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文档简介
专题04凸透镜成像规律1.(2023·广东·统考中考真题)小明在学习了凸透镜成像的规律后,继续深入探究,选用题表中某一规格的凸透镜做实验,调整好器材后如题图甲所示,此时烛焰在光屏上成放大的像;凸透镜编号焦距/cm直径/cm①53.5②54.5③104.5④154.5
(1)光屏上的像是实像还是虚像?;(2)一段时间后,小明发现烛焰的像如图乙所示,此时将蜡烛向调节可以使烛焰的像移到光屏中央;(3)小明选的凸透镜焦距为cm;(4)小明将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如题图所示,则小明看到的像应是(选填字母);
(5)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关;若要验证其猜想,则可在题表中选取编号为两个凸透镜进行实验验证。【答案】实像上10C①、②【详解】(1)[1]如图甲所示,物距小于像距,此时烛焰在光屏上成放大的像,为投影仪的成像原理,成倒立、放大的实像。(2)[2]一段时间后,蜡烛越烧越短,此时烛焰的像在光屏上方呈现,为了使烛焰的像移到光屏中央可以将蜡烛上移,使得烛焰,透镜的光心和光屏中央在同一水平直线上。(3)[3]由甲图可知,此时物距小于像距,为投影仪的成像原理,此时物距为15.0cm,在一倍到两倍焦距之间,像距为30.0cm,像距在两倍焦距之外,根据表格可知,小明选的凸透镜焦距为10cm。(4)[4]将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,此时物距大于像距,为照相机的成像原理,成倒立、缩小的实像,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。(5)[5]若要验证凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关,则需要控制凸透镜的焦距相等,故可在题表中选取编号为①、②两个凸透镜进行实验验证。2.(2022·广东·统考中考真题)如图所示,电子蜡烛的“烛焰”通过凸透镜在光屏上成一个清晰立的实像。利用这一成像规律可制成(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),若保持蜡烛和光屏的位置不变,仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜,此时光屏上像的大小与原来的像对比应(选填“变大”“变小”或“不变”)。【答案】倒照相机不变【详解】[1][2]由图可知,物距大于像距,即电子蜡烛位于凸透镜的二倍焦距之外,凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机的成像原理与之相同。[3]凸透镜成像性质是由物距所决定的,实验中保持蜡烛和光屏的位置不变,仅更换焦距相同、尺寸更大的凸透镜,相当于物距大小不变,此时光屏上所成像的大小不变。3.(2022·广东·统考中考真题)题22图甲为部分电磁波的频率分布示意图。(1)由图可知,紫外线(选填“是”或“不是”)电磁波。它在真空中的传播速度约为m/s。(2)下列实例中,属于紫外线应用的是(填字母)。A.遥控器控制电视
B.体检时拍X光片C.医院杀菌消毒灯
D.“测温枪”测量体温(3)少量的紫外线照射是有益的,过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光,小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用,利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。步骤一:如图乙所示,固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板,将一块大小合适的玻璃板放置在(选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域,且调整玻璃板与硬纸板平行;步骤二:打开紫外线灯,荧光物质发光;步骤三:关闭紫外线灯,荧光物质不发光;步骤四:按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜,再次打开紫外线灯,荧光物质有微弱发光。由此可推断,该防晒霜(选填“能”或“不能”)阻挡全部紫外线。【答案】是3.0×108CⅡ不能【详解】(1)[1]因为光是电磁波的一种,而紫外线又属于看不见得光,所以紫外线属于电磁波。[2]光在真空中的传播速度是3×108m/s,而紫外线属于看不见得光,所以紫外线在真空中的传播速度约为3×108m/s。(2)[3]A.遥控器是利用红外线可以进行遥控来工作的,故A不符合题意;B.拍X光片利用的是X射线,不属于紫外线,故B不符合题意;C.医院杀菌消毒灯,利用的是紫外线具有杀菌作用,故C符合题意;D.测温枪的工作原理是利用红外线的热效应,故D不符合题意。故选C。(3)[4]由题意可知,小明要检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用,因为光沿直线传播,所以应该把玻璃板放在紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板之间,观察荧光物质的发光情况;然后在玻璃板上均匀涂满防晒霜,观察荧光物质的发光情况,通过对比,得出某防晒霜对紫外线是否有阻挡作用。[5]由题意可知,在玻璃板上均匀涂满防晒霜,再次打开紫外线灯,荧光物质有微弱发光,说明仍有部分紫外线照射在荧光物质上,所以该防晒霜不能阻挡全部紫外线。4.(2021·广东·统考中考真题)(3)如图所示,蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。①根据凸透镜成像规律,在图甲中标出A所成的像A′的大致位置;②借助辅助线或光路图,在图乙中找到A所成的像A′的确切位置,保留作图痕迹。【答案】(3)①②【详解】(3)①由题意知,蜡烛与凸透镜的距离大于二倍焦距,由像距小于二倍焦距而大于一倍焦距,且烛焰中心A在主光轴上,则其像也在主光轴上,由此大致可确定像点A′,作图如下:②过A点作出烛焰在主光轴的上面部分,过烛焰的顶端作两条光线,其一平行于主光轴的入射,其折射光线过焦点,另一光线过光心O,其折射光线传播方向不改变,两光线的交点,即是烛焰顶端通过凸透镜所成的像,过此像点作主光轴的垂线,此线与主光轴的交点即为A所成的像A′的确切位置,面烛焰顶端像点与A′的连线即是烛焰上面部分所成的像,作图如下:5.(2020·广东·统考中考真题)如图所示,点燃的蜡烛及焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上,要在光屏上承接到烛焰(选填“正立”或“倒立”)、放大的清晰实像,需将光屏向(选填“左”或“右”)移动;一段时间后,蜡烛变短了,烛焰在光屏上成的像会向(选填“上”或“下”)移。【答案】倒立右上【详解】[1]由图知,物距为根据凸透镜成像的规律知,此时成倒立的、放大的实像;此时像距,应大于,故需将光屏向右移动。[3]根据凸透镜成像的规律知,蜡烛变短了,烛焰在光屏上成的像会向上移。6.(2020·广东·统考中考真题)请画出入射光线通过透镜后的折射光线.()
【答案】
【详解】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点,过光心的光线其传播方向不变;如图所示:
7.(2019·广东·中考真题)小明在用蜡烛作为光源完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,发现蜡烛火焰飘忽不定,像与物对比难判定等问题,小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列的创新.创新点如图所示:光具座上凸透镜所在位置为零刻度,数值向左、向右依次增大;在标有均匀格子的面板上制作字母“A”状LED灯替代蜡烛;光屏上标有同样的均匀格子.(1)请分析创新后实验装置的优点:①可以直接读出物距以及;②光屏上成像更清晰、;③从光屏上可以准确得出像与物的关系.(2)完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,还可以更换(或增加)实验器材进行拓展探究,请仿照示例写出两种不同方案.项目更换(或增加)实验器材及操作探究的问题示例用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分探究凸透镜没被遮挡部分的成像情况方案1①②方案2③④【答案】像距稳定大小用茶色玻璃代替凸透镜探究平面镜成像是实像还是虚像用一副近视眼镜放在LED灯与凸透镜之间探究近视眼的成因【详解】(1)①以凸透镜的位置作为零刻度,有利于直接读出物距和像距;②用LED灯替代蜡烛,有利于成像更清晰、更稳定;③使光源“A”状LED灯所在面板的格子与光屏面板的格子完全一样,有利于准确得出像与物的大小关系;(2)方案一:把凸透镜更换为茶色玻璃,可以探究平面镜成像的虚实问题;方案二:用一副近眼镜放在LED灯与凸透镜之间,可以探究近视眼的成因.1.(2023·广东广州·统考中考真题)如图,凸透镜的光心在0cm处,物体MN上M发出的光线b经过光心,M发出的光线c经过凸透镜后的光线平行于主光轴。
①画出b经过光心后的光线;②该凸透镜的焦距为cm;MN经凸透镜成的像相对于MN是(选填“放大”“缩小”“等大”)、(选填“正立”“倒立”)的像。【答案】
10缩小倒立【详解】[1]过凸透镜光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,据此画出光线b经光心后的光线,如图所示:
[2]由图可知,光线c经凸透镜折射平行于主光轴,光线c与主光轴的交点即为焦点,光心O到这一点的距离为焦距,则该凸透镜的焦距为10cm。[3]由图知,物距u=25cm,u>2f,根据凸透镜成像规律可知此时成倒立缩小的实像,即物体MN经凸透镜成的像相对于物是缩小的倒立的。2.(2022·广东广州·统考中考真题)如图,凸透镜的焦点为F,光心为O。①在图中画出S点发出的光线a经过透镜光心后的光线②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,在图中画出上述光路。【答案】【详解】[1][2]过光心的光线,经透镜后传播方向不改变,如图。S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,故它的入射光线一定过焦点,如图:3.(2021·广东广州·统考中考真题)(2)如图,来自物体MN的三束光线a、b、c平行于主光轴,O是透镜的光心,a经过透镜后的光线过主光轴的一点;①在图中画出b、c经透镜后的光线;②MN经透镜所成像的性质是(选填“倒立缩小的实像”“倒立放大的实像”或“正立放大的虚像”);③若透镜不动,物体MN往透镜方向移动2cm,则a经过透镜后的光线过主光轴的点(选填“向左移动”“向右移动”或“不动”)。【答案】倒立放大的实像不动【详解】(2)[2]平行主光轴的光线必然过焦点,从a经过透镜后的光线过主光轴的一点,说明此点为焦点,故连接b光线与凸透镜的折射点和焦点,并标上向下的箭头即为b的折射光线,同理画出c的折射光线,故如下图所示:[3][4]如图所示,焦距为10cm,此时物体在一倍焦距和两倍焦距之间,故成的是倒立的放大的实像;物体MN往透镜方向移动2cm,物体靠近,由于平行主光轴的光线必然过焦点,焦距不变,焦点的位置不变,故a经过透镜后的光线过主光轴的点不动。4.(2020·广东广州·统考中考真题)(2)如图所示物体MN放在凸透镜前,0cm处为凸透镜光心,M点发出的光线a平行于主光轴;①凸透镜的焦距为cm;②画出光线b经光心后的光线;③物体MN经凸透镜成的像相对于物是(选填“放大”“等大”“缩小”)的;④要使光线a经凸透镜后的光线经过K点,应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动?【答案】3.0缩小水平向左【详解】(2)①[2]由图可知,平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,故凸透镜的焦距为3.0cm。②[3]光线b经光心后的光线传播方向不改变,如图所示:③[4]由图可知,凸透镜的焦距为3.0cm,则物体MN在2倍焦距以外,故成倒立缩小的实像。④[5]要使光线a经凸透镜后的光线经过K点,应使凸透镜沿主光轴水平向左移动,如图所示:5.(2019·广东广州·中考真题)图为某望远镜内部部分光路图,物镜是凸进镜,O为光心,F为物镜焦点,焦距为500mm.(1)在图中画出光线a、b经物镜折射前的入射光线.()(2)目镜是透镜(选填“凹”、“凸“).(3)用此望远镜观测月球时,月球经物镜成一个(选填“倒立”、“正立“)(选填“放大”、“等大”“缩小”)的像.【答案】凹倒立缩小【详解】(1)由凸透镜的三条特殊光线得,过光心的光线传播方向不改变,经过焦点的光线经凸透镜折射后平行主光轴射出,据此即可作出光线a、b经物镜折射前的入射光线,如图所示;;(2)由图知,目镜对光线a、b有发散作用,说明目镜是凹透镜;(3)用此望远镜观测月球时,由于物距u>2f,所以月球经物镜成一个倒立、缩小的实像.1.(2023·广东深圳·统考中考真题)画出两条光线经透镜折射后的光路。
【答案】
【详解】由于凸透镜能将平行光会聚到焦点上,所以平行于主光轴的光,经过凸透镜折射,经过焦点;经过光心的光,不发生折射,沿原来的传播方向传播,如下图所示:
2.(2021·广东深圳·统考中考真题)(二)在探究“凸透镜成像规律”的实验中(1)当透镜移至如图甲所示位置时,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距是cm;(2)若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示,想得到一个倒立等大的实像,那么需要将光源向移动(选填“左”或“右”),除了要将光源移动以外,还需要将光屏凸透镜(选填“靠近”或“远离”)。【答案】8.0右靠近【详解】(1)[4]从图甲可以看到,透镜左边是平行于主光轴的光,透镜移至如图甲所示位置时,光屏上出现一个最小最亮的光斑,那么这个光斑所在的位置就是透镜焦点所在的位置,透镜对应的位置是10.0cm,光屏对应的位置是18.0cm,那么焦距该凸透镜的焦距是8.0cm。(2)[5][6]若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示,可看到物距是20.0cm,像距是20.0cm,由[4]可知该凸透镜的焦距是8.0cm,想得到一个倒立等大的实像,根据凸透镜的成像规律可知,物距应该等于两倍焦距,即是物距是16.0cm,像距也是等于两倍焦距,像距是16.0cm,从图乙可以看到,这时光源要向右移动,到达34.0cm的位置,这时物距才是16.0cm,除了要将光源移动以外,还需要将光屏靠近凸透镜,到达66.0cm的位置,这时像距才是16.0cm。3.(2019·广东深圳·中考真题)下列与照相机成像原理相同的设备是(
)A.放大镜 B.近视眼镜 C.监控摄像头 D.投影仪【答案】C【详解】根据凸透镜成像特点,当物距大于两倍焦距时,凸透镜能够成倒立缩小的实像为照相机原理.A.放大镜是利用凸透镜成正立放大虚像的原理,故A错误;B.近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用,故B错误;C.监控摄像头是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理,故C正确;D.投影仪是利用凸透镜成倒立放大实像的原理,故D错误.一、单选题1.(2023·广东·广东实验中学校考二模)清晨,太阳从东方冉冉升起,云缝中射出道道霞光,它让我们的大千世界五彩缤纷,让我们的世界拥有了无穷奥妙。下列对光的世界的探究中,结论正确的是()A.甲图,通过注入气泡的水球,我们看到太空授课的王亚平成“一正一倒”两个像,其中正立的是虚像,倒立的是实像B.乙图,央视春晚节目舞蹈诗剧《只此青绿》的临水起舞画面中,舞者在舞台上的“倒影”和小孔成像的原理相同C.丙图,光源经凸透镜在光屏上成一清晰的像,此时飞来一只小虫落在凸透镜上,则光屏上光源的像不完整D.丁图,小薇按照图示将眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上清晰的像变模糊,只将光屏靠近凸透镜时,又能在光屏上看到清晰的像,则该眼镜是近视眼镜【答案】A【详解】A.甲图中,将气泡注入水球,水球中间部分中间薄边缘厚,相当于凹透镜,此时凹透镜成正立的虚像;水球的周围部分中间厚边缘薄,相当与凸透镜,此时成倒立的实像,因此我们能看到太空授课的王亚平成“一正一倒”两个像,其中正立的是虚像,倒立的是实像,故A正确;B.乙图中,舞者在舞台上的“倒影”属于平面镜成像,是光的反射形成的,小孔成像是由光的直线传播形成的,两者的成像原理不同,故B错误;C.丙图中,小虫落在凸透镜上,此时小虫在凸透镜的焦点以内,在光屏上不能成像,小虫挡住了部分成像的光线,但是其余的光线仍能使物体成完整的像,由于成像光线变少,光屏上的像会变暗,故C错误;D.丁图中,将光屏靠近凸透镜时,又能在光屏上看到清晰的像,说明此时所成清晰像的像距变小了,则所放透镜对光的会聚能力增强,因此在蜡烛与凸透镜之间放的是一个会聚透镜,远视眼镜是凸透镜,对光具有会聚作用,因此应是远视眼镜,故D错误。故选A。2.(2023·广东佛山·佛山市南海区南海执信中学校考三模)夏天清辰,在公园经常看到如图所示的植物叶上有品堂剔透的露珠,通过露珠可以看到清的叶脉,下列说法中正确的是()
A.露珠是熔化形成的B.露珠的形成需要吸热C.看到的“叶脉”是倒立、放大的实像D.看到的“叶脉”是正立,放大的虚像【答案】D【详解】AB.露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化放热,故AB错误;CD.露珠呈球形,此时的露珠相当于凸透镜,起放大镜的作用,成的是正立、放大的虚像,故D正确,故C错误。故选D。3.(2023·广东深圳·深圳中学校考模拟预测)如图是小明在探究“凸透镜成像规律”的实验,图中甲为蜡烛,乙为蜡烛通过凸透镜后在光屏上所成的像,丙图中F为凸透镜的焦点,2f为2倍焦距处。甲可能放在丙图中的位置是()
A.a点处 B.b点处 C.2f处 D.F处【答案】B【详解】由图甲、乙知凸透镜成倒立放大的实像,此时物体放在大于一倍焦距小于二倍焦距处,即b处,故B符合题意;ACD不符合题意。故选B。二、填空题4.(2023·广东珠海·珠海市第九中学校考一模)疫情期间,同学们大量使用手机、平板和电脑等设备上网课,长时间盯着屏幕,容易导致视力下降,患上近视眼;图中(选填“甲”或“乙”)是近视眼的光路示意图,近视眼应配戴透镜(选填“凸”或“凹”)制成的眼镜来矫正,此透镜对光有(选填“发散”或“会聚”)作用。【答案】乙凹发散【详解】[1]由乙图知,眼睛看远处的物体,像成在视网膜的前方,说明晶状体对光的折射能力变强,是近视眼的成因,故图中乙是近视眼的光路示意图。[2][3]凹透镜对光线有发散作用,使像推迟会聚在视网膜上,所以近视眼配戴凹透镜来矫正。5.(2023·广东中山·中山市华侨中学校考三模)如图所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的倒立、的实像(选填“缩小”、“等大”或“放大”),此实验现象与(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的成像原理相同。保持透镜位置不变,将蜡烛向左移,光屏必须向(选填“左”或“右”)移动,才能再次呈现清晰的实像。
【答案】缩小照相机左【详解】[1][2]如图所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的实像,此时物距大于像距,在光屏上成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的。[3]保持透镜位置不变,将蜡烛向左移,此时物距增大,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,光屏必须向左移动,才能再次呈现清晰的实像。6.(2023·广东广州·铁一中学校考二模)图是小兰看近处物体时的眼睛成像示意图,其眼睛是(选填“正常眼”“近视眼”“远视眼”),小兰为了矫正视力,需佩戴(选填“凸”“凹”)透镜,与图中的甲透镜对光的作用(选填“相同”“不同”)。若用小兰选的镜片观察图中的蜻蜓标本,可以看到图中哪些像?(选填序号)【答案】远视眼凸透镜不同①②【详解】[1][2][3]图是小兰看近处物体时的眼睛成像示意图,因像成在视网膜的的后面,其眼睛是远视眼,小兰为了矫正视力,需佩戴凸透镜(对光有会聚使用),图中的甲透镜对光有发散作用,故与图中的甲透镜对光的作用不同。[4]若用小兰选的镜片为凸透镜,可成倒立放大的实像、正立放大的虚像、倒立缩小的实像,观察图中的蜻蜓标本,可以看到图中的像为①②(不能成正立缩小的实像)。7.(2023·广东珠海·珠海市紫荆中学桃园校区校考三模)如图所示,小明透过水滴状的鱼肝油胶囊观察积木,发现上面的数字“9”变成了“6”,则此像是(选填“虚”或“实”)像,与该成像原理相同的光学仪器是,若想让“6”变大一些,可将积木与胶囊的距离(选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】实照相机减小【详解】[1][2]由图可知,水滴状的鱼肝油胶囊相当于凸透镜,上面的数字“9”变成了“6”,像与物上、下、左、右均颠倒,根据凸透镜成像规律知,倒立缩小的应是实像;与该成像原理相同的光学仪器是照相机。[3]根据凸透镜成像规律知,若想让“6”变大一些,可以适当减小物距,即减小积木和胶囊的距离。8.(2023·广东广州·执信中学校考二模)物体AB上一点发出的光线a、b如图所示,其中光线a平行于主光轴AA′,O为透镜的光心,光线a经透镜折射后的光线已画出,请画出光线b的折射光线;这时,物体AB的像是。A、倒立放大的实像B、倒立缩小的实像C、倒立等大的实像D、正立放大的虚像
【答案】
B【详解】[1]根据光线a平行于主光轴AA′,折射光过焦点,则焦距是2cm,说明光线b恰好经过左侧的焦点,因而折射光平行于主轴,画图如下:
[2]如图,由于物体在2倍焦距以外,根据凸透镜成像规律,物体经凸透镜折射后,成倒立、缩小的实像,故选B。9.(2023·广东江门·鹤山市沙坪中学校考二模)在探究凸透镜成像的规律时,实验室应保持较的环境(填“亮”或“暗”),为了判断光屏上的像是否最清晰,需要移动光屏,观察像是否变模糊。如图所示位置光屏上成清晰的像,则像的大小比烛焰。【答案】暗左右小范围大【详解】[1]实验时为了使实验效果更明显,最好在光线较暗的环境中进行,便于观察成像。[2]为了判断光屏上的像是否最清晰,需要将光屏左右小范围内移动,以改变光屏到凸透镜的距离,进行观察像是否变模糊。[3]图示位置,物距小于像距,根据凸透镜成像特点可知,此时成倒立、放大的实像,所以像的大小比烛焰大。三、作图题10.(2023·广东珠海·珠海市紫荆中学桃园校区校考三模)如图所示,请作出水中大致的入射光线和经过凹透镜后的折射光线。
【答案】
【详解】先过折射点O画出法线,在法线左侧的水中,根据折射角大于入射角画出入射光线;延长线通过凹透镜另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴射出,如图所示:
11.(2023·广东东莞·东莞市中堂中学校考二模)如图所示,MN是凸透镜的主光轴,F是凸透镜的焦点,OA是主光轴上的点光源S发出的光经过平面镜后的反射光线。(1)请做出OA的入射光线和点光源S;(2)请做出OA经过透镜后的折射光线。【答案】【详解】过反射点O垂直于镜面作出法线,根据反射光线与入射光线分居法线两侧、反射角等于入射角,在法线左侧作出入射光线,交主光轴MN于点S,即为光源S;对于凸透镜,过焦点的光线经凸透镜折射后,其折射光线平行于主光轴;如下图所示:12.(2023·广东江门·江门市第二中学校考二模)如图所示,F为凹透镜的焦点,OO'为凹透镜的主光轴,AB为经凹透镜折射后的一条平行于主光轴的光线,在凹透镜的右侧有一平面镜NM,它与主光轴OO'成60°角,请画出这条折射光线对应的入射光线和经平面镜反射后的反射光线。【答案】【详解】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,由此画出折射光线AB的入射光线;AB射到平面镜上,先作出垂直于平面镜的法线,AB与平面镜夹角60°,则入射角为90°-60°=30°根据反射角等于入射角在法线的另一侧画出反射光线,反射光线与平面镜夹角也是60°,如图所示:四、实验题13.(2023·广东东莞·可园中学校考一模)小明把自己的边视眼镜和同学晓宇的眼镜都放在桌面的书上,透过眼镜看到了不同的像,如图甲、乙所示,结合透镜相关知识,他思考以下问题。(1)图(选填“甲”或“乙”)是小明的近视眼镜,该眼镜对光线具有作用;(2)小明在桌子上点燃蜡烛,手持图甲所示眼镜在蜡烛和白墙之间移动直到在墙上成清晰的像,位置如图丙所示,此时像是(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,这一成像规律可应用于(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);(3)实验中,有一只小虫落到了镜片上,则在白墙上蜡烛的像是(选填“完整的”或“不完整的”);(4)小明再将一凸透镜放置在蜡烛和眼镜之间,成像变模糊,不改变凸透镜和眼镜的位置,若还要在白墙上再次成清晰的像,可采取的操作是。【答案】乙发散放大投影仪完整的将蜡烛靠近眼镜【详解】(1)[1][2]由图可知,透过甲镜片能看到放大的像,所以甲是放大镜,即凸透镜;透过乙镜片能看到缩小的像,所以乙是凹透镜。由于近视眼镜是凹透镜,所以乙是小明的近视眼镜,凹透镜对光具有发散作用。(2)[3][4]由于甲是凸透镜,能在墙上成倒立的实像,观察蜡烛和凸透镜的位置发现,物距小,像距大,所以物距在一倍焦距到二倍焦距之间,像距大于二倍焦距,成倒立、放大的实像,投影仪就是利用这一成像规律。(3)[5]有一只小虫落到了镜片上,则小虫离镜片的距离小于一倍焦距,小虫不会在白墙上成像,故不影响蜡烛在白墙上成的像,即烛焰成的像是完整的;但小虫挡住了蜡烛的部分光,透过凸透镜的光线减少,所以烛焰的像会变暗。(4)[6]将一凸透镜放置在蜡烛和眼镜之间,则聚光能力变强,焦距变短,所以像会成在墙的前面,为了白墙上再次成清晰的像,蜡烛的像应向右移,由物近像远像变大可知,应将蜡烛靠近眼镜。14.(2023·广东东莞·虎门五中校考一模)小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中。(1)测量凸透镜焦距时,小明将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为cm;(2)然后将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致在;(3)再将点燃的蜡烛移到10cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到在光屏上得到一个倒立、(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;生活中(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理来工作的;(4)在如图乙所示的实验基础上,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移动到35cm刻度线处,要想在光屏上再次成清晰的像,应将光屏向(选填“左”或“右”)移动适当的距离,在光屏上的像将(选填“变大”、“变小”或“不变”);(5)在如图乙所示的实验中,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,如图丙所示,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏靠近凸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(选填“近视”或“远视”)眼镜。【答案】10.0同一高度缩小照相机右变大远视【详解】(1)[1]由图甲中,平行光线经凸透镜后会聚到一点,当光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,所以焦距(2)[2]蜡烛烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,位于凸透镜的主光轴上,像才能呈在光屏的中心。(3)[3]凸透镜焦距为10.0cm,将点燃的蜡烛移到标尺10cm处,物距此时成倒立、缩小的实像。[4]生活中照相机就是利用这一成像原理来工作的。(4)[5][6]保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移动到35cm刻度线处,物距变小,像距变大,所以光屏应该向右移动,此时所成的像将变大。(5)[7]在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,说明该镜片把光线会聚了,凸透镜对光线有会聚作用,凸透镜可以矫正远视眼。15.(2023·广东东莞·湖景中学校考一模)小明用同一个凸透镜进行探究活动。(1)当F型光源、凸透镜(左表面为平面)和光屏按图甲放置,光屏上得到光源清晰的像,此透镜的焦距f为cm;(2)接着把F型光源向左移到P点,此时应把光屏向移动才能找到清晰的像。像偏在光屏的上方,若要使像成在光屏的中央,应将F型光源适当向(选填“上”或“下”)调节;(3)光源F放在35cm处,凸透镜固定在光具座50cm刻度线上,如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,则光屏上所成的像是;当F型光源从光具座30cm刻度线处以4cm/s的速度匀速向右移动但没有到达40cm刻度线的过程中,则像移动的速度4cm/s(选填“>”或“<”或“=”);(4)小江同学将自己的近视眼镜放在透镜前,通过来回调节光源和光屏的位置,在光屏上找到了一个清晰的像,若此时撤去近视眼镜,保持光屏和透镜位置不变,则光源应向透镜(选填“靠近”或“远离”)方向移动才能再次在光屏上找到清晰的像。【答案】10.0左上D>靠近【详解】(1)[1]如图甲,此时u=v=2f=20.0cm所以f=10.0cm。(2)[2]把F型光源向左移到P点,此时u=29.0cm>2f根据凸透镜成像特点可知f<v<2f应把光屏向左移动才能找到清晰的像。[3]凸透镜成实像时,像是倒立的,所以若要使像成在光屏的中央,像应向下移动,则应将F型光源适当向上调节。(3)[4]光源F放在35cm处,则物距u=50.0cm-35.0cm=15.0cm>2f成倒立、放大的实像;遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,透过凸透镜的光线减少,但所成的实像仍然是完整的,所以所成的像是D。[5]当F型光源从光具座30cm刻度线处以4cm/s的速度匀速向右移动但没有到达40cm刻度线的过程中,即此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间移动,则像在二倍焦距以外移动,像移动的速度大于物体移动的速度,则像移动的速度大于4cm/s。(4)[6]近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,撤去近视镜,光源所成的实像会靠近凸透镜,保持光屏和透镜位置不变,要再次在光屏上找到清晰的像,需要使像远离凸透镜回到光屏上,根据凸透镜成像特点可知,光源应向靠近凸透镜方向移动。16.(2023·广东珠海·珠海市紫荆中学桃园校区校考三模)在做“探究凸透镜成像的规律”实验中,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点
(1)如图甲所示,让一束平行光正对着凸透镜,移动光屏,直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为cm;
(2)如图乙所示,当把蜡烛放在图乙所示位置时,移动光屏,在光屏上能成倒立、(选填“缩小”“等大”或“放大”)的实像,生活中的就是利用这个原理制成的;
(3)如果保持光屏的位置不变,把蜡烛向左移动一小段距离时,要想在光屏上得到清晰的像,应该在凸透镜和蜡烛之间放置一个焦距适当的(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)(4)实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,所成的像逐渐(选填“变大”或“变小”)物距u随时间t的变化图象如图丙所示,则像距v与t的大致变化关系为丁图中的(选填字母)。
A.
B.
C.
D.
【答案】10.0缩小照相机近视眼镜变小C【详解】(1)[1]让一束平行光正对着凸透镜,移动光屏,直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,光斑的位置是凸透镜焦点的位置,焦点到凸透镜光心的距离为焦距,由图可知,焦距为f=40.0cm-30.0cm=10.0cm(2)[2][3]由图可知,物距是45.0cm-15.0cm=30.0cm物距大于2倍焦距,成倒立缩小的实像,照相机应用此原理制成的。(3)[4]把蜡烛向左移动一小段距离时,物距变大,像距变小,像靠近凸透镜,为使像能成在光屏上,应在蜡烛和凸透镜之间放一块适当的凹透镜对光线进行发散,近视眼镜是凹透镜制成的。(4)[5]实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,凸透镜成实像,物距增大,像距减小,像减小,所以所成的像逐渐减小。[6]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v>2f到f<v<2f,但像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距。故选C。17.(2023·广东汕头·林百欣中学校考三模)某物理兴趣小组的同学在探究“凸透镜成像规律”。(1)由图甲可知该凸透镜的焦距为cm。(2)某次实验中烛焰和透镜位置如图乙所示,移动光屏(选填“能”或“不能”)得到清晰的像,生活中(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)的原理与此类似。(3)某次实验一同学将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,又能在光屏上看到烛焰清晰的像。【答案】10.0不能放大镜远离【详解】(1)[1]凸透镜的焦距是使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离,此时光屏到凸透镜的距离为焦距,焦距的大小为(2)[2][3]某次实验中烛焰和透镜位置如图乙所示,烛焰处于凸透镜的一倍焦距以内,成的是正立、放大的虚像,虚像不能用光屏来承接,所以移动光屏不能得到清晰的像,生活中放大镜的原理与此类似。(3)[4]某次实验一同学将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,因为近视眼镜是凹透镜,会将光线发散,能使像成的光屏的后面,所以应该将光屏向后移动,远离凸透镜,才能在光屏上看到烛焰清晰的像。18.(2023·广东汕头·广东省汕头市聿怀初级中学校考三模)在探究“凸透镜成像规律”的实验中:(1)如图甲,小雯利用太阳光测量凸透镜的焦距,下列操作最合理的是;
(2)凸透镜等器材按图乙所示的位置摆放时,恰好在光屏上成清晰的像,此时成像情况与(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的原理相同。保持蜡烛和光屏的位置不变,移动凸透镜到cm刻度线处光屏上也能成清晰的像。再将凸透镜移到某位置时,无论怎样移动光屏,光屏上始终有一个大小不变的圆形光斑,原因是;(3)在图乙中的光具座上45cm刻度线处放置一个凹透镜(图中未画出),这时需要将光屏向(选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像,(选填“近视”或“远视”)眼矫正原理与此相同。【答案】C照相机30物距等于焦距右近视【详解】(1)[1]利用太阳光测量凸透镜焦距,应让凸透镜正对太阳光,白纸应与凸透镜平行,来回移动透镜,找到最小最亮的光斑,光斑到透镜中心的距离即为焦距,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。(2)[2]光屏上呈现清晰的像,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,成像原理与其相同的是照相机。[3]保持蜡烛和光屏的位置不变,移动凸透镜到刻度线处时,此时的物距为原来的像距,根据光路可逆可知,光屏上也能成清晰的像[4]无论如何移动光屏,光屏上始终呈现出一个大小不变的光斑,这表明折射光线是平行于主光轴的光线,根据光路可逆可知,平行于主光轴的光线经过凸透镜后会会聚到焦点,即此时的物距等于焦距.(3)[5]凹透镜对光线有发散作用,靠近凸透镜时,使光线发散,像会聚在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要向右移动,远离凸透镜,近视眼矫正原理与这个相同。19.(2023·广东江门·江门市第二中学校考二模)小明和同组同学在“探究凸透镜成像规律”实验中:
(1)如图甲所示,实验前应调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心位于上,此时在光屏上所成的清晰像是倒立(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;(2)当光屏上呈现清晰的像时,不改变如图甲所示蜡烛和透镜位置:①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜再次实验,光屏上所成的像与原来相比(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了;②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距较小的凸透镜再次实验,应将光屏向(选填“左”或“右”)移动才能得到清晰的像;(3)小明利用同一凸透镜,测了多组物距u和像距v的数据,并作出物距u的倒数和像距v的倒数关系图像如图乙所示,则该凸透镜焦距为cm;(4)另一小组同学在凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变时,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像,且甲处的像比乙处大,则以下四个选项中()是正确的。(填序号)
A.P点位置在乙的右侧
B.蜡烛的移动方向向左C.甲处可能成的是虚像
D.乙处可能成的是放大的【答案】主光轴放大变暗左10AD【详解】(1)[1][2]本实验前,应将烛焰、光屏和凸透镜的中心调节到同一高度,使他们的中心位于主光轴上,烛焰所成的像才能成在光屏中央。[2]由图甲知,蜡烛与透镜的距离小于光屏到透镜的距离,即物距小于像距,在光屏上成倒立放大的实像。(2)[3]图甲中,蜡烛和透镜的位置不变,凸透镜换成焦距不变,镜面较小的,则通过凸透镜的光线变少,成像亮度变暗,物距、像距不变,凸透镜的焦距不变,所成的像的性质不变。[4]将凸透镜换成镜面大小相同、焦距较小的凸透镜,此凸透镜的聚光能力变强,蜡烛的位置不变时,蜡烛射向凸透镜的光线的会聚点靠近凸透镜,即像距变小,所以应将光屏向左移动,才能再次在光屏上得到清晰的像。(3)[5]由图像可知物距等于像距时故u=v=0.2m=20cm=2f物距等于(4)[6]由题意可知,光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像,且甲处的像比乙处大,根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知,像在不断的靠近凸透镜,因此凸透镜在乙的右侧,蜡烛在凸透镜的右侧,此时蜡烛在远离凸透镜,因此蜡烛向右移动;由于题干中未告诉凸透镜的焦距,故乙处成的可能是缩小的像,也可能是放大的像,还可能是等大的像;甲处像成在光屏上,成的是实像,故BC错误,AD正确。故选AD。五、综合题20.(2023·广东东莞·东莞市厚街海月学校校考模拟预测)阅读短文,回答问题。数码相机数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品,它集成了影像信息的转换、存储和传
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