一、初中物理凸透镜成像的规律
1.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】 【分析】 【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。
2.凸透镜成像实验中,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰放大的像,则下面说法正确的是
A.将物体靠近透镜后,无论如何移动光屏,光屏上都不能呈现物体的像,则一定成虚像 B.保持透镜位置不变,将物体和光屏位置互换,一定可以在光屏上得到清晰缩小的像 C.如果物体靠近透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必须远离透镜且光屏移动距离小于物体移动距离
D.将透镜遮挡一部分,则一定不能成完整的像 【答案】B 【解析】 【详解】
A.由题意可知,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰放大的像,说明此时
2f?u?f,v?2f;将物体靠近透镜后,只要物距仍在2f?u?f这个范围,此时只
需要把光屏远离凸透镜,还可以成放大的实像;故A项错误;
B.保持透镜位置不变,将物体和光屏位置互换后,此时2f?v?f,u?2f,故此一定可以在光屏上得到清晰缩小的像;故B项正确;
C.物体靠近透镜即物距减小,像距增大,光屏应远离透镜,当u?2f时光屏移动距离小于物体移动距离,当2f?u?f时光屏移动距离大于物体移动距离,故C项错误; D.凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,仍然完整;由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱,像会变暗。故D项错误;
3.某同学在做凸透镜成像实验时,当物距u =30厘米,像距v = 20厘米时,光屏上呈现烛焰清晰的像。若烛焰移到离凸透镜12厘米处,所成的像一定是 A.倒立的 【答案】C 【解析】 【详解】
当物距u=30cm,像距v=20cm时,光屏上呈现烛焰清晰的像, 所以
B.正立的
C.放大的
D.缩小的
30cm>2f, 2f>20cm>f,
所以凸透镜的焦距为:
10cm<f<15cm。
若将烛焰置于距凸透镜12cm处时,即u=12cm,有两种情况:若焦距在10cm和12cm之间则
f<u<2f,
物体通过凸透镜成倒立、放大的实像;若焦距在12cm和15cm之间,则
u<f,
物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。由以上知,故只有C 正确。 故选C。
4.如图所示,将点燃的蜡烛放在距凸透镜20cm处时,在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像,若保持蜡烛的位置不变,更换一个焦距为15cm的凸透镜,要想在屏上出现清晰像,下列操作可行的是
A.使屏远离透镜 C.使屏向上移动
B.使屏靠近透镜 D.使屏向下移动
【答案】A 【解析】 【详解】
根据题意,当物距20cm时,在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大的像,由凸透镜成像规律知,此时u=v=2f=20cm,则焦距为f=10cm;更换凸透镜焦距为15cm时,15cm<20cm<30cm,即蜡烛在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,此时凸透镜成倒立、放大的实像,像距为v>2f=30cm,则屏应远离透镜才能出现清晰像.故A正确.
5.如图所示,凸透镜竖直放置,凸透镜焦距f,现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,且f A.【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 B. C. D. 将点光源S运动的轨迹看成一个物体,在物体上找出四个点:上、下、左、右各一个,利用凸透镜成像的规律作出像点,可以发现,四个点正好围成一个不规则的圆,且转动方向为逆时针,所以像点运动图象是选项D的形状; 故选D. 6.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 C.像距为18cm,且成缩小的实像 【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。 B.像距为36cm,且成放大的实像 D.像距为18cm,且成放大的虚像 7.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO A.f=10cm C.f=8cm 【答案】C 【解析】 【详解】 B.f= 5cm D.f= 12cm 由于AC为入射光线,CB为折射光线,且AO f 已知AO=10m,则 f<10m<2f 解得 5m 故选C。 8.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下:透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为( ) A.f甲?f乙?f丙 C.f甲?f乙?f丙 【答案】B 【解析】 【详解】 在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距u相等,甲透镜成放大、倒立的实像,说明2f甲>u>f甲,所以u>f甲>以f乙<B.f丙?f甲?f乙 D.f乙?f丙?f甲 u;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明u>2f乙,所2u;丙透镜成放大、正立的虚像,说明f丙>u;所以,f丙>f甲>f乙。 2故选B。 9.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.利用了这一原理制成了照相机 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,会在光屏上成一个清晰倒立、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个清晰的像 【答案】C 【解析】 【详解】 A.从图中可以看到,蜡烛物距u?20cm,像距v?30cm,可知u?v,而照相机的是 u?v,A错误; B.根据凸透镜成像的规律可知,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,像是逐渐变小的,B错误; C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路的可逆性,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像,C正确; D.由题意可知f?10cm,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45 cm刻度线处,此时u=5cm,u?f,会成正立放大的虚像,适当移动光屏是不能得到清晰的像,D错误. 10.某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,用了探究凸透镜成像规律的装置做实验,他将远视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间,调节光屏和凸透镜之间的距离,在光屏上看到烛焰清晰的像。取下远视眼镜片,光屏上原来清晰的像变模糊了;要想使光屏上的像再次变得清晰,下列调节方法可行的是( ) ①保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏靠近凸透镜 ②保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏远离凸透镜 ③保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛远离凸透镜 ④保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛靠近凸透镜 A.② ③ 【答案】A B.① ④ C.② ④ D.① ③