,緣由是平面鏡成虛像,所以在光屏上不能得到蠟燭
的像。
13.(2024福建)在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的試驗中:
(1)曉紅在早上9:00利用太陽光進行視察某凸透鏡焦點的活動.她將這個凸透鏡與水平地面平行放置,
調(diào)整凸透鏡到地面的距離,直至地面上出現(xiàn)一個最小的亮點,她認為此點就是凸透鏡的焦點.你認為該活
動過程存在的問題是:—;
(2)試驗前,必需將燭焰、光屏的中心和凸透鏡的光心調(diào)整到—上;
(3)如圖所示,燭焰能在光屏上形成清晰的像,此像是倒立、—的實像.假如此時撤去光屏,人眼在圖
示位置能干脆看到燭焰的像;
(4)在圖中,保持凸透鏡的位置不變,假如蠟燭向左移動,為了在光屏上得到一個清晰的像,光屏應當向
(填“左”或“右”)移動;
(5)依次變更蠟燭的位置,移動光屏,直到找到清晰的像.記錄的數(shù)據(jù)如表所示:
次數(shù)123456
物距(cm)806030201510
像距(cm)11.51215203040
通過視察數(shù)據(jù),可知第一次數(shù)據(jù)是編造的;
(6)曉紅同學在試驗過程中,中指的指尖觸摸到凸透鏡的一小部分.在光屏
上(填“有”或“沒有”)曉紅同學指尖清晰的像.
【答案】(1)凸透鏡沒有正對太陽光放置;(2)同一高度;(3)放大;(4)左;(5)6;(6)沒有.
【解析】(1)平行于主光軸的光線會聚于一點,此點為凸透鏡的焦點.由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦
距,粗略測量薄透鏡的焦距時,可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可.
(2)做凸透鏡成像試驗應在光具座上依次放置蠟燭,凸透鏡,光屏,凸透鏡必需位于蠟燭和光屏之間.使
它們的中心大致在同一高度上,目的是成像在光屏的中心.
(3)當物距小于像距時,成倒立、放大的實像;
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