【培优练习】《科学探究：凸透镜成像》（物理沪科八年级全一册）-1.docx

科学探究：凸透镜成像培优练习 1如图所示，凸透镜的焦距为5厘米，在透镜左侧10厘米处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧15厘米处放一个平面镜，镜面与凸透镜的主光轴垂直，则该光具组中，物体AB的成像情况是（）A一个正立实像，一个倒立实像，一个正立虚像B一个正立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像C一个倒立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像D一个正立实像，一个倒立实像，一个倒立虚像2（1）某兴趣小组同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图1所示，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于 ，其目的是 。小虎将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。（2）把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜。给“眼睛”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下近视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏 （选填“远离”或“靠近”）透镜。（3）小明另取直径D均为5cm的凹透镜和凸透镜做实验。他分别将两种透镜正对太阳光，并把一张白纸放在它的下方（白纸与镜面平行）当白纸距离透镜10cm时，光通过两种透镜在白纸得到的光斑如图2甲、乙所示，测量出光斑的直径D1和D2分别为1cm和8cm，则图 （甲/乙）中的光斑一定是光通过凸透镜在白纸上形成的，该凸透镜的焦距可能为 cm或 cm。3如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。4如图两透镜组合中有一个焦点F是重合的，请画出光线经过两透镜的光路。5小明用蜡烛和毛玻璃光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）测量焦距时，将凸透镜正对太阳光，移动透镜，让太阳光在白纸上会聚成一个 的光斑，用刻度尺测量光斑到 的距离，结果为10.0cm；（2）如图所示，刚开始实验时烛焰的像只有一小部分成在光屏边缘的A处，大部分不在光屏上，产生这一现象的原因是 。（3）当蜡烛距透镜5.0cm时，光屏上 （有/没有）烛焰经透镜折射后的光线，此时，像成在 （光屏/蜡烛）一侧。若要观察到此时的像，则眼睛要位于 （光屏/蜡烛）一侧。（4）小明用LED灯做成字母“F”替换蜡烛，将它放在透镜15.0cm处，在光屏上成清晰的像。小明在毛玻璃光屏后面观察物和屏上的像，他直接看到的物为“F”，则他看到屏上像的形状为 ；移去光屏，在光屏处，看到像的形状为 。答案和解析1如图所示，凸透镜的焦距为5厘米，在透镜左侧10厘米处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧15厘米处放一个平面镜，镜面与凸透镜的主光轴垂直，则该光具组中，物体AB的成像情况是（）A一个正立实像，一个倒立实像，一个正立虚像B一个正立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像C一个倒立实像，一个正立虚像，一个倒立虚像D一个正立实像，一个倒立实像，一个倒立虚像【分析】物体AB在凸透镜的二倍焦距处，得到倒立等大的实像。物体在凸透镜中成的倒立的等大的实像在平面镜中又成正立等大的虚像。物体在凸透镜中成的倒立的等大的实像，实像射出的光线经平面镜反射后经凸透镜又成倒立、缩小的实像。【解答】解：如图，物体AB在凸透镜的二倍焦距处，得到倒立等大的实像A1B1，实像A1B1如果不用光屏呈接，空气是比较干净时，眼睛是无法看到的，但是确实是存在的，实像A1B1又在平面镜中成像，相对A1B1来讲是正立的虚像A2B2，但是相当于AB来讲是倒立的虚像。虚像A2B2是A1B1射出的光线经平面镜反射后，反射光线的反向延长线会聚形成的，反射光线好像是A2B2射出的，A2B2在凸透镜二倍焦距以外，经凸透镜折射后形成相对A2B2是倒立、缩小的实像，相对AB是正立、缩小的实像A3B3。故选：D。【点评】凸透镜成实像时，如果用光屏接能看到像，如果不用光屏接，空气又是比较干净的，眼睛是无法看到实像的，但是确实存在的，此处学生不容易理解。2（1）某兴趣小组同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验。如图1所示，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于同一高度，其目的是使像成在光屏中央。小虎将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是放大（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。（2）把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜。给“眼睛”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下近视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近（选填“远离”或“靠近”）透镜。（3）小明另取直径D均为5cm的凹透镜和凸透镜做实验。他分别将两种透镜正对太阳光，并把一张白纸放在它的下方（白纸与镜面平行）当白纸距离透镜10cm时，光通过两种透镜在白纸得到的光斑如图2甲、乙所示，测量出光斑的直径D1和D2分别为1cm和8cm，则图甲（甲/乙）中的光斑一定是光通过凸透镜在白纸上形成的，该凸透镜的焦距可能为8.3cm或12.5cm。【分析】（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、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。凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像。（2）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线错后会聚；远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，使原来会聚成像的光线提前会聚。（3）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心的距离是凸透镜的焦距。【解答】解：（1）点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心位于同一高度，像才能呈在光屏的中央位置。如图，光屏上出现像是实像，物距小于像距时，成倒立放大的实像。（2）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线错后会聚，若取下近视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，光屏上要再次得到清晰的像光屏要靠近凸透镜向左移动。（3）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，故甲图中的光斑一定是光通过凸透镜在白纸上形成的；根据题意，该凸透镜的焦距可能为=，解得：L=8.3cm；该凸透镜的焦距可能为，解得：L=2.5cm，则焦距为d=10cm+2.5cm=12.5cm。故答案为：（1）同一高度；使像成在光屏中央； 放大；（2）靠近；（3）甲；8.3；12.5。【点评】此题是探究凸透镜成像的实验。在此实验前，首先要调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使它们的高度大致在同一高度处，这样可以使像成在光屏的中央。同时考查了凸透镜成像的规律及应用，一定要掌握凸透镜成像特点与物距之间的关系。3如图所示，MN为凸透镜的主光轴，A为蜡烛，A为蜡烛在光屏上所成的像，根据凸透镜成像原理确定凸透镜的位置及其焦点，并将它们画出来。【分析】选取物体上的一点，找出其对应的像点，结合凸透镜的三条特殊光线：平行于主光轴的，过焦点的；过光心的。利用其对应的入射光线的特点，可以确定凸透镜的位置，焦点的位置【解答】解：（1）在烛焰上取一点S，在所成的像上找出其对应的像点S，连接SS，其与主光轴的交点O就是凸透镜的光心，由此可以确定凸透镜的位置；（2）过S点作平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后要过S，折射光线与主光轴的交点就是凸透镜焦点F的位置（因为平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后过焦点）；同理可以做出凸透镜左侧的焦点F如图所示：【点评】（1）此题考查了凸透镜的三条特殊光线，凸透镜的光心、焦点的定义、凸透镜成像光路图。（2）像是由物体烛焰发出的光线经过凸透镜折射会聚而成的，所以对应的物点发出的光线一定全部会聚在像点，从中取几条与焦点、凸透镜位置有关的特殊光线就可以确定焦点已经凸透镜的位置。4如图两透镜组合中有一个焦点F是重合的，请画出光线经过两透镜的光路。【分析】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】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；如下图所示：【点评】（1）凸透镜三条特殊光线的作图：通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。（2）凹透镜三条特殊光线的作图：延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。5小明用蜡烛和毛玻璃光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）测量焦距时，将凸透镜正对太阳光，移动透镜，让太阳光在白纸上会聚成一个最小、最亮的光斑，用刻度尺测量光斑到透镜中心的距离，结果为10.0cm；（2）如图所示，刚开始实验时烛焰的像只有一小部分成在光屏边缘的A处，大部分不在光屏上，产生这一现象的原因是光屏的中心蜡烛的焰心不在透镜的主光轴上。（3）当蜡烛距透镜5.0cm时，光屏上有（有/没有）烛焰经透镜折射后的光线，此时，像成在蜡烛（光屏/蜡烛）一侧。若要观察到此时的像，则眼睛要位于光屏（光屏/蜡烛）一侧。（4）小明用LED灯做成字母“F”替换蜡烛，将它放在透镜15.0cm处，在光屏上成清晰的像。小明在毛玻璃光屏后面观察物和屏上的像，他直接看到的物为“F”，则他看到屏上像的形状为；移去光屏，在光屏处，看到像的形状为。【分析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心的距离是凸透镜的焦距；（2）为了使蜡烛的像成在光屏中心，应将烛焰、透镜中心和光屏中心调节在同一高度。（3）凸透镜成像时，uf，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧。（4）毛玻璃光屏上接收到的是实像，根据透镜成像规律，实像总是倒立分析作答。【解答】解：（1）将凸透镜正对太阳，这样做是让太阳光与凸透镜的主光轴平行，调节并移动透镜，让太阳光在白纸上会聚成一个最小最亮的光斑，该光斑的位置为透镜的焦点，用刻度尺测出它到透镜中心的距离即为焦距；（2）现在烛焰的像只有一小部分成在光屏边缘的A处，造成这一现象的原因是烛焰的中心、透镜中心和光屏中心没在同一直线上；（3）当蜡烛距透镜5.0cm时，光屏上有烛焰经透镜折射后的光线，只不过这个折射光线发散，不会聚成像；凸透镜的焦距为f=10cm，当蜡烛距透镜5.0cm时，uf，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，即像