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1、素養(yǎng)全練3 透鏡及其應(yīng)用
基礎(chǔ)夯實(shí)
1.(2018·四川涼山中考)在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)蠟燭移動(dòng)到離凸透鏡的距離為20 cm時(shí),若凸透鏡的焦距為10 cm,則移動(dòng)凸透鏡另一側(cè)的光屏,直到光屏上得到燭焰清晰的像,此像的性質(zhì)是 的實(shí)像。?
答案:倒立等大
解析:當(dāng)u=20cm=2f時(shí),在另一側(cè)距凸透鏡20cm處的光屏上可以得到一個(gè)與蠟燭倒立等大的實(shí)像。
2.(2018·山東東營(yíng)中考)東營(yíng)市開(kāi)展了“紅色電影進(jìn)社區(qū)”活動(dòng),受到居民好評(píng)。電影放映機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè) (選填“凸透鏡”或“凹透鏡”),電影放映時(shí)在銀幕上形成的是 立、放大的實(shí)像。?
答案:凸透鏡 倒
2、
解析:放映機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡,投影片放置在一倍焦距和二倍焦距之間時(shí),在銀幕上所成的像是倒立、放大的實(shí)像。
3.(2018·安徽阜陽(yáng)三模)如圖所示是裝有水的圓柱形玻璃杯,將鉛筆靠近玻璃杯的后面,透過(guò)玻璃杯可以看到筆尖指向左側(cè),此時(shí)成像為正立、 的虛像。?
答案:放大
解析:裝有水的圓柱形玻璃杯,其構(gòu)造相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,即中間厚,邊緣薄,所以將鉛筆靠近玻璃杯的后面,相當(dāng)于將鉛筆放在凸透鏡的1倍焦距以?xún)?nèi),故能看到鉛筆一個(gè)正立放大的虛像。
4.(2018·安徽濉溪模擬)如圖甲是照相機(jī)鏡頭成像原理示意圖。某同學(xué)站在同一地點(diǎn)用數(shù)碼相機(jī)(焦距可調(diào))拍下了遠(yuǎn)近不同的合肥市政府大樓,如圖
3、乙、丙所示。結(jié)合圖分析可知,拍攝照片 時(shí),鏡頭焦距調(diào)的較大。?
答案:丙
解析:因?yàn)榻裹c(diǎn)在凸透鏡的主光軸上,且平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚過(guò)焦點(diǎn),所以F點(diǎn)是焦點(diǎn)。如下圖,當(dāng)物距相同時(shí),凸透鏡焦距為OF'時(shí),作出物體AB的像A″B″;凸透鏡焦距為OF時(shí),物體AB的像是A'B',OF小于OF',像A″B″大于像A'B',所以在物距相同時(shí),焦距越小,像越小。所以拍攝乙圖時(shí),焦距要調(diào)小。拍攝丙圖時(shí),鏡頭焦距調(diào)的較大。
5.(2018·安徽長(zhǎng)豐三模)如圖為某透鏡成像的一種情況,其中AB是物體,CD是主光軸,MN是AB的像,試在圖上的適當(dāng)位置畫(huà)上合適的透鏡,并用作圖法作出該透鏡
4、右側(cè)的焦點(diǎn)F。
答案:如圖所示。
解析:由圖可知,透鏡成正立、放大的像,所以該透鏡為凸透鏡,且物體在一倍焦距之內(nèi)。
由于過(guò)凸透鏡光心的光線(xiàn)傳播方向不變,則連接MA并延長(zhǎng)交主光軸于一點(diǎn),該點(diǎn)是凸透鏡的光心O,過(guò)光心O作一個(gè)凸透鏡。
由于平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后過(guò)焦點(diǎn),所以,由A點(diǎn)向凸透鏡作平行于主光軸的光線(xiàn)AD,連接MD并延長(zhǎng)交主光軸于一點(diǎn)F,F即為凸透鏡右側(cè)的焦點(diǎn)。
6.(2018·遼寧大連中考)人的眼球好像一架照相機(jī),晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于 鏡,來(lái)自物體的光在視網(wǎng)膜上形成物體的縮小、 的實(shí)像。?
答案:凸透 倒立
解析:人的眼球好像一架照相機(jī),晶狀
5、體和角膜的共同作用相當(dāng)于凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏;我們看物體時(shí),是通過(guò)睫狀肌的伸縮來(lái)調(diào)節(jié)晶狀體的彎曲程度,改變晶狀體的焦距,使遠(yuǎn)近不同的物體都能在視網(wǎng)膜上形成清晰的縮小、倒立的實(shí)像。
7.(2018·四川成都中考)在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,某次實(shí)驗(yàn)的成像情況如圖所示,小組成員提出“有哪些方法可以讓光屏上的像變大”的問(wèn)題,經(jīng)過(guò)討論后形成兩個(gè)方案,而且結(jié)果都達(dá)到目的。方案一:保持蠟燭和光屏的位置不動(dòng),只將凸透鏡向 移動(dòng)適當(dāng)距離;方案二:保持凸透鏡位置不動(dòng),將蠟燭和光屏都向 移動(dòng)。?
答案:左 右
解析:物距大于像距,成倒立縮小的實(shí)像,保持蠟燭和光屏的位置不動(dòng),將凸透鏡向左移動(dòng)
6、,根據(jù)光路的可逆性,則物距在一倍焦距和二倍焦距之間時(shí),光屏上就會(huì)成倒立、放大的實(shí)像;
保持凸透鏡的位置不變,如果要想在光屏上得到大一些的清晰的像,應(yīng)減小物距,增大像距,即將蠟燭右移,光屏右移。
8.(2018·青海中考)“眼睛是心靈的窗戶(hù)”,我們應(yīng)該保護(hù)好自己的眼睛。但有些同學(xué)因?yàn)椴涣剂?xí)慣導(dǎo)致眼睛近視了。如圖所示,是近視眼成因示意圖,造成近視眼的原因是晶狀體 (填“薄”或“厚”),折光能力太強(qiáng),使遠(yuǎn)處某點(diǎn)的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜的 (選填“前面”或“后面”),要用 (選填“凸透鏡”或“凹透鏡”)來(lái)矯正。?
答案:厚 前面 凹透鏡
解析:眼睛看物體時(shí)成的像在視網(wǎng)膜上,且晶狀體
7、和角膜的共同作用相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,當(dāng)晶狀體太厚,或折光能力太強(qiáng),或者眼球在前后方向上太長(zhǎng),來(lái)自遠(yuǎn)處的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜前,人就只能看清近處的物體,看不清遠(yuǎn)處的物體,因凹透鏡對(duì)光線(xiàn)有發(fā)散作用,在近視眼睛前面放一個(gè)凹透鏡,就能使來(lái)自遠(yuǎn)處物體的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜上。
9.(2018·山西中考)如圖甲所示,在圓柱形水杯后面放一張畫(huà)有箭頭的紙條,往杯中倒入適量水,透過(guò)水杯,看到一個(gè)箭頭改變了方向(如圖乙),這是為什么呢?要解決這個(gè)問(wèn)題,首先應(yīng)抓住影響這個(gè)問(wèn)題的主要因素,圓柱形水杯裝有水的部分具有 的特征,忽略影響這個(gè)問(wèn)題的次要因素:物體的材質(zhì)等,構(gòu)建凸透鏡模型進(jìn)行研究。根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可以判
8、定,看到這個(gè)方向改變的箭頭是放大的 (選填“實(shí)像”或“虛像”)。凸透鏡的這一成像規(guī)律在生活中的應(yīng)用有 (選填“照相機(jī)”或“投影儀”)。?
答案:中間厚、邊緣薄 實(shí)像 投影儀
解析:由題知,圓柱形水杯裝有水的部分具有中間厚、邊緣薄的特點(diǎn),這是主要因素,在分析時(shí),忽略掉了透光、材質(zhì)等次要因素,從而構(gòu)建凸透鏡模型。
由題意可知,透過(guò)乙杯看到的箭頭卻是一個(gè)反向(即上下顛倒、左右顛倒)且放大的像,即成倒立、放大的實(shí)像,說(shuō)明物體在一倍焦距到二倍焦距之間,其原理與投影儀相同。
10.(2018·內(nèi)蒙古通遼中考)如圖,手機(jī)掃描二維碼,相當(dāng)于給二維碼拍了一張照片,手機(jī)攝像頭相當(dāng)于凸透鏡,影
9、像傳感器相當(dāng)于光屏,下列說(shuō)法正確的是( )
A.物體上的二維碼是光源
B.掃碼時(shí)二維碼要位于攝像頭二倍焦距以外
C.要使屏幕上二維碼的像變小,只需將二維碼靠近凸透鏡
D.影像傳感器上成的是正立的實(shí)像
答案:B
解析:二維碼本身不發(fā)光,不是光源,故A錯(cuò)誤;手機(jī)攝像頭相當(dāng)于凸透鏡,其是利用物體在2倍焦距以外,像成在另一側(cè)的1倍焦距和2倍焦距之間,成倒立縮小實(shí)像的原理制作的,故B正確;如果要讓像變小一些,凸透鏡成實(shí)像時(shí),物遠(yuǎn)像近像變小,應(yīng)增大物距,應(yīng)將二維碼遠(yuǎn)離凸透鏡,故C錯(cuò)誤;手機(jī)攝像頭相當(dāng)于凸透鏡,影像傳感器相當(dāng)于光屏,影像傳感器上成的是倒立縮小的實(shí)像,故D錯(cuò)誤。
11.(2
10、018·四川自貢中考)關(guān)于凸透鏡的應(yīng)用,下列說(shuō)法正確的是( )
A.凸透鏡成的像都是實(shí)像
B.照相時(shí),景物在鏡頭二倍焦距以?xún)?nèi)
C.投影儀中的投影片放在鏡頭二倍焦距以外
D.遠(yuǎn)視眼鏡利用了凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用
答案:D
解析:凸透鏡可以成實(shí)像,也可以成虛像,當(dāng)u
11、鏡利用了凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用,可使光線(xiàn)提前會(huì)聚,故D正確。
12.(2018·湖北咸寧中考)一凸透鏡的焦距為15 cm,將點(diǎn)燃的蠟燭從離凸透鏡40 cm處沿主光軸移到20 cm處的過(guò)程中,像的大小和像距的變化情況是( )
A.像變大,像距變大 B.像變小,像距變小
C.像變大,像距變小 D.像變小,像距變大
答案:A
解析:凸透鏡的焦距是15cm,將點(diǎn)燃的蠟燭從離凸透鏡40cm處移到20cm處的過(guò)程中,物距始終大于焦距,因此凸透鏡成實(shí)像,由于物距減小,則像距變大,像變大。
13.(2018·安徽合肥模擬)下面是四位同學(xué)組裝的凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)操作示
12、意圖,其中可能在光屏上得到清晰的像的是( )
答案:B
解析:物距小于f,此時(shí)成虛像,不能在光屏上呈現(xiàn),所以A錯(cuò)誤;物距大于2f,此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像,像距處于f和2f之間,所以B正確;燭焰低于主光軸,此時(shí)像應(yīng)成在主光軸的上方,而光屏偏低,所以不能在光屏上成像,C錯(cuò)誤;實(shí)像與物體在凸透鏡的兩側(cè),燭焰的像應(yīng)成在凸透鏡的左側(cè),所以不能在光屏上成像,所以D錯(cuò)誤。
14.(2018·安徽合肥廬陽(yáng)區(qū)二模)如圖所示,小麗和小明相距2 m,通過(guò)同一塊焦距為15 cm的凸透鏡看對(duì)方,小明剛好通過(guò)透鏡能看到小麗眼睛正立的像,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.此時(shí)小麗的眼睛在凸透鏡的一倍焦距以外
13、
B.小麗的手將透鏡水平向右靠近小明一定距離,可能看到小明正立的像
C.小麗的手將透鏡水平向右靠近小明一定距離,可能看到小明倒立的像
D.小麗的手將透鏡水平向右靠近小明一定距離,可能看到小明放大的像
答案:C
解析:由凸透鏡成像時(shí),u
14、模)蠟燭放在如圖所示位置,通過(guò)凸透鏡成倒立、縮小的像,小紅畫(huà)了圖中的光路。下列說(shuō)法正確的是( )
A.小紅畫(huà)的光路是正確的
B.透鏡成的是虛像
C.透鏡的焦距小于10 cm
D.透鏡的焦距大于20 cm
答案:C
解析:由圖知,物距為20cm,已知物體經(jīng)凸透鏡折射后成倒立、縮小的像,說(shuō)明物體在二倍焦距之外,即20cm>2f,所以f<10cm,故C正確、D錯(cuò)誤;平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后過(guò)焦點(diǎn),而f<10cm,所以折射光線(xiàn)不可能過(guò)凸透鏡右側(cè)的“20cm”處,故A錯(cuò)誤;凸透鏡所成虛像是正立的,已知此時(shí)成的是倒立的像,所以是實(shí)像,故B錯(cuò)誤。
16.(2018·貴州六盤(pán)水中考
15、)測(cè)繪人員繪制地圖時(shí),常需要從高空飛機(jī)上向地面拍照,若使用的相機(jī)鏡頭焦距為50 mm,則膠片與鏡頭的距離應(yīng)為( )
A.100 mm以外 B.恰為50 mm
C.50 mm以?xún)?nèi) D.略大于50 mm
答案:D
解析:u>2f,成倒立、縮小的實(shí)像,應(yīng)用于照相機(jī)。膠片和鏡頭之間的距離是像距,像距大于一倍焦距,小于二倍焦距。
17.(2018·浙江寧波中考)為了研究眼的成像原理,小科自主研制了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。用水透鏡模擬眼的晶狀體,通過(guò)注水或抽水可改變水透鏡凸度大小。光屏和水透鏡固定在光具座如圖所示的位置。點(diǎn)燃蠟燭后,調(diào)節(jié)水透鏡凸度,直至光屏上成一個(gè)清晰倒立、 (選填“放大”“
16、等大”或“縮小”)的實(shí)像。若將點(diǎn)燃的蠟燭向左移動(dòng)一小段距離,要使光屏上重新得到清晰的像,應(yīng)對(duì)水透鏡 (選填“注水”或“抽水”)。?
答案:縮小 抽水
解析:由圖可知,物距大于像距,并且能在光屏上成實(shí)像,所以物距一定是在二倍焦距之外,所以成的是倒立、縮小的實(shí)像;
向左移動(dòng)蠟燭,即此時(shí)的物距變大,像距應(yīng)該變小,即光屏應(yīng)該向左移動(dòng),才能使得像清晰,但若保持光屏和透鏡不變,仍使得像成在光屏上,即需要讓凸透鏡的會(huì)聚能力減弱,即需要讓凸透鏡變薄,故應(yīng)該向外抽水。
能力提升
18.(2018·內(nèi)蒙古赤峰中考)小明同學(xué)在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,先用焦距20 cm的凸透鏡甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
17、,在光屏上得到了清晰的縮小實(shí)像,如圖所示。
(1)他改用10 cm的凸透鏡乙繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),如果不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置,要在光屏上成清晰的像,光屏應(yīng)向 (選填“左”或“右”)移動(dòng)。?
(2)改用10 cm的凸透鏡乙繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),光屏所成清晰的像偏下,要使光屏所成的像移動(dòng)到光屏中央處位置,應(yīng)使凸透鏡向 (選填“上”或“下”)移動(dòng)。?
(3)光屏上得到發(fā)光體清晰的像時(shí),小明不小心用手指尖觸摸到凸透鏡,此時(shí)光屏上 (選填“會(huì)有指尖的像”“會(huì)出現(xiàn)指尖的影子”或“發(fā)光體的像暗了一些”)。?
?導(dǎo)學(xué)號(hào)97404004?
答案:(1)左 (2)上 (3)發(fā)光體的
18、像暗了一些
解析:(1)由“先用焦距為20cm的透鏡甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在屏上得到清晰縮小的實(shí)像”可知,此時(shí)u>2f;
當(dāng)改用焦距為10cm的透鏡乙繼續(xù)實(shí)驗(yàn),不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置,則相當(dāng)于增大了物距,根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí),物遠(yuǎn)像近像變小可知,要在光屏上成清晰的像,光屏將靠近透鏡,即向左;
(2)根據(jù)光線(xiàn)過(guò)光心不改變方向,像成在光屏的下方,要使像成在光屏的中央位置,可以讓蠟燭向下移動(dòng),或凸透鏡向上移動(dòng),或光屏向下移動(dòng)。
(3)不小心用手指指尖觸摸了凸透鏡,由于凸透鏡的其他部分仍能會(huì)聚光線(xiàn)而成像,所以光屏上呈現(xiàn)的仍然是燭焰完整的像,只是此時(shí)的像比手指指尖觸摸前的像要暗一些。
19.(2018
19、·安徽固鎮(zhèn)模擬)佳佳在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“凸透鏡成像規(guī)律”的探究:
(1)如圖是佳佳實(shí)驗(yàn)中的情景,此時(shí)光屏上出現(xiàn)了倒立、等大清晰的像,則凸透鏡的焦距f為 cm;?
(2)佳佳將光屏放到80 cm刻度線(xiàn)處,為了在光屏上承接到清晰的像。他應(yīng)該把蠟燭向 (選填“左”或“右”)移動(dòng),此時(shí)成像的性質(zhì)在實(shí)際中的應(yīng)用是 (選填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”);?
(3)若在實(shí)驗(yàn)(2)基礎(chǔ)上,將蠟燭和光屏的位置互換,光屏上會(huì)出現(xiàn)一個(gè) (選填“放大”“縮小”或“等大”)的像。?
答案:(1)10.0 (2)右 投影儀 (3)縮小
解析:(1)據(jù)圖可知,當(dāng)物距為20.0cm時(shí),
20、成等大的倒立的實(shí)像,所以2f=20.0cm,則f=10.0cm;(2)將光屏放到80cm刻度線(xiàn)處,在光屏上能承接到清晰的像,即此時(shí)像處于2倍焦距以外,物體一定處于另一側(cè)的1倍焦距和2倍焦距之間,故據(jù)圖可知,應(yīng)該將蠟燭向右移動(dòng),此時(shí)成像的性質(zhì)在實(shí)際中的應(yīng)用是投影儀;(3)若在實(shí)驗(yàn)(2)基礎(chǔ)上,將蠟燭和光屏的位置互換,使得蠟燭處于2倍焦距以外,此時(shí)一定能成一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像。
20.(2017·安徽和縣一模)如圖L表示凸透鏡,MN是主光軸,O為光心,F為焦點(diǎn)。請(qǐng)運(yùn)用凸透鏡的特殊光線(xiàn)在圖中畫(huà)出物體AB所成的像的光路圖。如果凸透鏡的焦距為f,物體AB的高度為h1,物體到透鏡的距離為u,像到透鏡的距離為v,請(qǐng)你證明像的高度h2=h1vu。
證明過(guò)凸透鏡光心的光線(xiàn)其傳播方向不變,平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后通過(guò)焦點(diǎn),兩條光線(xiàn)反向延長(zhǎng)線(xiàn)的交點(diǎn)即為A的像點(diǎn),然后過(guò)像點(diǎn)做主光軸的垂線(xiàn)即可得到物體AB所成的像,如下圖所示。
由△AOB∽△A'OB'可得:
ABA'B'=OBOB',即h1h2=uv,
所以h2=h1vu。(本題也可以根據(jù)凸透鏡成實(shí)像來(lái)證明)
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（課標(biāo)通用）安徽省2019年中考物理總復(fù)習(xí) 素養(yǎng)全練3 透鏡及其應(yīng)用試題
