部编版中考物理第期黄金知识点系列专题凸透镜成像的规律6Word格式.docx
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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.
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__________。
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。
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
倒立等大的实像
3
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<
f,成正立、放大的虚像,在生活中的应用是③放大镜。
(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;