(决胜中考)中考物理 分类解读与强化练习 专题十 凸透镜成像问题(含解析) 新人教版
- 格式:doc
- 大小:964.00 KB
- 文档页数:25
一、初中物理凸透镜成像的规律1.如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时,光屏恰能成清晰的像。
下列说法正确的是()A.此时光屏上成倒立缩小的实像B.将图中的凸透镜向右移动,在光屏上可再次观察到清晰的像,此时的成像特点与照相机原理相同C.在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像D.将蜡烛移到35cm刻度处,移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A.图像显示,物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离,根据凸透镜成像规律物近像远像变大可知,光屏上成倒立放大的实像。
A选项错误,不符合题意。
B.将图中的凸透镜向右移动,物距逐渐变大,像距逐渐变小,根据凸透镜成像规律物远像近像变小可知,在光屏上可再次观察到清晰的像为倒立缩小的实像,此时的成像特点与照相机原理相同,B选项正确,符合题意。
C.远视眼镜片为凸透镜,对光线具有会聚作用。
在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,对光线的会聚能力增强,像距变小,故缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像,C选项正确,符合题意。
D.图像显示物距为15cm,像距为30cm,光屏上成倒立放大的实像,则物体位于一倍焦距和二倍焦距之间,像位于二倍焦距以外。
即<<15cm2f f>30cm2f两式联立解出7.5cm15cm<<f即f15cm<2<30cm将蜡烛移到35cm刻度处,此时物距变为30cm,物体位于凸透镜二倍焦距以外,故移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像,D选项正确。
故选BCD。
2.如图是用来研究凸透镜成像规律的实验图(屏未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到一个缩小的像。
若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则A.移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像B.移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像C.移动光屏,可能在屏上得到正立放大的像D.移动光屏,可能在屏上得到正立等大的像【答案】AB【解析】【详解】如图,物距为u=40cm−10cm=30cm时,成倒立、缩小的实像,这是照相机的成像原理,u>2f,所以30cm>2f所以凸透镜的焦距范围为:f<15cm若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则此时物距为u=40cm−30cm=10cm<cm,此时f<u<2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像,故A A.若5cm<f10符合题意;<cm,此时u>2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像,故B符合题意;B.若f5C D.根据凸透镜成像规律可知,无论如何移动光屏,光屏上都不可能此正立的虚像,故CD不符合题意。
一、初中物理凸透镜成像的规律1.如图所示,小宇将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜成像规律。
下列说法正确的是()A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小B.当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像D.蜡烛燃烧一段时间后变短,像成在光屏的下方,可将透镜的高度向下调,使像成在光屏中心【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A.根据“无论实像或虚像,物体靠近焦点像都变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,所成的虚像将变小,故A正确;B.能在光屏上成清晰像的是实像,实像是实际光线会聚成的,当把光屏去掉后,实际光线会聚成实像后继续传播,进入人的眼睛,故B正确;C.将蜡烛放在10cm处时,物距为30cm,而焦距为10cm,即物距大于两倍焦距,光屏上能承接到的是倒立缩小的像,故C正确;D.蜡烛燃烧一段时间后变短,根据光的直线传播原理,则成的像会偏向光屏上方,可向下适当调整凸透镜,故D不正确。
故选ABC。
2.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35cm 5cm 30cm u =-=此时成倒立、缩小的实像,所以物距大于两倍焦距,所以A 30cm 2f >得A 15cm f <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B B 30cm 2f f <<可得B 15cm 30cm f <<所以A 的焦距小于B 的焦距;故C 错误,D 正确。
一、初中物理凸透镜成像的规律1.某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜C.将透镜适当靠近蜡烛D.将透镜适当靠近光屏【答案】BC【解析】根据凸透镜成实像的规律,要使成像大些,应该减小物距,增大像距,则像变大;A. 将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜,是增大了物距,减小了像距,像会变小,故A错误;B. 将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜,即减小物距,增大像距,则像变大,故B正确;C. 将透镜适当靠近蜡烛,此时物距减小,像距增大,像会变大,故C正确;D. 将透镜适当靠近光屏,此时物距增大,像距减小,像会变小,故D错误;故选BC.点睛:要掌握凸透镜成实像时物距和像距变化的特点,当物距增大时,像距减小,像也会变小(反之像变大),这里的像变小,是与之前比变小,要比较像与物体的大小,要看像距和物距的比较,像距大于物距,像就放大.2.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υ2f >到f υ2f <<,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.3.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。
一、初中物理凸透镜成像的规律1.如图所示的四种现象中,有关叙述正确的是()A.让凸透镜正对太阳,后面放一张白纸,在白纸上形成了较大的光斑,此时光斑离透镜12. 0厘米,若将透镜远离白纸则光斑变小,则焦距可能小于12. 0厘米也可能大于12. 0厘米B.手影是光的直线传播形成虚像,它不是能量的聚集C.水中铅笔看起来变弯折是由于光的折射形成的D.我们看到塔在水中形成倒影是由于光在同种均匀介质中沿直线传播而成的等大虚像【答案】C【解析】【分析】【详解】A.让凸透镜正对太阳,后面放一张白纸,在白纸上形成了较大的光斑,此时光斑离透镜12. 0厘米,若将透镜远离白纸则光斑变小,根据凸透镜三条特殊光线,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,太阳光是相当于平行光的,所以白纸越靠近凸透镜,光斑越大,则焦距是大于12.0cm的,A错误;B.手影是光的直线传播所形成的暗区,不是物体的像,B错误;C.水中铅笔看起来变弯折是由于光从水中斜射向空气时,发生折射形成的,C正确;D.我们看到塔在水中形成倒影是由于光在水面发生反射形成的,不是由于光在同种均匀介质中沿直线传播而成的等大虚像,D错误。
故选C。
2.近视的人,戴上近视眼镜,从适当的角度仔细观察镜面,可以看到放大了的自己的眼睛、睫毛和汗毛孔等,这是()A.凹透镜成的像B.凸透镜成的像C.凹面镜成的像D.凸面镜成的像【答案】C【解析】【详解】AB.眼睛和睫毛都在镜子的同侧,所以看到的像应该是面镜形成的,凸透镜和凹透镜都不符合题意.C.凹透镜由于中间薄,边缘厚,在眼睛一侧镜面相当于一个凹面镜,当物距小于焦距时成正立、放大的虚像.符合题意.D.凸面镜成正立、缩小的虚像.不符合题意.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,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f<8cm2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<f<5cm.故ACD错误,B正确.故选B.4.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像.则下列相关说法正确的是()①光屏上成倒立、放大的实像②照相机是利用这一成像原理工作的③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜A.只有①和③B.只有②和④C.只有②和③D.只有①和④【答案】C【解析】根据凸透镜成像的规律分析:①将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,即物距大于像距,所以成倒立缩小的实像,故①错误;②照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的,故②正确;③凸透镜成倒立缩小的实像时,物距大于二倍焦距,即30cm 2f >,得:15cm f <; 像距为一倍到二倍焦距之间,即16cm 2f f <<,得:8f cm >,16cm f <;综合以上条件得:8cm 15cm f <<,故③正确; ④将近视镜片,即凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于凹透镜对光线有发散作用,所以像将远离凸透镜,所以要使光屏上出现清晰的像,光屏应远离透镜,故④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.5.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v 跟物体到凸透镜的距离u 之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是( )A .该凸透镜的焦距是16cmB .把物体从距凸透镜12cm 处移动到24cm 处的过程中,像逐渐变小C .当u=20cm 时成放大的像.投影仪就是根据这一原理制成的D .当u=12cm 时,在光屏上能得到一个缩小的像【答案】B【解析】【分析】【详解】A. 根据凸透镜成像的规律,在物体等于二倍焦距时,像距也等于二倍焦距,此时成倒立等大的实像,如图,物距为16cm 时,像距也为16cm ,即都等于二倍焦距,所以该凸透镜的焦距是8cm ,故A 错误;B. 由图可知,把物体从距凸透镜12cm 处移动到24cm 处的过程中,即物距增大时,像距变小,像会逐渐变小,故B 正确;C. 当20cm u =时,大于二倍焦距,成缩小的像,投影仪根据凸透镜成放大的实像原理制成,故C 错误;D. 当12cm u =时,即物距处于一倍到二倍焦距之间,成倒立放大的实像,故D 错误. 故选B .【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.6.将一物体放在凸透镜前,使物距依次为6cm 、18cm 和24cm ,分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像,则凸透镜的焦距f满足关系式A.f<6cm B.6cm<f<18cmC.9cm<f<12cm D.18cm<f<24cm【答案】C【解析】【分析】【详解】当物距为6cm时,成放大的虚像,所以f>6cm.当物距等于18cm时,成放大的实像,即物距在一倍到二倍焦距之间,则9cm<f<18cm.当物距等于24cm时,成缩小的实像,所以24cm>2f,则f<12cm.故:9cm<f<12cm,C符合题意.选C.【点睛】重点是凸透镜成像规律的应用,关键是根据每次成像时的特征,列出相应的不等式,综合求解.7.小明探究“凸透镜成像规律”,当蜡烛到透镜的距离是30cm时,调节透镜另一侧的光屏,屏上得到清晰放大的像。
一、初中物理凸透镜成像的规律1.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】【分析】【详解】AB .由题意可知,物距是30cm ,像距20cm ,可知物距大于像距;而且此时光屏出现了清晰实像,由凸透镜成像的规律可知,可以判断此时的实像是倒立缩小的实像;而且30cm 2u f =>则15cm f >,故AB 不符合题意;C .当物体远离凸透镜10厘米时,物距变大,由凸透镜成像的规律可知,像距会变小,像会变小,所以移动光屏找到实像后,此实像变小了,故C 不符合题意;D .当物体靠近凸透镜10厘米时,此时的物距变为20cm ,由于光路是可逆的,所以为了在光屏上得到清晰的实像此时的像距应该为30cm ,即光屏应远离透镜10厘米,故D 符合题意。
故选D 。
2.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2u f >,2f v f <<,成倒立、缩小的实像,即u v >;由题意可以知道物距30cm u =,像距20cm v =,这种情况是成倒立、缩小的实像,即30cm 2f >20cm 2f f <<化简可得10cm 15cm f <<所以凸透镜的焦距不可能是18cm ;当物体远离凸透镜10 cm ,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10 cm ,物距20cm u =,那么2f u f <<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30cm v =,光屏应远离透镜10 cm ;故选D 。
一、初中物理凸透镜成像的规律1.如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时,光屏恰能成清晰的像。
下列说法正确的是()A.此时光屏上成倒立缩小的实像B.将图中的凸透镜向右移动,在光屏上可再次观察到清晰的像,此时的成像特点与照相机原理相同C.在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像D.将蜡烛移到35cm刻度处,移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A.图像显示,物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离,根据凸透镜成像规律物近像远像变大可知,光屏上成倒立放大的实像。
A选项错误,不符合题意。
B.将图中的凸透镜向右移动,物距逐渐变大,像距逐渐变小,根据凸透镜成像规律物远像近像变小可知,在光屏上可再次观察到清晰的像为倒立缩小的实像,此时的成像特点与照相机原理相同,B选项正确,符合题意。
C.远视眼镜片为凸透镜,对光线具有会聚作用。
在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,对光线的会聚能力增强,像距变小,故缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像,C选项正确,符合题意。
D.图像显示物距为15cm,像距为30cm,光屏上成倒立放大的实像,则物体位于一倍焦距和二倍焦距之间,像位于二倍焦距以外。
即<<15cm2f f>30cm2f两式联立解出7.5cm15cm<<f即f15cm<2<30cm将蜡烛移到35cm刻度处,此时物距变为30cm,物体位于凸透镜二倍焦距以外,故移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像,D选项正确。
故选BCD。
2.如图是用来研究凸透镜成像规律的实验图(屏未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到一个缩小的像。
若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则A.移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像B.移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像C.移动光屏,可能在屏上得到正立放大的像D.移动光屏,可能在屏上得到正立等大的像【答案】AB【解析】【详解】如图,物距为u=40cm−10cm=30cm时,成倒立、缩小的实像,这是照相机的成像原理,u>2f,所以30cm>2f所以凸透镜的焦距范围为:f<15cm若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则此时物距为u=40cm−30cm=10cm<cm,此时f<u<2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立放大的像,故A A.若5cm<f10符合题意;<cm,此时u>2f,移动光屏,可能在屏上得到倒立缩小的像,故B符合题意;B.若f5C D.根据凸透镜成像规律可知,无论如何移动光屏,光屏上都不可能此正立的虚像,故CD不符合题意。
一、初中物理凸透镜成像的规律1.黄健同学对凸透镜成像的特点进行了总结,其中正确的是:()A.缩小的都是实像,放大的都是虚像B.实像都是倒立的,虚像都是正立的C.缩小的像都是倒立的,放大的像都是正立的D.实像和虚像都可在光屏上呈现【答案】B【解析】【分析】【详解】A.当物体在一焦距和二倍焦距之间时,成倒立放大的实像,所以放大的像不一定是虚像,故A项错误;B.当物距大于一倍焦距时成倒立的实像,当物距小于一倍焦距时成正立的虚像,故B项正确;C.当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时成倒立放大的实像,所以放大的像不一定都是正立的,故C项错误;D.虚像不是实际光线相交形成的,虚像不能在光屏上呈现,故D项错误。
故选B。
2.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,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f<8cm2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<f<5cm.故ACD错误,B正确.故选B.3.小明探究“凸透镜成像规律”,当蜡烛到透镜的距离是30cm时,调节透镜另一侧的光屏,屏上得到清晰放大的像。
下列判断中正确的是()A.此时的像是正立放大的虚像B.该透镜的焦距是15cmC.当蜡烛到透镜的距离是60cm时,调节光屏,屏上可得缩小的像D.当蜡烛到透镜的距离是15cm时,调节光屏,屏上可得放大的像【答案】C【解析】【详解】AB.像能用光屏承接,说明像是实像,虚像不能用光屏承接,凸透镜成放大的实像时,v>2f,f<u<2f,即f<30cm<2f。
一、初中物理凸透镜成像的规律1.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛距凸透镜36cm 时,在凸透镜另一侧18cm 处的光屏上得到清晰缩小的像,当蜡烛距凸透镜18cm 时,它的像一定是( )A.像距为36cm,且成缩小的实像B.像距为36cm,且成放大的实像C.像距为18cm,且成缩小的实像D.像距为18cm,且成放大的虚像【答案】B【解析】【分析】【详解】当u﹥2f时,成倒立、缩小的实像,f﹤v﹤2f,u﹥v.当蜡烛距凸透镜18cm 时,f﹤u﹤2f.由于f﹤u﹤2f,成倒立、放大的实像,v﹥2f,u﹤v.凸透镜的一个物距对应一个像距,所以,像距为36cm,且成放大的实像.故选B。
2.如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图,当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到与物体等大的像.若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则()A.A.移动光屏,可以在屏上得到倒立放大的像B.移动光屏,可以在屏上得到倒立缩小的像C.移动光屏,可以在屏上得到正立放大的像D.不论光屏移到什么位置,都不能在屏上得到清晰的像【答案】D【解析】由题意可知,当物距为30cm时,可以在光屏上得到与物体等大的像,所以f=15cm;将蜡烛移到刻度为30cm处时,物距为10cm,即u<f,所以应该成正立、放大的虚像,故在光屏上看不到;故选D.3.两平面镜AM,AN之间的夹角为90°,凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线,凸透镜的光心为O,A点恰好是凸透镜的焦点,光源S位于主光轴上,通过该系统,光源S 所成的像为()A.四个虚像,三个实像B.四个虚像,一个实像C.三个虚像,一个实像D.三个虚像,两个实像【答案】B【解析】【详解】S通过两个平面镜成3个虚像,(因为其中两个重合了),分别是S1、S2、S3;S1、S2分别在凸透镜的焦点处,则不能成像,只有S3在凸透镜的焦点以外,且通过凸透镜的光心,可以成一个实像S4;S在凸透镜的焦点以内,由u<f,成正立放大的虚像S′;综上分析,通过该系统,光源S 所成的像有四个虚像,一个实像。
一、初中物理凸透镜成像的规律1.如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时,光屏恰能成清晰的像。
下列说法正确的是()A.此时光屏上成倒立缩小的实像B.将图中的凸透镜向右移动,在光屏上可再次观察到清晰的像,此时的成像特点与照相机原理相同C.在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像D.将蜡烛移到35cm刻度处,移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A.图像显示,物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离,根据凸透镜成像规律物近像远像变大可知,光屏上成倒立放大的实像。
A选项错误,不符合题意。
B.将图中的凸透镜向右移动,物距逐渐变大,像距逐渐变小,根据凸透镜成像规律物远像近像变小可知,在光屏上可再次观察到清晰的像为倒立缩小的实像,此时的成像特点与照相机原理相同,B选项正确,符合题意。
C.远视眼镜片为凸透镜,对光线具有会聚作用。
在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,对光线的会聚能力增强,像距变小,故缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像,C选项正确,符合题意。
D.图像显示物距为15cm,像距为30cm,光屏上成倒立放大的实像,则物体位于一倍焦距和二倍焦距之间,像位于二倍焦距以外。
即<<15cm2f f>30cm2f两式联立解出7.5cm15cm<<f即f15cm<2<30cm将蜡烛移到35cm刻度处,此时物距变为30cm,物体位于凸透镜二倍焦距以外,故移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像,D选项正确。
故选BCD。
2.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υ2f >到f υ2f <<,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.3.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。
一、初中物理凸透镜成像的规律1.如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时,光屏恰能成清晰的像。
下列说法正确的是()A.此时光屏上成倒立缩小的实像B.将图中的凸透镜向右移动,在光屏上可再次观察到清晰的像,此时的成像特点与照相机原理相同C.在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像D.将蜡烛移到35cm刻度处,移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A.图像显示,物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离,根据凸透镜成像规律物近像远像变大可知,光屏上成倒立放大的实像。
A选项错误,不符合题意。
B.将图中的凸透镜向右移动,物距逐渐变大,像距逐渐变小,根据凸透镜成像规律物远像近像变小可知,在光屏上可再次观察到清晰的像为倒立缩小的实像,此时的成像特点与照相机原理相同,B选项正确,符合题意。
C.远视眼镜片为凸透镜,对光线具有会聚作用。
在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,对光线的会聚能力增强,像距变小,故缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像,C选项正确,符合题意。
D.图像显示物距为15cm,像距为30cm,光屏上成倒立放大的实像,则物体位于一倍焦距和二倍焦距之间,像位于二倍焦距以外。
即<<15cm2f f>30cm2f两式联立解出7.5cm15cm<<f即f15cm<2<30cm将蜡烛移到35cm刻度处,此时物距变为30cm,物体位于凸透镜二倍焦距以外,故移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像,D选项正确。
故选BCD。
2.如图所示,小宇将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜成像规律。
下列说法正确的是()A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小B.当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像D.蜡烛燃烧一段时间后变短,像成在光屏的下方,可将透镜的高度向下调,使像成在光屏中心【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A.根据“无论实像或虚像,物体靠近焦点像都变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,所成的虚像将变小,故A正确;B.能在光屏上成清晰像的是实像,实像是实际光线会聚成的,当把光屏去掉后,实际光线会聚成实像后继续传播,进入人的眼睛,故B正确;C.将蜡烛放在10cm处时,物距为30cm,而焦距为10cm,即物距大于两倍焦距,光屏上能承接到的是倒立缩小的像,故C正确;D.蜡烛燃烧一段时间后变短,根据光的直线传播原理,则成的像会偏向光屏上方,可向下适当调整凸透镜,故D不正确。
专题十凸透镜成像问题透镜成像是中考主要内容,重点是凸透镜成像规律、作图和探究性实验。
尤其是探究性问题,需要注意以下问题:凸透镜成像规律的注意问题:如图所示。
物距u:物体到凸透镜的距离;像距v:像到凸透镜的距离;焦距f:焦点到凸透镜光心的距离。
1.凸透镜成像实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央,便于观察。
2.若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。
⑤凸透镜焦距太大。
3.口诀记忆:一倍焦距分虚实,二倍焦距定大小;像的大小像距定,像儿跟着物儿跑;实像总是两侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小;虚像总是同侧正,物近像近像变小。
4成实像时,物上移,像下移;物左移,像右移。
5.用不透明的物体挡住透镜的一部分,光屏上的像是完整的,但是亮度变暗6.成实像时,透镜不动,把蜡烛和光屏对调位置,不需调整,像的大小发生变化。
7.当v>u时成放大的像(倒立放大实像或正立放大虚像),当v<u时成缩小的实像,当v=u时,成等大的实像。
8.实像与虚像的区别:实像:是由实际光线会聚而成的;能在光屏上承接,也可以用眼睛直接观察;像和物位于凸透镜的两侧,且一定是倒立的。
虚像:由实际光线的反向延长线会聚而成的,不能在光屏上承接,只能用眼睛观察到。
像和物位于凸透镜的同侧,且一定是正立的。
9.凸透镜成像原理:光的折射。
一、透镜成像作图利用透镜三条主要光线作图。
作图时要注意图中给出的是入射光线还是折射光线,具体要求是什么;无论要求是什么,都必须遵照折射规律和三条主要光线。
二、凸透镜成像规律1.透镜成像遵循光的折射规律。
2.牢记凸透镜成像规律(见考前速记)。
把像距、物距、焦距之间的关系和成像虚实结合起来。
三、透镜探究性实验透镜探究性实验主要分为探究像距与物距关系、探究像的虚实与物距之间关系、探究像的大小与物距、像距之间的关系、探究物距位置对像的影响、探究物距变化对像的方向(正立、倒立)的影响等。
解答凸透镜探究性实验,只要大家弄清楚凸透镜成像规律,一般情况下不难解答。
一、透镜1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3.透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4.透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路b.凹透镜光路图(1) 透镜光路示意图(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念b.凹透镜光路概念图(2)透镜光路概念(3)焦点到光心的距离焦距,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。
凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫物距,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫像距,用“v”表示。
二、透镜的三条特殊光线1.过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图(3)所示。
图(3)过光心的光线2.平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图(4)所示。
图(4)平行于主轴的光线3.经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图(5)所示。
图(5)过焦点的光线4.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
三、凸透镜成像规律如图(6)是常见凸透镜成像规律光路图,见表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表a. u﹥2fb. f﹤u﹤2fc.0﹤u﹤fd.u=2f图(6)凸透镜成像光路图凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。
也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。
这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。
注意:(1)实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;(2)虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成。
四、透镜应用1.照相机:镜头是凸透镜,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
2.投影仪:镜头是凸透镜,物体在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、放大的实像;透过平面镜使倒立,放大的像再倒立一次,这样我们在屏幕上看到的就是一个正立的实像了。
注意:照相机、投影仪要使像变大,应该让透镜靠近物体,远离胶卷、屏幕。
3.放大镜:放大镜是凸透镜,放大镜到物体的距离(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虚像。
4.眼睛:眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷)。
(1)眼睛的成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上形成倒立,缩小的实像,分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,人就可以看到这个物体了(眼睛的晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏(胶卷))。
(2)近视眼看不清远处的物体,远处的物体所成像在视网膜前,晶状体曲度过大,需戴凹透镜调节,所以近视镜是凹透镜。
(3)远视眼看不清近处的物体,近处的物体所成像在视网膜后面,晶状体曲度过小,需戴凸透镜调节,所以远视镜(花镜)是凸透镜。
5.显微镜:显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们对物体进行两次放大。
普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理,经过凸透镜的两次成像。
第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大倒立的实像。
而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。
由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
6.望远镜:望远镜也是由两组凸透镜(目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜焦点以外,在离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。
这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。
这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
一、凸透镜成像作图【典例1】(2018·泰安)如图所示,入射光线平行于凸透镜的主光轴,在答题卡上画出通过透镜后的折射光线。
【解析】关于凸透镜,有三条特殊的入射光线:①平行于主光轴;②过焦点;③过光心的。
每条特殊的入射光线对应的折射光线都有自己的特点。
根据两者的对应关系可以告诉入射光线做出折射光线;也可以利用折射光线做出对应的入射光线。
由图示可知,入射光线平行于主光轴,根据入射光线的特点,可以画出对应的折射光线。
【解答】平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后,折射光线过焦点,由此可以确定该条入射光线对应的折射光线。
故画图如下。
二、凸透镜成像规律【典例2】(2018·福建A)在探究凸透镜成像特点实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时能在光屏上看到烛焰清晰的像,若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向原离透镜的方向移动10cm,调节光屏位置,可在光屏上看到()。
A.缩小的实像 B.放大的实像 C.缩小的虚像 D.放大的虚像【解析】此题考查了有关凸透镜成像的规律,掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系,根据物距与像距的大小关系得出成像的特点。
由题图可知,此时物距为20cm,像距为20cm,能在光屏上看到烛焰清晰的像,物距等于像距,物体在二倍焦距处,成倒立、等大的实像。
则u=v=2f,由此可得,凸透镜的焦距f=10cm。
若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10cm,物距变大,像距变小,像变小,故成缩小的实像,故A正确。
【答案】A。
三、凸透镜应用【典例3】(2018·荆门)关于生活中的光现象,下列说法正确的是()。
A.凸透镜成实像时对光线有会聚作用,成虚像时对光线有发散作用;B.平面镜成像时,物体与平面镜距离越远,所成的虚像越小;C.眼睛近视了看不清书本上的字,应该配戴用凸透镜做成的眼镜,可以起到放大作用;D.因为光的折射,我们观察到日出的时刻会比实际日出时间早【解析】A、不管凸透镜成实像还是成虚像,凸透镜对光线都有会聚作用,故A错误;B、由平面镜成像的特点可知,物像等大,像的大小与物体到平面镜的远近无关;因此,平面镜成像时,物体与平面镜距离越远,所成的虚像也不会变小,故B错误;C、近视眼是由于晶状体的凸度增大,或眼球前后径过长,形成的像就会落在视网膜的前方;近视眼应该佩戴具有发散作用的凹透镜加以矫正(使光线延迟会聚,像成在视网膜上),而不是配戴用凸透镜做成的眼镜,故C错误;D、地球表面上有大气层,且大气层并不是均匀的,阳光射入大气层时会发生折射现象;当太阳还在地平线以下时,由于光的折射,人们能够提前观察到日出,即观察到日出的时刻会比实际日出时间早;故D正确。
故选D。
一、凸透镜成像作图1.(2018•青岛)如图,F1、F2分别为凹透镜和凸透镜的焦点,且两透镜的左焦点重合,请画出图中光线经透镜折射后的完整光路。
【解析】(1)凸透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点;凹透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;指向另一侧焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点。
在作凸透镜或凹透镜的光路图时,先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,该光线正好是通过凸透镜的焦点,经凸透镜后平行于主光轴射出,如图所示:2.(2018·聊城)根据入射光线和折射光线,在图甲中的方框内画出适当类型的透镜。