凸透镜成像规律试题及答案

凸透镜成像规律试题及答案一、选择题1.一个物体在凸透镜前20cm处时，在透镜另一侧的光屏上得到一个倒立、缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是（）A.12cmB.10cmC.9cmD.20cm答案：C解析：当物体在凸透镜前20cm处时，在透镜另一侧的光屏上得到一个倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像规律可知，此时物距大于二倍焦距，即\(u＞2f\)，\(20cm＞2f\)，解得\(f＜10cm\)，所以该凸透镜的焦距可能是9cm，答案选C。2.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：B解析：根据凸透镜成像规律，成实像时，物近像远像变大。要使光屏上清晰的像变大些，应减小物距，增大像距。所以应将蜡烛适当靠近透镜，光屏适当远离透镜，答案选B。3.把高2cm的发光棒立于焦距为5cm的凸透镜前，在凸透镜后的光屏上成了4cm高的像，物体离凸透镜的距离可能是（）A.7.5cmB.12.5cmC.4.5cmD.10cm答案：A解析：已知发光棒高\(2cm\)，在光屏上成的像高\(4cm\)，像比物体大，所以成的是倒立、放大的实像。根据凸透镜成像规律，当\(f＜u＜2f\)时，成倒立、放大的实像。已知\(f=5cm\)，则\(5cm＜u＜10cm\)，选项中只有\(7.5cm\)在此范围内，答案选A。4.某凸透镜的焦距为10cm，当物体沿主光轴从距离透镜30cm处向15cm处移动时，则（）A.像变大，像距变大B.像变小，像距变小C.像先变小后变大，像距变大D.像先变小后变大，像距变小答案：A解析：当物体沿主光轴从距离透镜30cm处向15cm处移动时，物距逐渐减小。根据凸透镜成像规律，成实像时，物距减小，像距增大，像也增大。所以像变大，像距变大，答案选A。5.一物体放在凸透镜前18cm处，在透镜另一侧20cm处成一清晰像，则此透镜的焦距（）A.一定大于20cmB.一定小于9cmC.一定在9cm到10cm之间D.一定在10cm到18cm之间答案：C解析：物体放在凸透镜前18cm处，在透镜另一侧20cm处成一清晰像，说明此时物距小于像距，成倒立、放大的实像。根据凸透镜成像规律，当\(f＜u＜2f\)，\(v＞2f\)时，成倒立、放大的实像。所以\(f＜18cm＜2f\)，解得\(9cm＜f＜18cm\)；\(20cm＞2f\)，解得\(f＜10cm\)。综合可得\(9cm＜f＜10cm\)，答案选C。二、填空题1.小明用焦距为10cm的凸透镜做实验。他点燃蜡烛，沿光具座移动光屏，发观光屏上的像不完整（如图所示），原因是烛焰、凸透镜和光屏的中心不在______。调整好后，保持透镜位置不变，当蜡烛移至45cm刻度处时，移动光屏，在光屏上______（选填“能”或“不能”）得到清晰的像。答案：同一高度；不能解析：在做凸透镜成像实验时，为了使像成在光屏的中央，烛焰、凸透镜和光屏的中心要在同一高度。已知凸透镜焦距为10cm，当蜡烛移至45cm刻度处时，物距\(u=50cm-45cm=5cm\)，\(u＜f\)，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，所以在光屏上不能得到清晰的像。2.如图所示，是探究凸透镜成像规律实验时，光屏上所得到的像。请你在图上大致画出其所对应的物体。答案：（在凸透镜左侧，主光轴下方，物体的一端在2倍焦距以外，物体的长度根据像的大小和成像规律按比例画出，物体与像关于凸透镜主光轴对称，大致形状为一个倒立的物体。由于无法实际画图，可按照此描述进行绘制）解析：根据凸透镜成像规律，成实像时，物与像关于凸透镜主光轴对称，且此时成的是倒立、缩小的实像，物距大于二倍焦距。所以物体应在凸透镜左侧，主光轴下方，且一端在2倍焦距以外，再根据像的大小和成像规律按比例画出物体的大致形状。3.小华利用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当把蜡烛放在距凸透镜15cm的位置时，得到一个倒立、______的实像。若将蜡烛向远离透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次得到清晰的像，光屏应向______（选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动。答案：放大；靠近解析：已知凸透镜焦距\(f=10cm\)，当蜡烛放在距凸透镜15cm的位置时，\(f＜u＜2f\)，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。若将蜡烛向远离透镜方向移动一段距离，物距增大，根据成实像时“物远像近像变小”的规律，像距应减小，所以光屏应向靠近透镜方向移动。4.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到一个清晰的像，则该透镜的焦距可能是______cm；若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则在光屏上______（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像。答案：7（答案不唯一，在6.25-10之间均可）；能解析：由图可知，物距\(u=25cm\)，像距\(v=20cm\)，此时成倒立、缩小的实像，所以\(u＞2f\)，\(f＜v＜2f\)，即\(25cm＞2f\)，解得\(f＜12.5cm\)；\(f＜20cm＜2f\)，解得\(10cm＞f＞10cm\)，综合可得\(10cm＞f＞6.25cm\)，所以该透镜的焦距可能是7cm（答案不唯一，在6.25-10之间均可）。根据光路可逆原理，若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则在光屏上能得到一个清晰的像。5.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所用凸透镜的焦距为10cm。他将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，其原因可能是______（写出一种即可）。答案：蜡烛在焦点以内（或烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度等）解析：在“探究凸透镜成像规律”的实验中，无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，可能的原因有：蜡烛在焦点以内，此时成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上；烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度，像不能成在光屏上；蜡烛在焦点上，此时不成像等。三、实验探究题1.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中：（1）将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为______cm。（2）如图所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在______，其目的是______。（3）当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到一个清晰的像，这个像是______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“放大”或“缩小”）的实像，生活中的______就是利用这个原理制成的。（4）若将蜡烛向左移动一段距离，为了能在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动。（5）若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置放一个近视眼镜，为了能在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动。答案：（1）15（2）同一高度；使像成在光屏的中央（3）倒立；缩小；照相机（4）左（5）右解析：（1）将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜光心的距离就是焦距，所以该凸透镜的焦距为15cm。（2）在实验中，调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏的中央，便于观察和测量。（3）由图可知，物距\(u=35cm\)，\(u＞2f\)（\(f=15cm\)），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用这个原理制成的。（4）若将蜡烛向左移动一段距离，物距增大，根据成实像时“物远像近像变小”的规律，像距应减小，所以应将光屏向左移动。（5）近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用。若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置放一个近视眼镜，光线会变得更发散，像会成在光屏的后方，为了能在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向右移动。2.在“探究凸透镜成像规律”的实验中：（1）实验前，必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到______，这样做的目的是______。（2）如图所示，当蜡烛放在光具座上的M处时，在光屏上得到一个清晰的像，这个像是______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“放大”或“缩小”）的实像，生活中的______就是利用这个原理制成的。（3）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛从M点移到N点，为了能在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动。（4）若在实验过程中，用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上所成的像______（选填“完整”或“不完整”），但像的亮度会______（选填“变亮”或“变暗”）。答案：（1）同一高度；使像成在光屏的中央（2）倒立；放大；投影仪（3）右（4）完整；变暗解析：（1）实验前，将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度，目的是使像成在光屏的中央，方便观察和测量像的大小等信息。（2）由图可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律，当\(f＜u＜2f\)，\(v＞2f\)时，成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用这个原理制成的。（3）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛从M点移到N点，物距减小，根据成实像时“物近像远像变大”的规律，像距应增大，所以应将光屏向右移动。（4）若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，物体发出的光线仍能通过凸透镜的下半部分成像，所以光屏上所成的像完整，但通过凸透镜的光线减少了，像的亮度会变暗。3.小明用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，已知凸透镜的焦距为10cm。（1）实验前，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在______，其目的是______。（2）当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到一个清晰的像，这个像是______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“放大”或“缩小”）的实像，生活中的______就是利用这个原理制成的。（3）若将蜡烛向左移动5cm，为了能在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，此时像的大小比原来的像______（选填“大”或“小”）。（4）若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置放一个远视眼镜，为了能在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动。答案：（1）同一高度；使像成在光屏的中央（2）倒立；缩小；照相机（3）左；小（4）左解析：（1）实验前调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，是为了使像成在光屏的中央，便于准确观察和测量像的相关参数。（2）由图可知，物距\(u=30cm\)，\(u＞2f\)（\(f=10cm\)），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一原理工作的。（3）若将蜡烛向左移动5cm，物距增大，根据成实像时“物远像近像变小”的规律，像距应减小，所以应将光屏向左移动，此时像的大小比原来的像小。（4）远视眼镜是凸透镜，对光线有会聚作用。若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置放一个远视眼镜，光线会提前会聚，像会成在光屏的前方，为了能在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向左移动。四、综合题1.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小聪选用了焦距为10cm的凸透镜。（1）他将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，可能的原因是什么？（写出两条）（2）调整好实验装置后，他把蜡烛放在距凸透镜18cm的位置，移动光屏，在光屏上得到一个清晰的像，这个像是______（选填“倒立”或“正立”）、______（选填“放大”或“缩小”）的实像，生活中的______就是利用这个原理制成的。（3）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛从18cm处移到25cm处，为了能在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，此时像的大小比原来的像______（选填“大”或“小”）。（4）当蜡烛移到距凸透镜5cm处时，小聪看到了一个正立、放大的像，这个像______（选填“能”或“不能”）用光屏承接，它是______（选填“实像”或“虚像”）。答案：（1）①蜡烛在焦点以内；②烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度。（2）倒立；放大；投影仪（3）靠近；小（4）不能；虚像解析：（1）在实验中无论怎样移动光屏都找不到烛焰的像，可能的原因有：一是蜡烛在焦点以内，此时成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上；二是烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度，像不能成在光屏上。（2）已知凸透镜焦距\(f=10cm\)，蜡烛放在距凸透镜18cm的位置，\(f＜u＜2f\)，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，投影仪就是利用这个原理制成的。（3）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛从18cm处移到25cm处，物距增大，根据成实像时“物远像近像变小”的规律，像距应减小，所以应将光屏向靠近凸透镜的方向移动，此时像的大小比原来的像小。（4）当蜡烛移到距凸透镜5cm处时，\(u＜f\)，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接。2.如图所示，是“探究凸透镜成像规律”的实验装置。（1）实验前，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在______，这样做的目的是______。（2）当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到一个清晰的像，这个像是______（选填“倒立”或“正立”）、_