一、初中物理凸透镜成像的规律1.在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰的像,则下列说法正确的是()A.凸透镜的焦距可能是12 cmB.只将透镜向右移动,人眼在光屏和透镜之间,通过透镜向左以一定可以观察到倒立放大的实像C.只将透镜向右移动的过程中,光屏上一定可以出现倒立缩小的实像D.若在透镜和蜡烛之间放一片近视镜片,光屏适当左移可再次出现清晰的像【答案】AC【解析】【分析】本题考查探究凸透镜成像规律的实验,根据凸透镜成像规律分析求解。
【详解】A.由题可知,烛焰在光屏上呈现一个清晰的像,则像的性质为倒立、放大的实像。
此时物距为20cm,像距为30cm,则根据成像特点有>>,22f u f>v f则>>>,30cm2ff f220cm可知f>>15cm10cm故A项正确;B.只将透镜向左移动,当蜡烛位于凸透镜一倍焦距以内时,人眼在光屏和透镜之间,可观察到烛焰正立放大的虚像,故B项错误;C.只将透镜向右移动,当蜡烛位于凸透镜二倍焦距以外时,可以成倒立缩小的实像,成在光屏上;故C项正确D.若在透镜和蜡烛之间放近视镜片,近视镜片是凹透镜,对光线有发散作用,折射光线延迟会聚,光屏要适当右移可再次出现清晰的像,故D项错误。
故选AC。
2.当物体距离凸透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像;若保持物体与光屏的位置不变把凸透镜向光屏方向移动2cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像,物体与光屏的距离L和凸透镜的焦距f的说法正确的是()A.L=18cm B.L=14cmC.4cm<f<5cm D.5cm<f< 8cm【答案】AC【解析】【分析】【详解】由于当光屏上成清晰放大的像后,物体及光屏均未移动,仅将凸透镜向光屏方向移动2cm,又成清晰缩小的像,则根据光路是可逆的可知,此时物距与像距大小互换,此时物距为10cm,像距为8cm,成倒立缩小的实像,物体与光屏间的距离L=10cm+8cm=18cm。
由凸透镜成像规律可得2f<10cm,f<8cm<2f解得4cm<f<5cm,故选A C。
3.在做“凸透镜成像”实验时,将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处,在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像.接着又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处,则所成像的性质是A.倒立等大的实像B.正立放大的虚像C.倒立放大的实像D.倒立缩小的实像【答案】C【解析】当蜡烛放在凸透镜前20cm处时,光屏上成缩小的像,所以u>2f,此时f<v<2f;若把蜡烛放在光屏的位置,则f<u<2f,所以会成放大、倒立的实像.故选C.【点睛】本题是关于凸透镜成像的题目,解答此题的关键是要掌握凸透镜的成像规律;凸透镜成倒立缩小实像的条件是:物距大于两倍焦距,像在一倍到两倍焦距之间;若把蜡烛放在光屏的位置,物距就在一倍到两倍焦距之间,根据凸透镜的成像规律来分析解答.4.如图所示,白板上画有两个黑色箭头(图甲),用玻璃杯装半杯水放在白板前(图乙),人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化,下列判断正确的是()A.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜B.下方箭头是凸透镜形成的虚像C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机D.把玻璃杯移得离白板更远一点,观察到下方的箭头比移动前变得更大【答案】C【解析】【分析】【详解】A .玻璃杯下半部分的中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,故A 错误;B .据图能看出,此时成一个倒立、缩小的实像,故B 错误;C .据B 可知,成倒立、缩小的实像,所以此时相当于物体处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的,故C 正确;D .凸透镜成实像时,增大物距,像距缩短,像变小;把玻璃杯移得离白板更远一点,即增大物距,观察到下方的箭头比移动前变得更小,故D 错误。
故选C 。
5.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是( )A .利用这一原理制成了投影仪B .若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像C .若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm 处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像D .若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像【答案】D【解析】A. 如图可知此时物距大于像距,凸透镜成倒立缩小的实像,利用这一原理制成了照相机,故A 错误;B. 若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路可逆的特点,会在光屏上成一个清晰倒立、放大的实像,故B 错误;C. 成缩小的实像时,像距位于一倍焦距到二倍焦距之间,即2f v f <<,由图知此时像距为15cm ,可得:7.5cm 15cm f <<所以若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm 处,此时物距小于焦距,不能成实像,在凸透镜同侧成虚像,所以移动光屏是找不到像的,故C 错误;D. 若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,即减小物距,根据成实像时物距与像距的变化规律知,像距应增大,即应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像,故D 正确;故选D .点睛:凸透镜成像规律是常考试的内容,要掌握成像时物距和像距变化的特点,当物距减小时,像距增大,像也会变大,这里的像变大,是与之前比变大,要比较像与物体的大小,要看像距和物距的比较,像距大于物距,像就放大.6.如图所示,购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时站在摄像头(相当于一个凸透镜)前约1m的位置,面对镜头,经系统自动拍照、扫描等,确认信息后,即可进行后续工作。
则下列说法正确的是()A.人脸通过摄像头成像是利用了光的反射B.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像C.“刷脸”时,面部应位于摄像头的一倍焦距和两倍焦距之间D.摄像头的焦距可能是30cm【答案】D【解析】【分析】【详解】A.人脸通过摄像头成像是利用了光的折射,A错误;B.“刷脸”时,面部经摄像头成倒立缩小的实像,B错误;C.“刷脸”时,根据凸透镜的成像规律可知,成倒立缩小的实像,那么物距应该大于两倍焦距,C错误;D.由于人站在距离镜头1m处,即物距等于1m,成倒立缩小的实像,根据凸透镜的成像规律可知,,解得,所以摄像头的焦距可能是30cm,D正确。
故选D。
7.小明用放大镜看自己的指纹,如图所示。
随后小明拿着同一个放大镜看窗外的物体,并且离窗外的物体越来越远,如图所示。
以下说法正确的是()A.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是正立、放大的实像B.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是倒立、放大的虚像C.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,看到的是像越来越小D.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,看到的是像虚像【答案】C【解析】【详解】AB.小明用放大镜看自己的指纹,看到的是正立、放大的虚像,不是实像,也不是倒立的,A、B错误;CD.小明拿同一个放大镜看窗外的物体,离窗外的物体越来越远时,根据凸透镜的动态成像规律可知,物体到凸透镜的距离越大时,像到凸透镜的距离越小,所成的像是越来越小的,并且是实像;C正确、D错误。
故选C。
8.小红在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中,在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像。
小红保持凸透镜的位置不变,将光屏和蜡烛的位置互换,这时,她在光屏上可以看到()A.正立、放大的像B.正立、缩小的像C.倒立、缩小的像D.倒立、放大的像【答案】D【解析】【分析】【详解】由题意可知,在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像,那么物距大于两倍焦距,像距小于两倍焦距大于一倍焦距;当保持凸透镜的位置不变,将光屏和蜡烛的位置互换,物距是小于两倍焦距大于一倍焦距,像距是大于两倍焦距,由于光的可逆性,根据凸透镜的成像规律可知,这时成倒立、放大的实像。
故选D。
9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛距凸透镜36cm 时,在凸透镜另一侧18cm 处的光屏上得到清晰缩小的像,当蜡烛距凸透镜18cm 时,它的像一定是( )A.像距为36cm,且成缩小的实像B.像距为36cm,且成放大的实像C.像距为18cm,且成缩小的实像D.像距为18cm,且成放大的虚像【答案】B【解析】【分析】【详解】当u﹥2f时,成倒立、缩小的实像,f﹤v﹤2f,u﹥v.当蜡烛距凸透镜18cm 时,f﹤u﹤2f.由于f﹤u﹤2f,成倒立、放大的实像,v﹥2f,u﹤v.凸透镜的一个物距对应一个像距,所以,像距为36cm,且成放大的实像.故选B。
10.如图所示,纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,蜡烛放在纸筒前,此时光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,同时移动光屏,到某一位置时光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三棱镜放置的方A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】三棱镜具有偏折光的能力,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在b、c两处放置的三棱镜的方式应该是凸透镜的形状(中间厚,边缘薄),故BCD项不符合题意,A项符合题意。
11.以下关于实像和虚像的说法,正确的是A.实像不可能与物体是等大的B.实像一定是光发生折射形成的C.虚像在成像时没有光进入人眼D.虚像不能在光屏上呈现【答案】D【解析】【详解】A.凸透镜成像中当物距等于二倍焦距时成倒立等大的实像,故错误;B.小孔成像所成的实像是由光的直线传播形成的,故错误;C.平面镜成虚像时,是平面镜反射的光线进入人的眼睛,故错误;D.虚像不是真实光线会聚而成的,不能在光屏上呈现,故正确。
12.将一物体放在凸透镜前,使物距依次为6cm、18cm和24cm,分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像,则凸透镜的焦距f满足关系式A.f<6cm B.6cm<f<18cmC.9cm<f<12cm D.18cm<f<24cm【答案】C【解析】【分析】【详解】当物距为6cm时,成放大的虚像,所以f>6cm.当物距等于18cm时,成放大的实像,即物距在一倍到二倍焦距之间,则9cm<f<18cm.当物距等于24cm时,成缩小的实像,所以24cm>2f,则f<12cm.故:9cm<f<12cm,C符合题意.选C.【点睛】重点是凸透镜成像规律的应用,关键是根据每次成像时的特征,列出相应的不等式,综合求解.13.把蜡烛放在凸透镜前30cm处,光屏上可接收到倒立等大的实像,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.倒立缩小的实像B.倒立放大的实像C.正立放大的虚像D.倒立等大的实像【答案】A【解析】【分析】【详解】凸透镜成倒立等大的实像时,物距等于二倍焦距,所以可知凸透镜的焦距应是15cm,此时把蜡烛向远离凸透镜方向移动5 cm,物距变为35cm,物体处于二倍焦距以外,所成的像是倒立缩小的实像,此时的应用是照相机,故应选A.14.用照相机拍摄水池底部的物体时,若保持照相机的位置不变,比较池中有水和无水两种情况(假设两种情况下,人眼看到的物体等大),则有水时( )A.暗箱应略短一些,得到的像会略大些B.暗箱应略长一些,得到的像会略大些C.暗箱应略短一些,得到的像会略小些D.暗箱应略长一些,得到的像会略小些【答案】B【解析】【详解】照相机是利用凸透镜成像原理工作的。