一、初中物理凸透镜成像的规律1.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。
2.物体放在凸透镜的主光轴上,在距透镜40cm处的光屏上得到一个倒立、放大的像,则该透镜的焦距可能是A.40cm B.30cm C.20cm D.10cm【答案】D【解析】在凸透镜成像时,得到的实像都可以用光屏承接,所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像;即2f>U>f,v>2f;而透镜到光屏的距离为像距,即v=40cm,所以,40cm>2f,解得:20cm>f,只有D选项符合条件.故选D.思路分析:在凸透镜成像时,得到的实像都可以用光屏承接,而虚像则不可以,所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像.而凸透镜成倒立、放大的实像时,此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于2倍焦距,从而可以计算出该透镜的焦距.试题点评:本题通过凸透镜成像情况,根据物距和焦距、像距和焦距的关系解不等式确定凸透镜的焦距范围.因此解答此题要求学生应具备一定的学科综合能力.需要注意的是透镜到光屏的距离为像距.3.如图所示,光屏上能看到烛焰清晰的像,下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是()A.保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离D.换一个焦距更小的凸透镜,调整光屏至适当的位置【答案】D【解析】【详解】A.从图中可以看到,烛焰的物距u大于像距v,由于在光屏上能看到烛焰清晰的像,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、缩小的实像;当保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置对调后,根据光路的可逆性可知,在光屏上也能看到烛焰清晰的像,此时物距u小于像距v,根据凸透镜的成像规律可知,这个像应该是倒立、放大的实像,这个操作可以使光屏上清晰的像变大,A项不合题意;B.保持蜡烛和光屏的位置不变,只将凸透镜向左移动适当距离,那么物距u会变小,像距v会变大,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,所以能使光屏上清晰的像变大,B项不合题意;C.保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏都向右移动适当距离,根据凸透镜的成像规律可知,当物距变小时,像距变大时,像会变大,能使光屏上清晰的像变大,C项不合题意;D.换一个焦距更小的凸透镜,那么物距不变,根据凸透镜的成像规律可知,像距会变小,调整光屏至适当的位置,所成的清晰像会更小,不能使光屏上清晰的像变大,选项D 符合题意。
4.有一个点光源放在凸透镜的正前方.当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,如图所示.则()A.凸透镜应放在C点右侧B.凸透镜应放在B、C点之间C.凸透镜应放在A、B点之间D.凸透镜应放在A点左侧【解析】【分析】解答此题要明确以下知识点:凸透镜如果成像在同一侧的话应该是成虚像,并且像距大于物距。
【详解】AB.凸透镜成实像时,物与像在异侧,且物近像远像变大.如果凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧,而不是右侧的B,故选项AB均错误;C.当光源在A点时,像在透镜另一侧,说明成实像,那么像距应在一倍焦距外,这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像,(也就是A的一侧)而不是成像在C 点.故选项C错误;D.如果凸透镜放在A点左侧,那么当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B 点时,成像在C点,成像都是虚像.故选项D正确.故选D.5.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图所示,下列判断正确的是()A.该凸透镜的焦距是16cmB.把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小C.当u=20cm时成放大的像.投影仪就是根据这一原理制成的D.当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像【答案】B【解析】【分析】【详解】A. 根据凸透镜成像的规律,在物体等于二倍焦距时,像距也等于二倍焦距,此时成倒立等大的实像,如图,物距为16cm时,像距也为16cm,即都等于二倍焦距,所以该凸透镜的焦距是8cm,故A错误;B. 由图可知,把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,即物距增大时,像距变小,像会逐渐变小,故B正确;u=时,大于二倍焦距,成缩小的像,投影仪根据凸透镜成放大的实像原理制C. 当20cm成,故C错误;u=时,即物距处于一倍到二倍焦距之间,成倒立放大的实像,故D错误.D. 当12cm故选B.凸透镜成像规律是常考试的内容,应牢记凸透镜的成像规律,有些同学总是记不住,要下点功夫,可以结合成像光路图进行练习、记忆.6.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.7.小明探究“凸透镜成像规律”,当蜡烛到透镜的距离是30cm时,调节透镜另一侧的光屏,屏上得到清晰放大的像。
下列判断中正确的是()A.此时的像是正立放大的虚像B.该透镜的焦距是15cmC.当蜡烛到透镜的距离是60cm时,调节光屏,屏上可得缩小的像D.当蜡烛到透镜的距离是15cm时,调节光屏,屏上可得放大的像【答案】C【解析】【详解】AB.像能用光屏承接,说明像是实像,虚像不能用光屏承接,凸透镜成放大的实像时,v>2f,f<u<2f,即f<30cm<2f。
故AB错误;C.当u=60cm时,由f<30cm可知2f<60cm,即u>2f。
当物距大于2f 时,f<v<2f,光屏上得到倒立缩小的实像。
故C正确;D.当u=15cm时,由30cm<2f可知15cm<f,即u<f,当物距小于f时,成正立放大的虚像,光屏上将承接不到像。
故D错误。
8.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。
9.小明和小红用焦距相等的相同照相机对小强同学拍照,洗出的底片分别为图中的甲和乙,则A.小红离小强的距离近B.小明和小红离小强的距离相同C.小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再减小镜头对底片的距离D.小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再增大镜头到底片的距离【答案】D【解析】【分析】【详解】由图知,小红拍的像比小明拍的像小,根据凸透镜成像的规律,成的像越小,此时的物距越大,像距越小.所以小红拍摄时,相机与物体的距离较大.即小明离小强同学的距离近,小红离小强同学的距离远;所以选项AB是错误的;有凸透镜成像规律知,小红要使底片上的像与小明拍的一样大,小红移动位置后,再增大镜头到底片的距离即可,即镜头要往前伸,小明要使底片上的像与小红的一样大,小明移动位置后,镜头要往后缩.所以选项C错误,D正确.故选D.【点睛】要解决此题,除了要知道照相机是根据凸透镜成像原理制成的和需要掌握凸透镜成像的规律.还要知道成实像时的动态变化规律是:物近像远像变大,物远像近像变小.10.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。
11.如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时,光屏恰能成清晰的像。
下列说法正确的是()A.此时光屏上成倒立缩小的实像B.将图中的凸透镜向右移动,在光屏上可再次观察到清晰的像,此时的成像特点与照相机原理相同C.在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像D.将蜡烛移到35cm刻度处,移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A.图像显示,物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离,根据凸透镜成像规律物近像远像变大可知,光屏上成倒立放大的实像。
A选项错误,不符合题意。
B.将图中的凸透镜向右移动,物距逐渐变大,像距逐渐变小,根据凸透镜成像规律物远像近像变小可知,在光屏上可再次观察到清晰的像为倒立缩小的实像,此时的成像特点与照相机原理相同,B选项正确,符合题意。
C.远视眼镜片为凸透镜,对光线具有会聚作用。
在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片,对光线的会聚能力增强,像距变小,故缓慢向左移动光屏,在光屏上可再次看到清晰的像,C选项正确,符合题意。
D.图像显示物距为15cm,像距为30cm,光屏上成倒立放大的实像,则物体位于一倍焦距和二倍焦距之间,像位于二倍焦距以外。
即<<f f15cm2>30cm2f两式联立解出<<7.5cm15cmf即f15cm<2<30cm将蜡烛移到35cm刻度处,此时物距变为30cm,物体位于凸透镜二倍焦距以外,故移动光屏,可在光屏上成清晰缩小的像,D选项正确。