一、初中物理凸透镜成像的规律1.如图所示,小宇将凸透镜(f=10cm)固定在光具座40cm的位置,探究凸透镜成像规律。
下列说法正确的是()A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小B.当光屏上成清晰的像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像C.将蜡烛放在10cm处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像D.蜡烛燃烧一段时间后变短,像成在光屏的下方,可将透镜的高度向下调,使像成在光屏中心【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A.根据“无论实像或虚像,物体靠近焦点像都变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,所成的虚像将变小,故A正确;B.能在光屏上成清晰像的是实像,实像是实际光线会聚成的,当把光屏去掉后,实际光线会聚成实像后继续传播,进入人的眼睛,故B正确;C.将蜡烛放在10cm处时,物距为30cm,而焦距为10cm,即物距大于两倍焦距,光屏上能承接到的是倒立缩小的像,故C正确;D.蜡烛燃烧一段时间后变短,根据光的直线传播原理,则成的像会偏向光屏上方,可向下适当调整凸透镜,故D不正确。
故选ABC。
2.小明在探宄凸透镜成像规律时,将焦距为10cm的凸透镜甲固定在光具座上50cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻线处,移动光屏到80cm处,烛焰在光屏上成清晰的像,如图所示:之后他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜甲换成焦距为5cm的凸透镜乙并保持位置不变,移动光屏使在光屏上再次成烛焰清晰的像。
则对于这两次成像实验( )A.利用凸透镜甲,在屏上得到的是倒立、缩小的像B.利用凸透镜甲,在屏上得到的是倒立、放大的像C.利用凸透镜乙成像时,像距大于30cmD.利用凸透镜乙成像时,像距小于30cm【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB.凸透镜甲焦距为10cm,物距为:u=50cm-35cm=15cm,当f<u<2f 时,在光屏上得到倒立放大的实像。
故A错误,B正确;CD.凸透镜乙焦距为5cm,此时物距u=15cm,则u>2f,所以5cm<v<10cm,故C错误,D 正确。
3.某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜C.将透镜适当靠近蜡烛D.将透镜适当靠近光屏【答案】BC【解析】根据凸透镜成实像的规律,要使成像大些,应该减小物距,增大像距,则像变大;A. 将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜,是增大了物距,减小了像距,像会变小,故A错误;B. 将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜,即减小物距,增大像距,则像变大,故B正确;C. 将透镜适当靠近蜡烛,此时物距减小,像距增大,像会变大,故C正确;D. 将透镜适当靠近光屏,此时物距增大,像距减小,像会变小,故D错误;故选BC.点睛:要掌握凸透镜成实像时物距和像距变化的特点,当物距增大时,像距减小,像也会变小(反之像变大),这里的像变小,是与之前比变小,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.4.如图所示,为凸透镜成像的另一拓展规律在照相问题中的运用。
即用可变焦距的光学照相机把远处的景物“拉近”进行拍摄,就是说,虽然被拍摄的照相机镜头之间的距离基本不变,但仍可以使底片上所成的像变大。
关于这个过程,下列说法中正确的是()A.焦距变大,像距也变大B.焦距变小,像距也变小C.焦距变大,像距变小D.焦距变小,像距变大故【答案】A【解析】变焦的照相机,当照相机的焦距增大时,虽然物距基本不变,但是由于照相机的焦距变大,物距相对减小,根据物距和像距的变化关系可知:当物距相对减小时,像距也变大,像也变大.5.在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像:若将此蜡烛移至凸透镜前12cm处时,则()A.光屏上出现倒立放大的实像B.光屏上出现倒立缩小的实像C.无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像D.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的实像【答案】C【解析】【分析】【详解】距离凸透镜30cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以v=30cm=2f则f=15cm若现将物体移至透镜前12cm处时,此时物距u=12cm则物距应小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,故光屏上不会出现像,故ABD不符合题意,C符合题意.6.如图所示,F为凸透镜的两个焦点,A′B′为物体AB的像,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:根据图中告诉的像距与焦距的关系,结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小关系,以及物距与焦距的关系.由题意知,像在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像的特点,此时物体应在二倍焦距以外,且成的像是倒立缩小的实像,因此物体应比A′B′大,箭头方向向上;像在主光轴下方,根据凸透镜的三条特殊光线,利用折射时光路是可逆的,作出物体AB ,由图可知;则物体应在主光轴下方,所以物体在图中Ⅰ区域,箭头方向向右斜上方.故选D .考点:此题考查的是凸透镜成像.点评:凸透镜成像的规律涉及四个方面:①物距与焦距的关系;②成像的性质;③像距与焦距来的关系;④应用.只要告诉其中的一个方面,就可以确定其它三个方面的内容.在此题中,根据图示确定了像距与焦距的关系;然后利用凸透镜成像的规律物距与物体与像的大小关系.7.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.8.如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛和凸透镜之间的距离为 26cm 时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像。
下列说法不正确的是( )A .该凸透镜的焦距:13cm>f >10.5cmB .只将蜡烛向右移动,可以在光屏上得到清晰放大的像C .只将蜡烛和光屏互换,可以在光屏上得到清晰放大的像D .将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏靠近凸透镜【答案】B【解析】【分析】【详解】A .观察图示可知在光屏上得到一个清晰缩小的实像,则26cm>2u f =,像距61cm-40cm=21cm v =满足2f v f <<,解得13cm 10.5cm f >>,故A 正确,不符合题意;B .只将蜡烛向右移动,减小了物距,必须增大像距,才可以在光屏上得到清晰放大的像,故B 错误,符合题意;C .像距小于物距,光屏上成倒立、缩小的实像;保持凸透镜不动,只将蜡烛和光屏互换,像距大于物距时,根据光路的可逆性可知,成倒立、放大的实像,故C 正确,不符合题意;D .蜡烛远离凸透镜时,物距增大,为了在光屏上得到清晰的像,应减小像距,光屏应靠近凸透镜,故D 正确,不符合题意。
故选B 。
9.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。
10.物体放在凸透镜前30厘米处;在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。
则()A.焦距可能为18厘米B.此时凸透镜成倒立放大的实像C.当物体远离凸透镜10厘米,移动光屏找到实像后,此实像变大了D.当物体靠近凸透镜10厘米,为了在光屏上得到清晰的实像,光屏应远离透镜10厘米【答案】D【解析】【分析】【详解】AB.由题意可知,物距是30cm,像距20cm,可知物距大于像距;而且此时光屏出现了清晰实像,由凸透镜成像的规律可知,可以判断此时的实像是倒立缩小的实像;而且u f=>30cm2>,故AB不符合题意;则15cm fC.当物体远离凸透镜10厘米时,物距变大,由凸透镜成像的规律可知,像距会变小,像会变小,所以移动光屏找到实像后,此实像变小了,故C不符合题意;D.当物体靠近凸透镜10厘米时,此时的物距变为20cm,由于光路是可逆的,所以为了在光屏上得到清晰的实像此时的像距应该为30cm,即光屏应远离透镜10厘米,故D符合题意。
故选D。
11.如图所示,竖直放置的不透光物体(足够大)中紧密嵌有一凸透镜,透镜左侧两倍焦距处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN,镜面与凸透镜的主光轴垂直,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.遮住透镜的下半部分,则该光具组中,物体AB的成像情况是()A.两个实像,一个虚像B.一个实像,两个虚像C.只有一个虚像D.只有一个实像【答案】D【解析】【详解】①按题意,AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像.②由于成像后的光线是射向右下方的,所以不能在平面镜上成像(平面镜只在主光轴的上方),所以只能成一个实像.③如果平面镜足够大,则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像”又会在平面镜上成一个等大的虚像,平面像反射后的光线又会经凸透镜成一个缩小的倒立的实像(成在凸透镜左侧f与2f之间.此时相当于物距为4f.当然,也要满足凸透镜是足够大了才有此种情况).故选D.【点睛】此题主要考查凸透镜成像规律及其应用,此题的突破点是,AB只有在主光轴上的那点折射后入MN,其它均没有,故只有一个实像.12.小明用自制的“水凸透镜”(向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小)来研究凸透镜成像规律,当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时,如图所示,光屏上原来清晰的像变得模糊,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是()①将光屏靠近“水透镜”②将蜡烛远离“水透镜”③对“水透镜”注水④将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜”A.①和②都行B.②和③都行C.①和③都行D.②和④都行【答案】B【解析】【详解】近视镜是凹透镜,给水透镜戴上近视镜后,相当于减弱了凸透镜的会聚能力,所以像远离了凸透镜,若要在光屏上得到像,须将光平远离透镜;或增大凸透镜的会聚能力,向水透镜中注水。