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一、初中物理凸透镜成像规律
1.如图所示,在“用‘凸透镜’观测周围景物”活动中,小科将印有绿色环境保护标志“”纸固定在墙上,再将一只装有水圆柱形玻璃杯移到标志正前方,然后变化破璃杯与标志之间距离。小科站立时透过玻璃杯和水观测。下图象中,不也许看到是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于装有水圆柱形玻璃杯,中间厚边缘薄,相称于柱形凸透镜,因此成像时左右颠倒,上下不变。当物距不不小于焦距时,成正立放大虚像,即左右变大,上下不变,故A也许出现,不符合题意;
B.当物距不小于焦距不不小于二倍焦距时,成倒立、放大实像,即左右颠倒变大,上下不变,故B也许出现,不符合题意;
C.柱形凸透镜成像时左右颠倒,上下不变,不也许出现左右和上下都颠倒像,故C不也许出现,C符合题意;
D.当物距不小于二倍焦距时,成倒立、缩小实像,左右颠倒变小,上下不变,故D也许出现,不符合题意。
故选C。
2.近视人,戴上近视眼镜,从合适角度仔细观测镜面,可以看到放大了自已眼睛、睫毛和汗毛孔等,这是( )
A.凹透镜成像 B.凸透镜成像
C.凹面镜成像 D.凸面镜成像
【答案】C
【解析】
【详解】
AB.眼睛和睫毛都在镜子同侧,因此看到像应当是面镜形成,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,在眼睛一侧镜面相称于一种凹面镜,当物距不不小于焦距时成正立、放大虚像.符合题意.
D.凸面镜成正立、缩小虚像.不符合题意.
3.在“探究凸透镜成像规律”试验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成 一种清晰像,则下列说法对是( )
A.运用了这一原理制成了摄影机
B.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰像,且像逐渐变大
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏位置互换,会在光屏上成一种清晰倒立、缩小像
D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在 45 cm 刻度线处,合适移动光屏也能得到一种清晰像
【答案】C
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,蜡烛物距,像距,可知,而摄影机是,A错误;
B.根据凸透镜成像规律可知,若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰像,像是逐渐变小,B错误;
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏位置互换,根据光路可逆性,会在光屏上成一种清晰倒立、缩小像,C对;
D.由题意可知,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45 cm刻度线处,此时,,会成正立放大虚像,合适移动光屏是不能得到清晰像,D错误.
4.用摄影机拍摄水池底部物体时,若保持摄影机位置不变,比较池中有水和无水两种状况(假设两种状况下,人眼看到物体等大),则有水时( )
A.暗箱应略短某些,得到像会略大些 B.暗箱应略长某些,得到像会略大些
C.暗箱应略短某些,得到像会略小些 D.暗箱应略长某些,得到像会略小些
【答案】B
【解析】
【详解】
摄影机是运用凸透镜成像原理工作。当无水时物体在光屏(暗箱)上形成一种倒立、缩小实像,当有水时,由于光折射,物体感觉变浅,相称于靠近凸透镜,根据“物近像远像变大”原则,在暗箱上得到像会比本来像略大某些。
故B对。
5.把蜡烛放在凸透镜前30cm处,光屏上可接受到倒立等大实像,若把蜡烛向远离凸透镜方向移动5 cm,并移动光屏,在光屏上可以看到
A.倒立缩小实像 B.倒立放大实像
C.正立放大虚像 D.倒立等大实像
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
凸透镜成倒立等大实像时,物距等于二倍焦距,因此可知凸透镜焦距应是15cm,此时把蜡烛向远离凸透镜方向移动5 cm,物距变为35cm,物体处在二倍焦距以外,所成像是倒立缩小实像,此时应用是摄影机,故应选A.
6.某同学将物体放在凸透镜前不一样位置,依次得到倒立放大像和倒立缩小像,测得像距分别为26厘米和16厘米,则该透镜焦距f为( )
A.6厘米<f<10厘米 B.8厘米<f<13厘米
C.13厘米<f<16厘米 D.16厘米<f<26厘米
【答案】B
【解析】
【详解】
根据题意,当凸透镜成倒立放大像时,像位于二倍焦距以外,即,代入数据得:
解得:
当凸透镜成倒立,缩小像时,像位于一倍焦距和二倍焦距之间,即,代入数据得:
解得:
因此
故选B。
7.在探究凸透镜成像规律试验中,小欢同学先将点燃蜡烛放在凸透镜左侧某一位置,把光屏放在凸透镜右侧,然后移动光屏,恰好在凸透镜右侧26cm处光屏上出现一种倒立缩小像,则( )
A.焦距也许是8cm
B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大实像
C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜过程中,像大小会变小
D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,所成像也会往右移动,且移动距离不不小于2f
【答案】C
【解析】
【详解】
A.根据凸透镜成像规律可知,在光屏上出现一种倒立缩小像,那么像距符合关系式,由于,因此,可解得
因此焦距不也许是8cm,A项不合题意;
B.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时,由于,这时物距不不小于一倍焦距,在凸透镜右侧是不能成像,B项不合题意;
C.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜过程中,根据凸透镜动态成像规律可知,像大小会变小,选项C符合题意;
D.若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处,然后把凸透镜往右移动2f,这个过程分两个阶段,物距还在不不小于一倍焦距时,所成虚像往左移动到无穷远处,当物距不小于一倍焦距后,会成实像,所成实像会从右端无穷远处往左移动,D项不合题意。
8.如图所示,竖直放置不透光物体 (足够大)中紧密嵌有一凸透镜,透镜左侧两倍焦距处,有一种与主光轴垂直物体AB,在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN,镜面与凸透镜主光轴垂直,B、N两点都在主光轴上,AB与MN高度相等,且与透镜上半部分等高.遮住透镜下半部分,则该光具组中,物体AB成像状况是( )
A.两个实像,一种虚像 B.一种实像,两个虚像
C.只有一种虚像 D.只有一种实像
【答案】D
【解析】
【详解】
①按题意,AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一种倒立等大实像.
②由于成像后光线是射向右下方,因此不能在平面镜上成像(平面镜只在主光轴上方),因此只能成一种实像.
③假如平面镜足够大,则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一种倒立等大实像”又会在平面镜上成一种等大虚像,平面像反射后光线又会经凸透镜成一种缩小倒立实像(成在凸透镜左侧f与2f之间.此时相称于物距为4f.当然,也要满足凸透镜是足够大了才有此种状况).
故选D.
【点睛】
此题重要考察凸透镜成像规律及其应用,此题突破点是,AB只有在主光轴上那点折射后入MN,其他均没有,故只有一种实像.
9.小明和小红用焦距相等相似摄影机对小强同学拍照,洗出底片分别为图中甲和乙,则
A.小红离小强距离近
B.小明和小红离小强距离相似
C.小红要使底片上像与小明同样大,小红移动位置后,再减小镜头对底片距离
D.小红要使底片上像与小明同样大,小红移动位置后,再增大镜头究竟片距离
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由图知,小红拍像比小明拍像小,根据凸透镜成像规律,成像越小,此时物距越大,像距越小.因此小红拍摄时,相机与物体距离较大.即小明离小强同学距离近,小红离小强同学距离远;因此选项AB是错误;有凸透镜成像规律知,小红要使底片上像与小明拍同样大,小红移动位置后,再增大镜头究竟片距离即可,即镜头要往前伸,小明要使底片上像与小红同样大,小明移动位置后,镜头要往后缩.
因此选项C错误,D对.故选D.
【点睛】
要处理此题,除了要懂得摄影机是根据凸透镜成像原理制成和需要掌握凸透镜成像规律.还要懂得成实像时动态变化规律是:物近像远像变大,物远像近像变小.
10.下列有关光学知识说法中,对是
A.老花镜是运用凹透镜对光发散作用使物体像成在视网膜上
B.近视镜是运用凹透镜对光发散作用使物体像成在视网膜上
C.摄影机运用凸透镜成正立、缩小实像原理制成
D.放大镜运用凸透镜成正立、放大实像原理制成
【答案】B
【解析】
A. 老花镜是凸透镜,因此老花镜是运用凸透镜对光会聚作用使物体像成在视网膜上,故A错误;B. 近视镜是凹透镜,因此近视镜是运用凹透镜对光发散作用使物体像成在视网膜上,故B对;C. 摄影机拍照时,物体到透镜距离不小于二倍焦距,成倒立、缩小实像,故C错误;D. 放大镜使用时,物体到透镜距离不不小于一倍焦距,成正立、放大虚像,故D错误.故选B.
11.在探究凸透镜成像规律试验中,蜡烛、凸透镜、光屏位置如图所示,烛焰恰好在光屏上成清晰像,下列说法对是 ( )
A.该凸透镜焦距是 30cm
B.换成焦距为 10cm 凸透镜,在蜡烛和光屏不动状况下,凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动,在光屏上可以得到两次清晰倒立像
C.在凸透镜左侧放一凹透镜,将光屏向右移动还能接受到清晰像
D.凸透镜与蜡烛不动,去掉光屏,人眼在 100cm 处能看到蜡烛像
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,此时蜡烛到凸透镜距离等于光屏到凸透镜距离,在光屏上恰能成清晰像,则此时物距等于像距等于二倍焦距,成倒立等大实像,则
则焦距为15cm,故A项错误;
B.换成焦距为10cm凸透镜,在蜡烛和光屏不动状况下,凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动,当蜡烛到凸透镜距离在10cm~20cm之间时,光屏到凸透镜距离在50cm~40cm,移动凸透镜在合适位置能成清晰像,由光路可逆原理可知,光屏距离凸透镜10cm~20cm之间时,可以再次成清晰像,故B项对;
C.在凸透镜左侧放一凹透镜,凹透镜对光有发散作用,因此将光屏向右移动还能接受到清晰像,故C项对;
D.凸透镜与蜡烛不动,去掉光屏,光仍然沿本来方向传播进,人眼在 100cm 处能看到蜡烛像,故D项对。
故选BCD。
12.某物理爱好小组在研究凸透镜成像试验时,如图所示,当蜡烛距透镜10cm时,在另一侧距凸透镜6cm处光屏上得到一种清晰像,下列说法对是( )
A.像一定是倒立缩小实像
B.该凸透镜焦距也许为6cm
C.当蜡烛向凸透镜靠近时,像一定会变小
D.当蜡烛到透镜距离是4cm时,无论怎样移动光屏都不也许得到烛焰像
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题意可知,物体经凸透镜后成是实像。物距为10cm,像距为6cm,物距不小于像距,此时物体在二倍焦距以外,成是倒立、缩小实像,故A对;
B.根据凸透镜成像规律可知
10cm>2f
f<5cm①
此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间,即
f<6cm<2f
3cm<f<6cm②
综合①②得
3cm<f<5cm
故B错误;
C.凸透镜成实像时,物近像远像变大,当蜡烛向凸透镜靠近时,像一定会变大,故C错误;
D.当蜡烛到透镜距离是4cm时,假如
3cm<f<4cm
物体在一倍焦距和二倍焦距之间,可以在光屏上成倒立、放大实像,故D错误。
故选A。
13.如图所示,在探究凸透镜成像规律试验中,当蜡烛、凸透镜和光屏之间距离为下图时,在光屏上得到一种清晰缩小实像。下列说法错误是
A.该凸透镜焦距不小于10㎝、不不小于15㎝
B.只将凸透镜向左移,可以在光屏上得到清晰放大像
C.只将蜡烛和光屏互换,可以在光屏上得到清晰缩小像
D.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰像,可在凸透镜前放一种凹透镜。
【答案】C
【解析】
【分析】
凸透镜成像规律:u>2f,成倒立、缩小实像,2f>v>f;
u=2f,成倒立、等大实像,v=2f,求焦距;
2f>u>f,成倒立、放大实像,v>2f;
u<f,成正立、放大虚像。
【详解】
A、观测图示可知,物距不小于像距,则在光屏上得到一种清晰缩小实像,因此u=30cm>2f,解得f<15cm;而像距v=20cm,f<20cm<2f,解得10cm<f<20cm;故凸透镜焦距范围是:10cm<f<15cm,故A对;
B、只将凸透镜向左移,减小物距,增大像距,根据光路可逆特点,可知在光屏上能得到清晰放大像,故B对;
C、只将蜡烛和光屏互换,根据光路可逆可知,可以在光屏上得到清晰放大像,故C错误;
D、蜡烛远离凸透镜时,物距变大,像距将变小,为了在光屏上得到清晰像,应使光线发散某些,因此用一种凹透镜,D对。
故选:C。
14.某凸透镜成像时,像距v跟物距u之间关系图像如图所示,下列判断对是( )
A.该凸透镜焦距是16cm
B.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处过程中,像逐渐变小
C.当u<16cm时,该凸透镜可作放大镜使用
D.当u=20cm时成放大像,投影仪就是根据这一原理制成
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.当u=v=2f,凸透镜成倒立、等大实像,如图,u=v=2f=16cm ,因此f=8cm,即凸透镜焦距是8cm,故A错误;
B.物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处过程中,凸透镜物距不小于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故B对;
C.当u<16cm时,有两种状况:若u<f,则成正立、放大虚像,应用是放大镜;若 f<u<2f,成倒立、放大实像,应用是投影仪,故C错误;
D.u=20cm时,u>2f,成倒立、缩小实像,应用是摄影机,故D错误。
故选B。
15.黄健同学对凸透镜成像特点进行了总结,其中对是:( )
A.缩小都是实像,放大都是虚像
B.实像都是倒立,虚像都是正立
C.缩小像都是倒立,放大像都是正立
D.实像和虚像都可在光屏上展现
【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,成倒立放大实像,因此放大像不一定是虚像,故A项错误;
B.当物距不小于一倍焦距时成倒立实像,当物距不不小于一倍焦距时成正立虚像,故B项对;
C.当物距不小于一倍焦距不不小于二倍焦距时成倒立放大实像,因此放大像不一定都是正立,故C项错误;
D.虚像不是实际光线相交形成,虚像不能在光屏上展现,故D项错误。
故选B。
16.如图所示,F为凸透镜两个焦点,A′B′为物体AB像,则物体AB在
A.图中Ⅰ区域,箭头水平向右
B.图中Ⅱ区域,箭头水平向右
C.图中Ⅱ区域,箭头方向向左斜上方
D.图中Ⅰ区域,箭头方向向右斜上方
【答案】D
【解析】
试题分析:根据图中告诉像距与焦距关系,结合凸透镜成像规律即可确定像与物体之间大小关系,以及物距与焦距关系.由题意知,像在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像特点,此时物体应在二倍焦距以外,且成像是倒立缩小实像,因此物体应比A′B′大,箭头方向向上;像在主光轴下方,根据凸透镜三条特殊光线,运用折射时光路是可逆,作出物体AB,由图可知;则物体应在主光轴下方,因此物体在图中Ⅰ区域,箭头方向向右斜上方.
故选D.
考点:此题考察是凸透镜成像.
点评:凸透镜成像规律波及四个方面:①物距与焦距关系;②成像性质;③像距与焦距来关系;④应用.只要告诉其中一种方面,就可以确定其他三个方面内容.在此题中,根据图示确定了像距与焦距关系;然后运用凸透镜成像规律物距与物体与像大小关系.
17.图a是放置在水平桌面上刻度尺一部分,甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到刻度尺像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,则看到刻度尺像先后次序对是
A.甲→乙→丙→丁
B.乙一丙一甲一丁
C.乙一丁→甲一丙
D.丙→甲→乙→丁
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
凸透镜先贴着刻度尺,此时物距不不小于凸透镜一倍焦距时成是正立、放大虚像,看到是乙图;接下来凸透镜逐渐远离刻度尺,物距增大,当增大到等于凸透镜一倍焦距时,不成像;继续远离刻度尺,当物距不小于一倍焦距且不不小于两倍焦距时,成倒立、放大实像,此时看到是丁图;继续远离至物距等于凸透镜两倍焦距时,成倒立、等大实像,此时看到是甲图;凸透镜继续远离至不小于凸透镜两倍焦距时,成倒立、缩小实像,此时看到是丙图。故ABD错误,C对。
故选C。
18.在探究凸透镜成像规律试验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示位置时,烛焰在光屏上展现一种清晰像,则下列说法对是
A.凸透镜焦距也许是12cm
B.摄影机运用了这种成像特点
C.若在透镜和蜡烛之间放一片近视镜,光屏合适左移可再次出现清晰像
D.蜡烛和光屏不动,透镜向光屏合适移动可再次出现清晰像
【答案】AD
【解析】
【详解】
A、由图可知,像距不小于物距,此时凸透镜成倒立放大实像,物距u=20cm,f<u<2f,即f<20cm<2f,像距不小于2倍焦距,v>2f,即30cm>2f,解得10cm<f<15cm,故凸透镜焦距也许是12cm,A对;
B、此时凸透镜成倒立放大实像,摄影机运用凸透镜成倒立缩小实像原理制成;故B错误;
C、若在透镜和蜡烛之间放一近视镜片,近视镜片是凹透镜,对光线有发散作用,折射光线延迟会聚,光屏要合适右移可再次出现清晰像;故C错误;
D、蜡烛和光屏不动,透镜向光屏合适移动,当物距、像距与上次恰好颠倒时,根据光路可逆特点知,可再次出现清晰像,故D对。
19.凸透镜成像试验中,移动蜡烛到某位置时,能在光屏上再次成清晰缩小像,则下列说法能成立是
A.同步移动蜡烛与光屏,且移动距离相似时,有也许在光屏上再次成清晰缩小像;
B.若将一老花镜放到凸透镜前方,光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰像;
C.换用焦距较小凸透镜后,仍要在光屏上得到清晰像,假如只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜:
D.保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,一定可以在光屏上得到另一种清晰像:
【答案】CD
【解析】
【详解】
A.物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应当不小于光屏移动距离,故A项不符合题意;
B.老花镜是凸透镜,若将一老花镜放到凸透镜前方,则蜡烛发出光经凸透镜和老花镜后会提前会聚,此时光屏应当靠近透镜才会看到烛焰清晰像;B项不符合题意;
C.换用焦距较小凸透镜后,相称于增大物距,当物体成实像时,伴随物距增大,像距减小,同步像也在减小。故要在光屏上成清晰像,应将光屏向靠近透镜方向移动;C项符合题意;
D.根据光路可逆性可知,在保持物体和光屏位置不变时,移动凸透镜,可以光屏上成一种倒立、放大、实像,此时物距刚好是本来像距,像距刚好是本来物距,D项符合题意;
20.如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距f,既有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在通过主光轴竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,且f<D<2f,则在下列有关点光源所成像运动轨迹各图中,对是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
将点光源S运动轨迹当作一种物体,在物体上找出四个点:上、下、左、右各一种,运用凸透镜成像规律作出像点,可以发现,四个点恰好围成一种不规则圆,且转动方向为逆时针,因此像点运动图象是选项D形状;
故选D.
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