资源描述
专项训练(一) 凸透镜成像规律及其应用
(限时：30分钟)
一、选择题
1.[2018·北京]小军做凸透镜成像规律的实验时,将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧,蜡烛放置在35 cm刻度线处,如图ZX1-1所示。移动光屏,直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是 ( )
图ZX1-1
A.光屏上呈现的是烛焰的虚像
B.光屏上呈现的是烛焰正立的像
C.光屏上呈现的是烛焰放大的像
D.该实验现象能说明照相机的成像特点
2.[2018·福建]在探究凸透镜成像特点实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图ZX1-2所示,此时能在光屏上看到烛焰清晰的像。若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10 cm,调节光屏位置,可在光屏上看到 ( )
图ZX1-2
A.缩小的实像 B.放大的实像
C.缩小的虚像 D.放大的虚像
3.[2019·衡阳]当汽车经过十字路口时,监控摄像头就会拍下照片。摄像头相当于一个透镜,影像传感器相当于光屏。下列说法正确的是 ( )
A.监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用
B.拍照时,汽车位于摄像头二倍焦距以外
C.当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变大
D.影像传感器上成的是正立的虚像
4.[2019·自贡]小明同学用数码相机(可调焦距)拍摄了同一花菜的两张照片,如图ZX1-3所示,结合图片分析,下面说法不正确的是 ( )
图ZX1-3
A.照相机的镜头与老花镜属于同一类透镜
B.凸透镜能成缩小的实像是照相机的工作原理
C.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得小一些
D.在物距相同的情况下,拍摄乙照片时,镜头焦距需调得大一些
5.[原创]甲凸透镜固定在光具座的50 cm位置,如图ZX1-4所示,观察到在光屏上呈现烛焰倒立、等大的实像(像未画出),现将甲凸透镜更换成乙凸透镜,再向右移动光屏,在光屏上可以观察到烛焰清晰的像。下列推理中错误的是 ( )
图ZX1-4
A.甲凸透镜的焦距为10 cm
B.乙凸透镜的焦距小于甲凸透镜的焦距
C.更换为乙凸透镜后光屏上呈现倒立、放大的实像
D.乙凸透镜成像时与投影仪的原理相同
6.在“探究凸透镜成像规律”实验中,保持凸透镜的位置不变,蜡烛分别放在a、b、c、d四点并分别调整光屏的位置,如图ZX1-5所示,探究后总结出下列说法,其中正确的是 ( )
图ZX1-5
A.照相机是利用蜡烛放在b点时的成像特点制成的
B.放大镜是利用蜡烛放在c点时的成像特点制成的
C.投影仪是利用蜡烛放在a点时的成像特点制成的
D.蜡烛放在b点时成的像比它放在c点时成的像小
二、填空题
7.[2019·咸宁]用如图ZX1-6所示装置探究凸透镜成像规律,调整物距u,测量对应的像距v,部分数据如下表所示。根据表中数据可知该凸透镜的焦距是 cm;如果u=27 cm,移动光屏可得到倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像, (选填“幻灯机”或“照相机”)应用了这一原理。
图ZX1-6
u/cm
60
30
20
15
13
…
v/cm
12
15
20
30
45
…
8.[2019·黄冈]为了加强管理,某单位利用人工智能技术,实行刷脸考勤制度。如图ZX1-7所示,当人靠近摄像头时,光源自动打开,照亮 (选填“人脸”或“显示屏”),人脸通过摄像头成一个倒立、 的实像,并与录入的信息进行比对,从而记录考勤。
图ZX1-7
9.[2019·盐城]在探究凸透镜成像规律时,实验进行一段时间后,蜡烛变短,像会出现在光屏的 方,为使像成到光屏中央,合理的操作是 或 。
10.图ZX1-8为一段物理创新实验视频的截图：图甲为原图,图乙为隔着空茶杯看此图片,图丙为隔着装满水的茶杯看此图片,茶杯到图片的距离相同。产生图丙情形是因为光的 (选填“直线传播”“反射”或“折射”)所形成的 (选填“实像”或“虚像”)。此成像特点类似于 (选填“放大镜”“幻灯机”或“照相机”)。
图ZX1-8
三、实验题
11.[2019·淮安]如图ZX1-9所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图,已知凸透镜的焦距为10 cm。
图ZX1-9
(1)为了便于观察实验现象,实验环境应该 (选填“较亮”或“较暗”)一些。
(2)组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。
(3)如图所示,当蜡烛距离凸透镜40 cm时,移动光屏,可在光屏上找到一个清晰倒立、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。日常生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的。
(4)将图中的凸透镜换成焦距为30 cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏,
(选填“能”或“不能”)找到某一位置,使像清晰地呈现在光屏上,理由是
。
12.[2019·南京]用如图ZX1-10所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
图ZX1-10
(1)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、 的实像。
(2)若在图乙中将凸透镜移到55 cm刻度线处,则将光屏移动到 cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能再次看到清晰的像。
(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,发现光屏上“烛焰尖部”变模糊,则将光屏向 移动,“烛焰尖部”又会成清晰的像。
【参考答案】
1.C [解析]蜡烛放置在35 cm刻度线处,物体在1倍焦距和2倍焦距之间,根据凸透镜成像规律可知,此时成的是倒立、放大的实像。光屏上可以承接的像都是实像,故A错误;所成的像是倒立、放大的,故B错误,C正确;照相机成的是倒立、缩小的实像,与该实验现象不同,故D错误。
2.A [解析]由图可知,此时的物距为20 cm,像距为20 cm,像距等于物距,则物体在2倍焦距处,此时成的是倒立、等大的实像;保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10 cm,物距变大,像距会变小,像变小,则成倒立、缩小的实像,故选A。
3.B [解析]监控摄像头相当于凸透镜,凸透镜对光有会聚作用;近视眼镜的镜片是凹透镜,凹透镜对光有发散作用,故 A错误。监控摄像头是利用物体在二倍焦距以外,成倒立、缩小实像的原理工作的,即影像传感器上成的是倒立、缩小的实像,故B正确,D错误。凸透镜成实像时,物远像近像变小,则当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变小,故C错误。
4.C [解析]照相机的镜头是凸透镜,老花镜也是凸透镜,属于同一类透镜,故A正确,不符合题意。当u>2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,故B正确,不符合题意。照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的,在物距不变的条件下,乙照片中的花菜大些,则拍摄乙照片时镜头的焦距需调得大些,故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
5.B 6.D
7.10 缩小 照相机
[解析]由凸透镜成像规律可知,当物距等于像距时,成倒立、等大的实像,此时物距、像距均等于二倍焦距。在表中所示数据中,物距等于20 cm时像距也等于20 cm,则该凸透镜焦距为10 cm。当物距u=27 cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,照相机应用了这一原理。
8.人脸 缩小
[解析]人脸应当“发出”足够亮的光才能被摄像头拍照,所以光源应该照亮人脸。摄像头拍照时,人脸离镜头较远,光屏离镜头很近,物距大于像距,成倒立、缩小的实像。
9.上 将凸透镜向下移动 将光屏向上移动
10.折射 实像 幻灯机
11.(1)较暗 (2)主光轴 (3)缩小 照相机
(4)不能 物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,像距应大于二倍焦距,则光屏的位置应在110 cm的右侧,光具座的长度不够,所以无法在光屏上成清晰的像
12.(1)放大 (2)75 (3)右 (4)左
[解析](1)由图甲知,焦距f=60 cm-50 cm=10 cm;当蜡烛、凸透镜位于图乙所示的位置时,物距小于像距,凸透镜成倒立、放大的实像。
(2)在图乙中将凸透镜移到55 cm刻度线处时,物距为u=55 cm-35 cm=20 cm=2f,则成倒立、等大的实像。此时像距等于物距,则光屏应移到75 cm刻度线处。
(3)凹透镜对光线有发散作用,会使像会聚在光屏的后方,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。
(4)在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气,A点气体流速大,流体流速大的位置压强小,则“烛焰尖部”向左移动,物距增大,像距应减小,故应将光屏向左移动,才能使“烛焰尖部”又成清晰的像。
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