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专题(四) 光学、凸透镜成像及其规律
|真题回顾|
1.[2019·鄂尔多斯]图ZT4-1所示物理实验原理与实际应用,不一致的一项是 ( )
图ZT4-1
2.[2018·鄂尔多斯]下列关于图ZT4-2所示光现象的描述,错误的是 ( )
图ZT4-2
A.图甲中漫反射的反射光线虽然杂乱无章,但仍遵循光的反射定律
B.图乙是人们常说的“天狗吃月”,这一现象是由光的直线传播形成的
C.图丙是炎热夏天沙漠中出现的海市蜃楼景象,它是由光的反射形成的
D.图丁是光的色散现象,说明白光是由各种色光混合而成的
3.[2014·鄂尔多斯]下列对图ZT4-3所示与光有关的现象的解释错误的是 ( )
图ZT4-3
A.图甲中“手影”是由于光的直线传播形成的
B.图乙:远视眼成像于视网膜后,需要用凸透镜来矫正
C.图丙:白光能被分解说明白光不是单色光
D.图丁:望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成虚像
4.[2012·鄂尔多斯]一组同学在探究平面镜成像的特点时,将坐标纸铺在水平桌面上,将点燃的蜡烛A放在玻璃板的前侧,看到玻璃板后有蜡烛的像,如图ZT4-4甲所示。
图ZT4-4
(1)此时再拿一支没有点燃的完全相同的蜡烛B在玻璃板后的坐标纸面上来回移动,发现无法让它与蜡烛A的像完全重合,请你分析出现这种情况的原因可能是 。
(2)解决上面的问题后,蜡烛B与蜡烛A的像能够完全重合,说明 。
(3)图乙中是他们经过三次实验后,在坐标纸上记录的像与物对应点的位置,根据“坐标纸”上的信息得出的结论是 。
(4)此实验中选用的玻璃板越 (选填“厚”或“薄”)越好。
(5)联系实际,你认为平面镜成像的大小与平面镜的大小 (选填“有”或“无”)关。
5.[2013·鄂尔多斯]在利用光具座进行凸透镜成像规律的实验探究中:
(1)如ZT4-5甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm。
图ZT4-5
(2)为了使烛焰的像成在光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。
(3)当蜡烛距凸透镜16 cm时,在光屏上可得到一个倒立、 的实像, 就是利用这一原理制成的。
(4)若把图乙中的凸透镜换成“水凸透镜”,当向“水凸透镜”加水,使其变厚、焦距变短时,光屏上原来清晰的像变得模糊不清,要想重新得到清晰的像,应将光屏向 (选填“远离透镜”或“靠近透镜”)的方向移动;也可以不改变光屏的位置,在图乙透镜左侧的虚框A中放一个焦距适合的 透镜进行调节。
6.[2019·鄂尔多斯]康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区,来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片,如图ZT4-6甲,感觉有点小,更换镜头站在原地又拍了一张,如图乙,两次像的大小不同是何原因呢?他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的,为此,返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究:
图ZT4-6
(1)如图丙,他先将f=10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,再将蜡烛放在10 cm刻度线处,移动光屏直到成清晰的像,此时光屏应在 cm刻度范围内。
(2)基于实验目的,接下来他换用f'=5 cm的凸透镜仍固定在50 cm刻度线处,保持蜡烛位置不变,移动光屏找到最清晰的像,此时成的像大小比(1)中所成的像 (选填“大”或“小”)。
(3)依据(2)的结论,他又联想到望远镜的物镜(凸透镜)和目镜(凸透镜)的焦距大小也不同,为了尽可能成更大、更清晰的像,则f物 f目,若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,此时所成像的大小
不换位置时所成像的大小。(均选填“大于”“小于”“等于”)
|基础过关|
1.[2018·陕西]2018年5月1日晚,在大雁塔北广场上演了一场水舞光影秀,如图ZT4-7所示。巨型灯柱阵、多台超高清投影机和音乐喷泉交错配合,使大雁塔隐在光幕之中,精彩绝伦,这是中华文化和现代科技的一次完美结合。下列关于这场光影秀的说法不正确的是 ( )
图ZT4-7
A.发光的灯柱是光源
B.光的三原色是红、绿、蓝
C.音乐喷泉形成的水幕对光只有反射作用
D.演出过程中高清投影机可成逼真的实像
2.[2019·徐州]把万花筒一端对着光亮的地方并转动,从另一端能看到千变万化的图案,这是因为万花筒内放置了 ( )
A.平面镜 B.凹面镜
C.凸透镜 D.凹透镜
3.[2018·临沂]图ZT4-8所示现象与彩虹的形成原因相同的是 ( )
图ZT4-8
4.[2019·通辽]关于光现象及其应用,下列说法正确的是 ( )
A.站在河边会发现自己的倒影,这是光的折射现象
B.用手机照相时,镜头相当于凹透镜,成倒立、缩小的实像
C.大雨过后,看到的彩虹是光的色散现象
D.近视眼成像在视网膜后方,需要配戴凹透镜矫正
5.[2019·长春]如图ZT4-9所示,烛焰发出的光通过凸透镜在光屏上成清晰的像,该像是倒立、 的实像,利用这一成像规律工作的设备有 (写出一种即可)。
图ZT4-9
6.[2018·湖州]小华在探究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10 cm处时,得到一个最小、最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50 cm刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图ZT4-10所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是 ( )
图ZT4-10
A.若蜡烛放置在10 cm刻度线处,移动光屏,在光屏上都不能成清晰的像
B.若蜡烛放置在30 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像
C.若蜡烛放置在35 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上成清晰放大的像
D.若蜡烛放置在45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上成清晰放大的像
7.[2019·滨州]在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图ZT4-11所示的图像,根据图像可知 ( )
图ZT4-11
A.该凸透镜的焦距f=20 cm
B.当物距u=30 cm时,成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律
C.当物距u=8 cm时,成倒立、放大的实像,幻灯机利用了这条规律
D.把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm处移动过程中,所成的像会逐渐变小
8.[2019·温州]将一蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图ZT4-12所示位置,在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是 ( )
图ZT4-12
A.缩小的虚像
B.放大的虚像
C.缩小的实像
D.放大的实像
9.2017年5月16日,2万辆ofo共享单车投放鄂州,极大地便利了鄂州市民的出行。使用者用手机扫描车牌上的二维码(如图ZT4-13所示),获取验证后自动开锁即可使用。关于该单车的使用过程,下列说法正确的是 ( )
图ZT4-13
A.车牌上的二维码是光源
B.二维码上白色部分反射所有光,黑色部分吸收所有光
C.手机上的摄像头相当于一个放大镜
D.扫码时二维码要位于摄像头一倍焦距以内
10.[2018·常州]蝴蝶研究专家章丽晖在茅山首次发现国家二级保护动物——中华虎凤蝶,他先用相机拍摄了蝴蝶休憩的照片(如图ZT4-14甲所示),为了拍摄图乙所示照片,他应将 ( )
图ZT4-14
A.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C.相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D.相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
11.[2019·常州]如图ZT4-15所示,把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,调节光屏得到烛焰清晰的像,撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当远离凸透镜,光屏上重新得到清晰的像,该眼镜片 ( )
图ZT4-15
A.是凹透镜,属近视眼镜
B.是凹透镜,属远视眼镜
C.是凸透镜,属近视眼镜
D.是凸透镜,属远视眼镜
12.[2019·山西]在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)小明将LED灯、焦距为10 cm的凸透镜和光屏依次放在光具座上,通过调节使三者中心在 。接着,小明调节LED灯、凸透镜至如图ZT4-16所示的位置,移动光屏,会在光屏上得到倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
图ZT4-16
(2)把焦距为10 cm的凸透镜换成焦距更小的凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了。若不改变凸透镜和光屏的位置,要使光屏上再次得到清晰的像,你采取的具体办法是 。
(3)小明选择LED灯代替平时常用的蜡烛做实验,其优点是 。 (写出一条即可)
|拓展延伸|
13.[2017·常州]用手机看视频,图像太小,屏幕放大器(凸透镜)来帮忙,小明通过透镜可看到放大了的图像,如图ZT4-17所示,手机距离透镜15 cm,凸透镜的焦距可能为 ( )
图ZT4-17
A.20 cm B.15 cm
C.10 cm D.5 cm
14.[2017·湘潭]如图ZT4-18所示,用手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,下列说法正确的是 ( )
图ZT4-18
A.物体上的二维码是光源
B.凸透镜可以成正立的实像
C.摄像头发光照亮了二维码
D.平行光通过摄像头会发生折射
15.[2018·临沂]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图ZT4-19所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是 ( )
图ZT4-19
A.该凸透镜的焦距是20 cm
B.将蜡烛移动到20 cm刻度线处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35 cm刻度线处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
D.将蜡烛移动到45 cm刻度线处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏
16.[2017·眉山]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,光具座上各元件位置如图ZT4-20所示,此时在光屏上恰好成一清晰的像,则下列说法中正确的是 ( )
图ZT4-20
A.利用这一成像原理制成了照相机
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的像,且像逐渐变大
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一清晰倒立、缩小的像
D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45 cm刻度线处,适当移动光屏也能得到一清晰的像
17.[2019·眉山]在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距为10 cm。
(1)如图ZT4-21甲所示,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)是利用该原理工作的;若保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜至 刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。
图ZT4-21
(2)如图乙所示,保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至16 cm刻度线处,移动光屏,观察到光屏上只能出现 ,而人眼在图中A处应向 (选填“左”或“右”)看才能观察到烛焰的像。
(3)如图丙所示,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,则该眼镜的镜片是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),可用于矫正 (选填“近视眼”或“远视眼”)。
【参考答案】
真题回顾
1.C 2.C 3.D
4.(1)玻璃板没有竖直放置 (2)像、物大小相等 (3)像、物到平面镜距离相等 (4)薄 (5)无
5.(1)11.0 (2)同一高度
(3)放大 幻灯机(或投影仪)
(4)靠近透镜 凹
6.(1)60~70 (2)小 (3)大于 小于
基础过关
1.C 2.A 3.C
4.C [解析]站在河边发现自己的倒影是光的反射形成的虚像,A错误;用手机照相时,其镜头相当于凸透镜,B错误;彩虹的形成是光的色散现象,C正确;近视眼成像在视网膜前,D错误。
5.放大 投影仪 6.C
7.B [解析]根据凸透镜的成像规律可知:当物距等于像距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像,由图像可知:当物距u=20 cm时,像距v=20 cm,所以凸透镜的焦距为f=10 cm,故A错误;当物距u=30 cm时,物距大于二倍焦距,凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机利用了这条规律,故B正确;当物距u=8 cm时,物距小于焦距,凸透镜成正立、放大的虚像,放大镜是利用该原理来工作的,故C错误;物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm 处移动时,物距变小,当凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,像越大,故D错误。
8.D [解析]装有水的烧瓶中间厚边缘薄,相当于一个凸透镜;因为墙壁到烧瓶的距离大于蜡烛到烧瓶的距离,即像距大于物距,所以成的是倒立、放大的实像,故选D。
9.B
10.A
11.D [解析]把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,调节光屏得到烛焰清晰的像,撤去眼镜片,像变得模糊,将光屏远离凸透镜适当距离后光屏上重新出现清晰的像,说明移走眼镜片后,成像推迟了,即对光的会聚能力减弱了,说明移走的眼镜片对光线有会聚作用,则该眼镜片应该是凸透镜,属于远视眼镜,故D选项符合题意。
12.(1)同一高度 缩小
(2)把LED灯向靠近凸透镜方向移动适当距离(开放性试题,答案合理即可)
(3)成像稳定(开放性试题,答案合理即可)
[解析](1)探究凸透镜成像规律时,要调节LED灯中心、凸透镜光心和光屏的中心在同一高度,使得像成在光屏的中央;由图可知,此时物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。(2)换成焦距更小的凸透镜后,相当于增大了物距,则成像在光屏的前方,要使光屏上再次得到清晰的像,可以向前适当移动光屏,或者使像后移,即将LED灯靠近凸透镜适当距离。(3)LED灯亮度高,成像更清晰;不受外界环境影响,成像稳定。
拓展延伸
13.A 14.D 15.C 16.C
17.(1)放大 投影仪 40 cm
(2)光斑 左
(3)凸透镜 远视眼
[解析](1)由图甲中的各物体的位置可知,物距u小于像距v,所以成倒立、放大的实像,生活中的投影仪(或幻灯机)就是利用这一原理来工作的。在凸透镜成像时,根据光的可逆性原理,保持蜡烛和光屏位置不变,现在的像距v=30 cm,要让蜡烛的像再次清晰地成在光屏上,就需要使物距u'=30 cm,即将凸透镜移动到40 cm刻度线处。(2)从图乙可以看出,此时物距u'=16 cm-10 cm=6 cm小于凸透镜焦距,所以不能成实像,因而在光屏上只能出现光斑。当物距小于焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,且像、物在透镜同侧,所以人眼在A点,要向左透过凸透镜观察,才能看到蜡烛的虚像。(3)烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片后,要把光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离,才能在光屏上再次出现清晰的实像,说明该眼镜的镜片对光线有会聚作用,因此它是一个凸透镜,可用于矫正远视眼。
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