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1 如图所示为小华将一只透镜放在眼前10 cm处玩赏时的情景,
该透镜是______(填“凹”或“凸”)透镜,透过透镜可见小华眼睛的______(填“虚”或“实”)像,据此推断该透镜的焦距f满足的条件是f______(填“<”“=”或“>”)10 cm.
答案:
【解析】:
本题主要考查凸透镜成像规律的应用,需要根据透镜成像的特点判断透镜类型、像的性质以及焦距的范围。
1. 判断透镜类型:
从图中可以看到,通过透镜能看到正立、放大的像,根据凸透镜和凹透镜的成像特点,凸透镜能成正立、放大的虚像,而凹透镜成的是正立、缩小的虚像,所以该透镜是凸透镜。
2. 判断像的性质:
因为此时像和物体在透镜的同侧,且是正立、放大的,符合虚像的特点(虚像是由折射光线的反向延长线相交形成的,不能用光屏承接,且像和物体在透镜同侧),所以透过透镜可见小华眼睛的虚像。
3. 推断焦距的范围:
凸透镜成正立、放大虚像的条件是物距小于焦距,即$u\lt f$。已知透镜放在眼前$10cm$处,也就是物距$u = 10cm$,所以$f\gt10cm$。
【答案】:
凸;虚;>
本题主要考查凸透镜成像规律的应用,需要根据透镜成像的特点判断透镜类型、像的性质以及焦距的范围。
1. 判断透镜类型:
从图中可以看到,通过透镜能看到正立、放大的像,根据凸透镜和凹透镜的成像特点,凸透镜能成正立、放大的虚像,而凹透镜成的是正立、缩小的虚像,所以该透镜是凸透镜。
2. 判断像的性质:
因为此时像和物体在透镜的同侧,且是正立、放大的,符合虚像的特点(虚像是由折射光线的反向延长线相交形成的,不能用光屏承接,且像和物体在透镜同侧),所以透过透镜可见小华眼睛的虚像。
3. 推断焦距的范围:
凸透镜成正立、放大虚像的条件是物距小于焦距,即$u\lt f$。已知透镜放在眼前$10cm$处,也就是物距$u = 10cm$,所以$f\gt10cm$。
【答案】:
凸;虚;>
2 教材P71图3-23·拓展 当蜡烛、透镜甲和光屏放置在如图所示的位置时,烛焰在光屏上成清晰的像,现保持蜡烛和透镜的位置不变,将透镜甲更换为透镜乙后,需将光屏向右移动距离s,方可在光屏上再次成清晰的像,则( ).
A.透镜甲的焦距为15.0 cm
B.透镜甲的焦距比乙的大
C.两次的成像性质可能相同
D.光屏移动的距离s一定大于10 cm
A.透镜甲的焦距为15.0 cm
B.透镜甲的焦距比乙的大
C.两次的成像性质可能相同
D.光屏移动的距离s一定大于10 cm
答案:
解:由图可知,蜡烛在10cm刻度线处,透镜甲在40cm刻度线处,光屏在65cm刻度线处。
物距u=40cm - 10cm=30cm,像距v=65cm - 40cm=25cm。
A选项:若透镜甲焦距f=15.0cm,u=30cm=2f,此时v应=2f=30cm,而实际v=25cm≠30cm,A错误。
B选项:保持蜡烛和透镜位置不变,更换为透镜乙后光屏需向右移动,即像距v增大。根据凸透镜成像规律,物距u不变时,焦距f越大,像距v越大,故透镜乙的焦距比甲大,即甲的焦距比乙小,B错误。
C选项:第一次u=30cm,v=25cm,u>v,成倒立、缩小的实像;更换透镜乙后,u不变,v增大,若v>u,可能成倒立、放大的实像,成像性质不同,C错误。
D选项:设透镜乙焦距为f乙,甲焦距为f甲,由成像公式1/f=1/u + 1/v,对甲:1/f甲=1/30 + 1/25=11/150,f甲≈13.6cm;假设乙的f乙稍大于甲,如f乙=15cm,1/15=1/30 + 1/v乙,v乙=30cm,s=30cm - 25cm=5cm<10cm;若f乙=20cm,1/20=1/30 + 1/v乙,v乙=60cm,s=60cm - 25cm=35cm>10cm,所以s不一定大于10cm,D错误。
答案:无正确选项(注:原题选项可能存在疏漏,按上述分析A、B、C、D均错误)。
物距u=40cm - 10cm=30cm,像距v=65cm - 40cm=25cm。
A选项:若透镜甲焦距f=15.0cm,u=30cm=2f,此时v应=2f=30cm,而实际v=25cm≠30cm,A错误。
B选项:保持蜡烛和透镜位置不变,更换为透镜乙后光屏需向右移动,即像距v增大。根据凸透镜成像规律,物距u不变时,焦距f越大,像距v越大,故透镜乙的焦距比甲大,即甲的焦距比乙小,B错误。
C选项:第一次u=30cm,v=25cm,u>v,成倒立、缩小的实像;更换透镜乙后,u不变,v增大,若v>u,可能成倒立、放大的实像,成像性质不同,C错误。
D选项:设透镜乙焦距为f乙,甲焦距为f甲,由成像公式1/f=1/u + 1/v,对甲:1/f甲=1/30 + 1/25=11/150,f甲≈13.6cm;假设乙的f乙稍大于甲,如f乙=15cm,1/15=1/30 + 1/v乙,v乙=30cm,s=30cm - 25cm=5cm<10cm;若f乙=20cm,1/20=1/30 + 1/v乙,v乙=60cm,s=60cm - 25cm=35cm>10cm,所以s不一定大于10cm,D错误。
答案:无正确选项(注:原题选项可能存在疏漏,按上述分析A、B、C、D均错误)。
3 在如图所示的情景中,光屏上呈现烛焰清晰的像(未画出).如果保持透镜在50 cm刻度线处不动,将点燃的蜡烛移至光具座上18 cm刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,应该进行的操作以及光屏上像的大小变化情况是( ).
A.将光屏左移,像变小
B.将光屏右移,像变小
C.将光屏左移,像变大
D.将光屏右移,像变大
A.将光屏左移,像变小
B.将光屏右移,像变小
C.将光屏左移,像变大
D.将光屏右移,像变大
答案:
解:由图可知,初始时蜡烛在10cm刻度线处,透镜在50cm刻度线处,光屏在70cm刻度线处。
物距$u = 50cm - 10cm = 40cm$,像距$v = 70cm - 50cm = 20cm$。
此时$u>v$,成倒立、缩小的实像,满足$u>2f$,$f<v<2f$,即$40cm>2f$,$f<20cm<2f$,解得$10cm<f<20cm$。
将蜡烛移至18cm刻度线处,新物距$u' = 50cm - 18cm = 32cm$。
因为$10cm<f<20cm$,所以$2f$的范围为$20cm<2f<40cm$,此时$u' = 32cm$处于$f<u'<2f$(因为$32cm$在$20cm$到$40cm$之间),成倒立、放大的实像,像距$v'>2f$。
由于物距减小,根据凸透镜成像规律,像距增大,像变大,所以应将光屏右移。
结论:将光屏右移,像变大。
答案:D
物距$u = 50cm - 10cm = 40cm$,像距$v = 70cm - 50cm = 20cm$。
此时$u>v$,成倒立、缩小的实像,满足$u>2f$,$f<v<2f$,即$40cm>2f$,$f<20cm<2f$,解得$10cm<f<20cm$。
将蜡烛移至18cm刻度线处,新物距$u' = 50cm - 18cm = 32cm$。
因为$10cm<f<20cm$,所以$2f$的范围为$20cm<2f<40cm$,此时$u' = 32cm$处于$f<u'<2f$(因为$32cm$在$20cm$到$40cm$之间),成倒立、放大的实像,像距$v'>2f$。
由于物距减小,根据凸透镜成像规律,像距增大,像变大,所以应将光屏右移。
结论:将光屏右移,像变大。
答案:D
4 教室里用投影仪放映课件时,银幕上出现了正常画面,若有一只小虫正好落在投影仪的镜头上,此时对画面的影响是( ).
A.画面变得模糊
B.画面稍微变暗了一些
C.画面上出现该小虫清晰的像
D.画面上出现该小虫的像,但不清晰
A.画面变得模糊
B.画面稍微变暗了一些
C.画面上出现该小虫清晰的像
D.画面上出现该小虫的像,但不清晰
答案:
【解析】:
这个问题考察的是凸透镜成像规律的应用,特别是当物体(如小虫)落在镜头上时,对成像的影响。
首先,需要理解投影仪的工作原理:投影仪利用凸透镜成像的规律,将课件的图像投射到银幕上。当图像通过凸透镜时,它会在镜头的另一侧形成一个倒立、放大的实像。
接下来,分析小虫落在镜头上时的情况:
小虫落在镜头上,会阻挡部分光线通过镜头。由于小虫本身很小,并且它落在镜头上,并不会改变课件图像通过凸透镜形成的实像的位置或大小,只是会阻挡一部分光线。
由于小虫阻挡的是部分光线,而不是改变成像的光路,所以银幕上的画面仍然会保持清晰,只是亮度会因为光线的减少而稍微变暗。
现在,逐一分析选项:
A. 画面变得模糊 - 这不正确,因为小虫并没有改变成像的光路,只是阻挡了部分光线,所以画面不会变得模糊。
B. 画面稍微变暗了一些 - 这是正确的。由于小虫阻挡了部分光线,所以银幕上的画面会稍微变暗。
C. 画面上出现该小虫清晰的像 - 这不正确。小虫落在镜头上,并不会在银幕上形成其清晰的像。
D. 画面上出现该小虫的像,但不清晰 - 这也不正确。同样,小虫并不会在银幕上形成其像。
综上所述,正确答案是B:画面稍微变暗了一些。
【答案】:
B
这个问题考察的是凸透镜成像规律的应用,特别是当物体(如小虫)落在镜头上时,对成像的影响。
首先,需要理解投影仪的工作原理:投影仪利用凸透镜成像的规律,将课件的图像投射到银幕上。当图像通过凸透镜时,它会在镜头的另一侧形成一个倒立、放大的实像。
接下来,分析小虫落在镜头上时的情况:
小虫落在镜头上,会阻挡部分光线通过镜头。由于小虫本身很小,并且它落在镜头上,并不会改变课件图像通过凸透镜形成的实像的位置或大小,只是会阻挡一部分光线。
由于小虫阻挡的是部分光线,而不是改变成像的光路,所以银幕上的画面仍然会保持清晰,只是亮度会因为光线的减少而稍微变暗。
现在,逐一分析选项:
A. 画面变得模糊 - 这不正确,因为小虫并没有改变成像的光路,只是阻挡了部分光线,所以画面不会变得模糊。
B. 画面稍微变暗了一些 - 这是正确的。由于小虫阻挡了部分光线,所以银幕上的画面会稍微变暗。
C. 画面上出现该小虫清晰的像 - 这不正确。小虫落在镜头上,并不会在银幕上形成其清晰的像。
D. 画面上出现该小虫的像,但不清晰 - 这也不正确。同样,小虫并不会在银幕上形成其像。
综上所述,正确答案是B:画面稍微变暗了一些。
【答案】:
B
5 小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验,当他把烛焰移到距透镜18 cm的位置时,在光屏上观察到倒立、放大的清晰的像.他判断凸透镜焦距可能是①6 cm、②9 cm、③12 cm、④16 cm,其中正确的是( ).
A.①②
B.②③
C.①④
D.③④
A.①②
B.②③
C.①④
D.③④
答案:
【解析】:
本题主要考查凸透镜成像规律的应用。
首先,需要知道凸透镜成像的几种情况及其对应的物距和像距关系:
当物距$u > 2f$时,成倒立、缩小的实像,像距$f < v < 2f$;
当物距$f < u < 2f$时,成倒立、放大的实像,像距$v > 2f$;
当物距$u = 2f$时,成倒立、等大的实像,像距$v = 2f$;
当物距$u < f$时,成正立、放大的虚像,像和物在同侧。
根据题目描述,烛焰移到距透镜$18cm$的位置时,在光屏上观察到倒立、放大的清晰的像。这说明物距$u = 18cm$满足$f < u < 2f$的条件。
将物距$u = 18cm$代入不等式$f < u < 2f$,得到:
$f < 18cm < 2f$,
解这个不等式组,可以得到焦距$f$的取值范围:
$9cm < f < 18cm$,
然后,根据题目给出的选项,判断哪个焦距值在这个范围内。选项①$6cm$和②$9cm$都不在范围内,而选项③$12cm$和④$16cm$都在范围内。
但是,由于题目要求选择一个焦距值,且当$f=12cm$时,满足$f< 18cm=1.5f< 2f$,是严格满足题目条件的,而当$f$取更大值时会越来越接近不满足$1.5f< 2f$,所以③$12cm$是更符合题目条件的答案,同时④$16cm$也满足条件。
【答案】:D.③④。
本题主要考查凸透镜成像规律的应用。
首先,需要知道凸透镜成像的几种情况及其对应的物距和像距关系:
当物距$u > 2f$时,成倒立、缩小的实像,像距$f < v < 2f$;
当物距$f < u < 2f$时,成倒立、放大的实像,像距$v > 2f$;
当物距$u = 2f$时,成倒立、等大的实像,像距$v = 2f$;
当物距$u < f$时,成正立、放大的虚像,像和物在同侧。
根据题目描述,烛焰移到距透镜$18cm$的位置时,在光屏上观察到倒立、放大的清晰的像。这说明物距$u = 18cm$满足$f < u < 2f$的条件。
将物距$u = 18cm$代入不等式$f < u < 2f$,得到:
$f < 18cm < 2f$,
解这个不等式组,可以得到焦距$f$的取值范围:
$9cm < f < 18cm$,
然后,根据题目给出的选项,判断哪个焦距值在这个范围内。选项①$6cm$和②$9cm$都不在范围内,而选项③$12cm$和④$16cm$都在范围内。
但是,由于题目要求选择一个焦距值,且当$f=12cm$时,满足$f< 18cm=1.5f< 2f$,是严格满足题目条件的,而当$f$取更大值时会越来越接近不满足$1.5f< 2f$,所以③$12cm$是更符合题目条件的答案,同时④$16cm$也满足条件。
【答案】:D.③④。
6 小明自制了一个简易投影仪(如图所示),在暗室中将印有奥运五环(蓝、黑、红、黄、绿五色环)标志的透明胶片,贴在发白光的手电筒上,并正对着焦距为10 cm的凸透镜.调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置,在墙上看到一个清晰正立、放大的像.下列说法错误的是( ).
A.手电筒与凸透镜的距离应大于10 cm、小于20 cm,且胶片应倒立放置
B.能从不同角度看到墙上五环标志的像,是因为光在墙面上发生的是漫反射
C.手电筒与凸透镜的距离应大于20 cm,且白墙到透镜的距离应大于10 cm、小于20 cm
D.在白色的墙上蒙上一层红布,可以看到奥运标志的像的颜色只有红色和黑色
A.手电筒与凸透镜的距离应大于10 cm、小于20 cm,且胶片应倒立放置
B.能从不同角度看到墙上五环标志的像,是因为光在墙面上发生的是漫反射
C.手电筒与凸透镜的距离应大于20 cm,且白墙到透镜的距离应大于10 cm、小于20 cm
D.在白色的墙上蒙上一层红布,可以看到奥运标志的像的颜色只有红色和黑色
答案:
【解析】:
本题可根据凸透镜成像规律、漫反射的特点以及物体颜色的相关知识来逐一分析选项。
选项A:
根据凸透镜成像规律,当$f\lt u\lt 2f$时,成倒立、放大的实像,已知凸透镜焦距$f = 10cm$,所以手电筒与凸透镜的距离(物距$u$)应大于$10cm$、小于$20cm$。
因为投影仪成的是倒立的像,所以胶片应倒立放置,该选项正确。
选项B:
漫反射是指当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射。
能从不同角度看到墙上五环标志的像,是因为光在墙面上发生漫反射,该选项正确。
选项C:
由凸透镜成像规律可知,当$f\lt u\lt 2f$时,成倒立、放大的实像,此时$v\gt 2f$。
已知$f = 10cm$,则手电筒与凸透镜的距离应大于$10cm$、小于$20cm$,白墙到透镜的距离(像距$v$)应大于$20cm$,而不是大于$20cm$,该选项错误。
选项D:
不透明物体的颜色由它反射的色光决定,白色物体反射所有色光,黑色物体吸收所有色光。
在白色的墙上蒙上一层红布,红布只能反射红光,吸收其他色光。
当看到奥运标志的像时,五环中本身是红色的部分反射红光,我们看到是红色;而五环中其他颜色的部分不能反射红光,被红布吸收,我们看到是黑色,所以可以看到奥运标志的像的颜色只有红色和黑色,该选项正确。
【答案】:C。
本题可根据凸透镜成像规律、漫反射的特点以及物体颜色的相关知识来逐一分析选项。
选项A:
根据凸透镜成像规律,当$f\lt u\lt 2f$时,成倒立、放大的实像,已知凸透镜焦距$f = 10cm$,所以手电筒与凸透镜的距离(物距$u$)应大于$10cm$、小于$20cm$。
因为投影仪成的是倒立的像,所以胶片应倒立放置,该选项正确。
选项B:
漫反射是指当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时,表面会把光线向着四面八方反射。
能从不同角度看到墙上五环标志的像,是因为光在墙面上发生漫反射,该选项正确。
选项C:
由凸透镜成像规律可知,当$f\lt u\lt 2f$时,成倒立、放大的实像,此时$v\gt 2f$。
已知$f = 10cm$,则手电筒与凸透镜的距离应大于$10cm$、小于$20cm$,白墙到透镜的距离(像距$v$)应大于$20cm$,而不是大于$20cm$,该选项错误。
选项D:
不透明物体的颜色由它反射的色光决定,白色物体反射所有色光,黑色物体吸收所有色光。
在白色的墙上蒙上一层红布,红布只能反射红光,吸收其他色光。
当看到奥运标志的像时,五环中本身是红色的部分反射红光,我们看到是红色;而五环中其他颜色的部分不能反射红光,被红布吸收,我们看到是黑色,所以可以看到奥运标志的像的颜色只有红色和黑色,该选项正确。
【答案】:C。
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