2022年中考物理考点专题复习——探究“凸透镜成像规律”(含解析)

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2022年中考物理考点专题复习——探究“凸透镜成像规律”
1.(2021乳山模拟)用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律,如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像,则光屏到凸透镜的距离可能是    cm(选填“8”、“18”或“28”);把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,应将光屏向    (选填“左”或“右”)调节,才能在光屏上重新成清晰的像。
2.(2021遵义模拟)如图所示为烛焰S经过透镜折射后在光屏上形成清晰的像S′.
(1)此时凸透镜的成像原理与________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同.
(2)请在图中通过作图画出透镜并标出一个焦点F的位置完成此光路图.
3.(2021昭通模拟)用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律,如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像,则光屏到凸透镜的距离可能是    cm(选填“8”、“18”或“28”);把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,应将光屏向    (选填“左”或“右”)调节,才能在光屏上重新成清晰的像。
4.(2021衡阳模拟)小华用光具座、凸透镜、蜡烛,光屏和度尺等实验器材,探究“凸透镜成像的规律”。
(1)为了测量凸透镜的焦距,让一束平行于主光轴的光射向凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现最小,最亮的光斑,用刻度尺测出充斑到凸透镜中心的距离,如图甲所示,凸透镜焦距为   cm;
(2)将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,蜡烛放置在光具座20cm刻度线处,点燃蜡烛,左右移动光屏,出现图乙所示现象(成像清晰),为使像呈现在光屏中央,应将光屏向   (选填“上”或“下”)调节;
(3)保持凸透镜位置不变,调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度,将蜡烛移至34cm刻度线处,移动光屏,直到光屏上再次出现清晰的像,该像是倒立、   (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(4)完成步骤(3)后,保持凸透镜位置不变,将蜡烛继续向左移动10.0cm,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向   (选填“左”或“右”)移动一段距离:透镜位置不变,将蜡烛移到光具座45cm处,此时小华应站在   (填“蜡烛”或“光屏”)一侧,观察蜡烛的像。
(5)完成步骤(3)后,小华借来物理老师的眼镜,并将其靠近凸透镜左侧,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发现清晰的像,说明老师所戴眼镜的镜片是   (选填“凸透”、“凹透”或“平面”)镜,老师的视力缺陷是   (选填“近视”或“远视”)眼。
5.(2021南平模拟)小明用焦距为10cm的凸透镜等器材,探究凸透镜成像规律。
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,点燃蜡烛调节它们的位置如图所示,此时小明发现光屏上的像位于光屏的    (填“上方”或“下方”),为了使像成在光屏中心,应将蜡烛向    调节。
(2)小明正确调节后,在光屏中心承接到了一个倒立、   的实像,这样小明得出了u>2f时凸透镜成像的特点。经过思考,小明觉得自己得出结论的过程不够完善,为了使结论具有普遍性,他应该将蜡烛移到    (填“一倍和二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”)的其它位置进行多次实验。
(3)通过多次实验,小明发现当f<u<2f时,v    (填“<”、“>”或“=”)u。
(4)当u=5cm时,可以观察到正立、放大的虚像,如果让蜡烛靠近透镜,观察到的像将    (填“变大”、“变小”或“不变”)。
6.(2021宁德模拟)如图是某学生小李、小王和小郭三人所做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图。
(1)小郭将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,直至屏上呈现出   的光斑,量出透镜到光斑的距离为10cm,则该凸透镜的焦距为10cm;
(2)小王在凸透镜成像实验中,把蜡烛放在该凸透镜的焦点上,凸透镜固定不动,将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中,在光屏上观察到的现象是大小   的光斑(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
(3)小李同学做实验时,发现烛焰在光屏上的像如图,若要使烛焰在光屏中心成像,只调节光屏,小李应将光屏向   (选填“上”或“下”)移动,当蜡烛距离凸透镜10.3cm时,无论怎么样移动光屏都得不到像,原因是   。
A、像距过大,超过光具座的长度
B、不成像
(4)小郭将烛焰移至距凸透镜5cm处,移动光屏,   在光屏上得到像(选填“能”或“不能”),   (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用这一原理制成的,若拿下光屏,在透镜右侧移动眼睛的位置   (选填“能”或“不能”)看到像。
(5)小李同学将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间,小郭调整蜡烛、透镜和光屏的位置,直到在光屏上得到一个倒立缩小的清晰的像后,再将镜片取下,发现光屏上的像变模糊了,为了使光屏上的像重新变得清晰,在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下,小李应将光屏向   (选填“左”或“右”)移动。
7. (2021长沙模拟)小亮正在做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)当蜡烛、凸透镜与光屏位置如图甲所示时,光屏上出现了蜡烛清晰的像,根据此成像原理,可以制成生活中的_________。
(2)他拿着爷爷的老花镜放在凸透镜的前方(如图乙),调整光屏的位置,直到光屏上出现清晰的像,现在他将老花镜拿走,则应将光屏向______移才会在光屏上再次出现清晰的像。
8.(2021郓城模拟)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,小明利用如图所示的装置进行实验,他先调整烛焰中心、透镜中心及光屏中心位于同一高度上,然后将它们调节到图示位置时,光屏上得到清晰的像。
(1)此时像的特点是什么?____ __(说明像的倒正、大小和虚实)
(2)若保持透镜位置不动,把蜡烛移到零刻度处,则应向______(选填“左”或“右”)移动光屏才能在光屏上再次得到清晰的像,且像的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)若将蜡烛移到20cm刻度处透镜保持不动,移动光屏后再次得到清晰的像,则此时蜡烛经凸透镜成______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像
(4)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的,现将图中虚线圆圈部分行做是人的“眼睛”,当蜡烛远离“眼睛”时,“眼睛”需调节凸透镜的厚度改变其对光线的偏折能力,从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度,则该“眼睛”应该佩戴______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)进行矫正。
9.(2021青岛模拟)在“探究凸透镜成像特点”的实验中,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动,移动蜡烛和光屏至如图所示位置时,光屏上承接到清晰的像。
(1)该凸透镜的焦距为__cm;
(2)将近视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置,此时应将光屏向__(选填“左”或“右”)移动,才能再次承接到清晰的像;
(3)取走近视眼镜片,将蜡烛移到40cm刻度线上时,此时凸透镜的这一成像规律是生活中__(选填“照相机”、“投影仪”“放大镜”)的成像原理,此时观察到的像是__(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的。
10.(2021金昌模拟)如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图1所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为   cm,实验前,应调节水透镜的、烛焰和光屏三者中心在   ,目的是为了使像成在光屏的中央;
(2)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图2所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成   (选填“照相机”或“投影仪”);若仅将蜡烛与光屏位置对调,则在光屏上   (选填“能”或“不能”)看到清晰的像;
(3)在图2所示实验场景下,该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图3所示),当从水透镜中抽出适量的水后,他发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该同学戴的是   眼镜(选填“近视”或“远视”)。随着实验的进行,同学发现,烛焰的像成在光屏的上方,为了使像重新成在光屏中央,他把凸透镜   调。(填“往上”或“往下”)
11.(2021金昌模拟)“小眼镜”成为全社会的“大关切”,有人大代表建议要高度重视近视低龄化问题。
(1)如图甲所示,正常人眼看远近不同物体时能实现自动变焦,使物体都成像在   上,看清近处物体时的焦距   (选填“大于”、“等于”或“小于”)看清远处物体时的焦距。
(2)如图乙所示,现流行的全飞秒近视手术,在眼角膜上削去一部分并从切口取出,从而使角膜形成一个   (选填“凸透镜”或“凹透镜”)的形状,达到矫正近视的目的,但也有一定的后遗症。
12.(2021蓬安模拟)在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜折射后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,凸透镜对光线具有   作用。
(2)实验前,调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在   。
(3)调整后,把蜡烛放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、   的实像(填写像的性质);   (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向   (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
13.(2021佛山模拟)如图甲所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小楠用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,并用蜡烛作光源,实验装置如图乙所示。
(1)该凸透镜的焦距为    cm。
(2)实验前要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在    。
(3)当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时,光屏上得到一个清晰的像,该像是一个倒立、   (选填“放大”或“缩小”)的实像,此时所成的像与    所成的像性质相同(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(4)如果她将蜡烛移到图乙中30cm刻度线处,这时光屏应向    (选填“左”或“右”)移动才能在光屏上得到清晰的像。
(5)在图甲的位置,如果在光屏的位置换上点燃的蜡烛,再把光屏放在凸透镜的左边并调整距离    (填“可以”或“不可以”)在光屏上得到蜡烛的像。
14.(2021江西模拟)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲,平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=   cm;
(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,则光屏上   (选填“能”或“不能”)再次呈现清晰的像;
(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中   处能观察到蜡烛的像。
(4)实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像   。
A.只出现蜡烛像的上半部分 B.只出现蜡烛像的下半部分
C.出现蜡烛完整的像,但像更小了 D.像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
15.(2021汕头模拟)(1)如图所示,在“验证凸透镜成像规律”的实验中,若凸透镜的焦距为10厘米,将凸透镜置于光具座上所示位置时,在距A点10厘米的光屏上能找到清晰的像,则这个像的特点是   (选填“放大”“等大”或“缩小”)的。此时蜡烛位于光具座的   厘米两条刻度线之间(选填“0﹣30”“30﹣40”或“40﹣50”)。
(2)小明利用天平、金属块、细线、烧杯和适量的水等器材进行“测定金属的密度”实验。实验中,小明操作正确,用天平依次测量金属块的质量m、空烧杯的质量m0和装满水时烧杯的总质量m1之后,他又将金属块轻轻浸没在装满水的烧杯中,再次测量烧杯的总质量为m2。该实验中所测的质量记录在下表中,请完成下列要求(ρ水=1.0×103kg/m3)。
①金属的密度为   kg/m3。
②小明进一步思考发现,表中所列的质量中,有一个不进行测量也可以完成本实验。他据此思路顺利完成实验并写出了金属密度的表达式ρ金属=   (用题中所给物理量符号)。
2022年中考物理考点专题复习——探究“凸透镜成像规律”参考答案
1.(2021乳山模拟)用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律,如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像,则光屏到凸透镜的距离可能是    cm(选填“8”、“18”或“28”);把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,应将光屏向    (选填“左”或“右”)调节,才能在光屏上重新成清晰的像。
【答案】18;右。
【解析】解:由图可知,此时物距大于像距,在光屏上成像,说明成的是倒立缩小的实像,为照相机的应用,物距应该大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即应大于10cm小于20cm,所以此时的像距可能是18cm;
近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用,会延迟光的会聚,所以把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,应将光屏向右移动。
2.(2021遵义模拟)如图所示为烛焰S经过透镜折射后在光屏上形成清晰的像S′.
(1)此时凸透镜的成像原理与________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像原理相同.
(2)请在图中通过作图画出透镜并标出一个焦点F的位置完成此光路图.
【答案】 (1)照相机 (2)如答图所示
3.(2021昭通模拟)用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律,如图所示,烛焰在光屏上成清晰的像,则光屏到凸透镜的距离可能是    cm(选填“8”、“18”或“28”);把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,应将光屏向    (选填“左”或“右”)调节,才能在光屏上重新成清晰的像。
【答案】18;右。
【解析】解:由图可知,此时物距大于像距,在光屏上成像,说明成的是倒立缩小的实像,为照相机的应用,物距应该大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即应大于10cm小于20cm,所以此时的像距可能是18cm;
近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用,会延迟光的会聚,所以把近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,应将光屏向右移动。
4.(2021衡阳模拟)小华用光具座、凸透镜、蜡烛,光屏和度尺等实验器材,探究“凸透镜成像的规律”。
(1)为了测量凸透镜的焦距,让一束平行于主光轴的光射向凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现最小,最亮的光斑,用刻度尺测出充斑到凸透镜中心的距离,如图甲所示,凸透镜焦距为   cm;
(2)将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,蜡烛放置在光具座20cm刻度线处,点燃蜡烛,左右移动光屏,出现图乙所示现象(成像清晰),为使像呈现在光屏中央,应将光屏向   (选填“上”或“下”)调节;
(3)保持凸透镜位置不变,调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度,将蜡烛移至34cm刻度线处,移动光屏,直到光屏上再次出现清晰的像,该像是倒立、   (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(4)完成步骤(3)后,保持凸透镜位置不变,将蜡烛继续向左移动10.0cm,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向   (选填“左”或“右”)移动一段距离:透镜位置不变,将蜡烛移到光具座45cm处,此时小华应站在   (填“蜡烛”或“光屏”)一侧,观察蜡烛的像。
(5)完成步骤(3)后,小华借来物理老师的眼镜,并将其靠近凸透镜左侧,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发现清晰的像,说明老师所戴眼镜的镜片是   (选填“凸透”、“凹透”或“平面”)镜,老师的视力缺陷是   (选填“近视”或“远视”)眼。
【答案】(1)11.0;(2)上;(3)放大;(4)左;光屏;(5)凹透;近视。
【解析】解:(1)一束平行于主光轴的光射向凸透镜,移动光屏,直到光屏的光斑变得最小、最亮;最后测量这个光斑到凸透镜的距离就是焦距。因此凸透镜的焦距:f=41.0cm﹣30.0cm=11.0cm;
(2)烛焰在光屏上的像偏高,因为凸透镜成倒立的实像,为使像能成在光屏的中央,可以向上移动烛焰或向下移动凸透镜,或向上移动光屏;
(3)将蜡烛移至34cm刻度线处,物距u=50.0cm﹣34.0cm=16.0cm,满足f<u<2f条件,成倒立、放大的实像;
(4)保持凸透镜位置不变,将蜡烛继续向左移动10.0cm,物距变大,此时像距变小,像变小,要在光屏上得到清晰的像,光屏应向左移动,靠近凸透镜。
凸透镜位置不变,将蜡烛移到标尺45cm处,即物体处于1倍焦距以内,故此时光屏上没有像,若站在光屏一侧观察,会发现有一个蜡烛的正立、放大的虚像,当观察到像时有光进入人眼。
(5)向右移动光屏又发观清晰的像,说明老师所戴眼镜的镜片,对光线起了发散作用,则为凹透镜;
近视眼是远处物体的像不能呈现在视网膜上,而是呈现在视网膜的前方,因此需佩戴凹透镜才能看清远处的物体,老师的视力缺陷是近视。
5.(2021南平模拟)小明用焦距为10cm的凸透镜等器材,探究凸透镜成像规律。
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,点燃蜡烛调节它们的位置如图所示,此时小明发现光屏上的像位于光屏的    (填“上方”或“下方”),为了使像成在光屏中心,应将蜡烛向    调节。
(2)小明正确调节后,在光屏中心承接到了一个倒立、   的实像,这样小明得出了u>2f时凸透镜成像的特点。经过思考,小明觉得自己得出结论的过程不够完善,为了使结论具有普遍性,他应该将蜡烛移到    (填“一倍和二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”)的其它位置进行多次实验。
(3)通过多次实验,小明发现当f<u<2f时,v    (填“<”、“>”或“=”)u。
(4)当u=5cm时,可以观察到正立、放大的虚像,如果让蜡烛靠近透镜,观察到的像将    (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)上方;上;(2)缩小;二倍焦距以外;(3)>;(4)变小。
【解析】解:(1)图中蜡烛的高度过低,根据过光心的光线传播方向不变知,像将成在光屏的上方,要使像成在光屏的中心,就要使蜡烛向上调节;
(2)由图可知,u=30cm>2f时,成倒立、缩小的实像;为了得到普遍规律应该在u>2f其他位置进行多次实验;
(3)通过多次实验,小明发现当f<u<2f时,成倒立放大的实像,像在二倍焦距以外,所以物距小于像距,即v>u;
(4)当u=5cm时,u<f可以观察到正立、放大的虚像,如果让蜡烛靠近透镜,物距减小,像距也减小,像也变小。
6.(2021宁德模拟)如图是某学生小李、小王和小郭三人所做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图。
(1)小郭将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,直至屏上呈现出   的光斑,量出透镜到光斑的距离为10cm,则该凸透镜的焦距为10cm;
(2)小王在凸透镜成像实验中,把蜡烛放在该凸透镜的焦点上,凸透镜固定不动,将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中,在光屏上观察到的现象是大小   的光斑(选填“不变”、“变大”或“变小”)。
(3)小李同学做实验时,发现烛焰在光屏上的像如图,若要使烛焰在光屏中心成像,只调节光屏,小李应将光屏向   (选填“上”或“下”)移动,当蜡烛距离凸透镜10.3cm时,无论怎么样移动光屏都得不到像,原因是   。
A、像距过大,超过光具座的长度
B、不成像
(4)小郭将烛焰移至距凸透镜5cm处,移动光屏,   在光屏上得到像(选填“能”或“不能”),   (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是应用这一原理制成的,若拿下光屏,在透镜右侧移动眼睛的位置   (选填“能”或“不能”)看到像。
(5)小李同学将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间,小郭调整蜡烛、透镜和光屏的位置,直到在光屏上得到一个倒立缩小的清晰的像后,再将镜片取下,发现光屏上的像变模糊了,为了使光屏上的像重新变得清晰,在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下,小李应将光屏向   (选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)最小、最亮;(2)不变;(3)上;A;(4)不能;放大镜;能;(5)左。
【解析】解:(1)屏上呈现出最小、最亮的光斑,这便是凸透镜的焦点,透镜到光斑的距离为10cm。则此凸透镜的焦距约是10cm。
(2)把蜡烛放在该凸透镜的焦点上,通过凸透镜后的光线是平行的,所以将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中,在光屏上观察到的现象是大小不变的光斑;
(3)由图知,像偏上,所以应将光屏上移;当蜡烛距离凸透镜10.3cm时,此时物距处于f和2f之间,且稍大于焦距,所以物距远大于2f,无论怎么样移动光屏都得不到像,原因可能是因为光具座不够长造成的,故选A;
(4)小郭将烛焰移至距凸透镜5cm处,此时的物距为5cm,小于1倍焦距,成正立放大的虚像,应用为放大镜,虚像不能用光屏承接,但可以用眼睛看到;
(5)近视镜是凹透镜,对光线起了发散作用,因此去掉近视镜后,光屏应向左移动才能成清晰的像。
7. (2021长沙模拟)小亮正在做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)当蜡烛、凸透镜与光屏位置如图甲所示时,光屏上出现了蜡烛清晰的像,根据此成像原理,可以制成生活中的_________。
(2)他拿着爷爷的老花镜放在凸透镜的前方(如图乙),调整光屏的位置,直到光屏上出现清晰的像,现在他将老花镜拿走,则应将光屏向______移才会在光屏上再次出现清晰的像。
【答案】 ①. 照相机 ②. 右
【解析】
(1)[1]由图甲知道,此时的物距大于像距,成倒立、缩小的实像,是照相机的应用。
(2)[2]老花镜是凸透镜,对光线具有会聚作用,由图乙知道,当将老花镜拿走时,像会向右移动,所以,应将光屏向右移才会在光屏上再次出现清晰的像。
8.(2021郓城模拟)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,小明利用如图所示的装置进行实验,他先调整烛焰中心、透镜中心及光屏中心位于同一高度上,然后将它们调节到图示位置时,光屏上得到清晰的像。
(1)此时像的特点是什么?____ __(说明像的倒正、大小和虚实)
(2)若保持透镜位置不动,把蜡烛移到零刻度处,则应向______(选填“左”或“右”)移动光屏才能在光屏上再次得到清晰的像,且像的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)若将蜡烛移到20cm刻度处透镜保持不动,移动光屏后再次得到清晰的像,则此时蜡烛经凸透镜成______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像
(4)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的,现将图中虚线圆圈部分行做是人的“眼睛”,当蜡烛远离“眼睛”时,“眼睛”需调节凸透镜的厚度改变其对光线的偏折能力,从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度,则该“眼睛”应该佩戴______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)进行矫正。
【答案】(1)倒立、缩小的实像 (2) 左 变小 (3) 缩小 (4) 凹透镜
9.(2021青岛模拟)在“探究凸透镜成像特点”的实验中,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动,移动蜡烛和光屏至如图所示位置时,光屏上承接到清晰的像。
(1)该凸透镜的焦距为__cm;
(2)将近视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置,此时应将光屏向__(选填“左”或“右”)移动,才能再次承接到清晰的像;
(3)取走近视眼镜片,将蜡烛移到40cm刻度线上时,此时凸透镜的这一成像规律是生活中__(选填“照相机”、“投影仪”“放大镜”)的成像原理,此时观察到的像是__(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的。
【答案】15.0 右 放大镜 放大
【解析】(1)[1]当物距等于二倍距时成倒立等大实像,物距等于像距,都等于二倍焦距。分析图可知,物距等于30.0cm时,像距等于30.0cm,所以二倍焦距等于30.0cm,则焦距为15.0cm。
(2)[2]将近视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置,此镜片对光线起到发散的作用,则所成的像会远离凸透镜,所以此时应将光屏向右移动,才能再次承接到清晰的像。
(3)[3][4]将蜡烛移到40cm刻度线上
u′=50cm-40cm=10cm凸透镜成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
10.(2021金昌模拟)如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图1所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为   cm,实验前,应调节水透镜的、烛焰和光屏三者中心在   ,目的是为了使像成在光屏的中央;
(2)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图2所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成   (选填“照相机”或“投影仪”);若仅将蜡烛与光屏位置对调,则在光屏上   (选填“能”或“不能”)看到清晰的像;
(3)在图2所示实验场景下,该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图3所示),当从水透镜中抽出适量的水后,他发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该同学戴的是   眼镜(选填“近视”或“远视”)。随着实验的进行,同学发现,烛焰的像成在光屏的上方,为了使像重新成在光屏中央,他把凸透镜   调。(填“往上”或“往下”)
【答案】(1)8.0;同一高度;(2)照相机;能;(3)远视;往下。
【解析】解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是8.0cm。
实验前应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度,这样可使像成在光屏的中央;
(2)如图,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
因为光的折射中光路是可逆的,保持凸透镜的位置不变,将光屏与蜡烛的位置对调,则物距等于原来的像距,成倒立、放大的实像。光屏上能接到像是实像。
(3)当从水凸透镜内抽出一部分水后。使透镜凸起程度变小,会聚能力较弱,将像成在光屏的后面,为了使像正好呈在光屏上,应使光线提前会聚,使所成的像相对于光屏前移,所以应在水凸透镜前放置一块凸透镜。由此判断该同学戴的是远视眼镜。
由于蜡烛的燃烧,烛焰的高度逐渐降低,则像的位置会偏高,即屏上像逐渐向上移动,为使像重新回到光屏中央。应将凸透镜往下调;
11.(2021金昌模拟)“小眼镜”成为全社会的“大关切”,有人大代表建议要高度重视近视低龄化问题。
(1)如图甲所示,正常人眼看远近不同物体时能实现自动变焦,使物体都成像在   上,看清近处物体时的焦距   (选填“大于”、“等于”或“小于”)看清远处物体时的焦距。
(2)如图乙所示,现流行的全飞秒近视手术,在眼角膜上削去一部分并从切口取出,从而使角膜形成一个   (选填“凸透镜”或“凹透镜”)的形状,达到矫正近视的目的,但也有一定的后遗症。
【答案】(1)视网膜;小于;(2)凹透镜。
【解析】解:(1)正常眼看远处和近处的物体都清晰,就是根据晶状体自动调节焦距的原理,使像能成在视网膜上;
由图甲可知,当正常人眼看远处物体时,晶状体变薄,折光能力变弱,使像成在视网膜上;当看近处的物体时,晶状体变厚,折光能力变强,即焦距变小,故看清近处物体时的焦距小于看清远处物体时的焦距;
(2)全飞秒近视手术,在眼角膜上削去一部分并从切口取出,从而使角膜形成一个凹透镜,由于凹透镜对光线具有发散作用,能使像成在视网膜上。
12.(2021蓬安模拟)在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:
(1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜折射后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,凸透镜对光线具有   作用。
(2)实验前,调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在   。
(3)调整后,把蜡烛放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、   的实像(填写像的性质);   (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向   (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
【答案】(1)会聚;(2)同一高度;(3)放大;投影仪;靠近。
【解析】解:
(1)由图可知,平行于主光轴的光线经过凸透镜后,会聚到了一点,这表明凸透镜对光线具有会聚作用;在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,该光斑在焦点处,所以凸透镜的焦距f=41.0cm﹣30.0cm=11.0cm;
(2)实验前,调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度,其目的是使像能成在光屏的中央位置;
(3)如图乙,当u=16cm时,11cm<16cm<2×11cm,即物距在一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立放大的实像,生活中的投影仪是利用这一原理工作的;
将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,即物距增大,根据凸透镜成像规律可知,像距会变小,因此光屏应向靠近透镜的方向移动。
13.(2021佛山模拟)如图甲所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小楠用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,并用蜡烛作光源,实验装置如图乙所示。
(1)该凸透镜的焦距为    cm。
(2)实验前要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在    。
(3)当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时,光屏上得到一个清晰的像,该像是一个倒立、   (选填“放大”或“缩小”)的实像,此时所成的像与    所成的像性质相同(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)。
(4)如果她将蜡烛移到图乙中30cm刻度线处,这时光屏应向    (选填“左”或“右”)移动才能在光屏上得到清晰的像。
(5)在图甲的位置,如果在光屏的位置换上点燃的蜡烛,再把光屏放在凸透镜的左边并调整距离    (填“可以”或“不可以”)在光屏上得到蜡烛的像。
【答案】(1)10.0;(2)同一高度;(3)缩小;照相机;(4)右;(5)不可以。
【解析】解:(1)由图知,光斑即焦点处,所以焦距f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm
(2)实验过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使蜡烛、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度,目的是使烛焰的像成在光屏的中央。
(3)当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时,物距在大于2倍焦距,凸透镜能成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的。
(4)保持凸透镜位置不变,把点燃的蜡烛放在光具座30cm刻度处,物距为u=50cm﹣30cm=20cm,u=2 f,成倒立、等大的实像。像成在二倍焦距的位置,光屏在70cm的位置,所以光屏向右移动。
(5)由图可知,平行光经凸透镜折射后会聚一点,测得该点到凸透镜中心的距离是10cm,则该凸透镜的焦距为10cm;
凸透镜保持不动,如果在光屏的位置换上点燃的蜡烛,再把这光屏放在凸透镜的左边并调整距离,根据折射时光路是可逆的,可知,将得到平行光,在光屏上不可以得到蜡烛的像。
14.(2021江西模拟)在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲,平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=   cm;
(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,则光屏上   (选填“能”或“不能”)再次呈现清晰的像;
(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中   处能观察到蜡烛的像。
(4)实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上的像   。
A.只出现蜡烛像的上半部分 B.只出现蜡烛像的下半部分
C.出现蜡烛完整的像,但像更小了 D.像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
【答案】(1)10.0;(2)能;(3)B;(4)D。
【解析】解:(1)由图中,平行光线经凸透镜后会聚到一点,说明凸透镜对光线具有会聚作用,光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,所以焦距为f=20.0cm﹣10.0cm=10.0cm。
(2)因焦距为10cm,物距为150cm,此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间,烛焰可在光屏上成清晰放大、倒立的实像;
若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,此时物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距与二倍焦距之间,所以光屏上成倒立放大的实像;
(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时u=16cm﹣10cm=6cm,u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;
(4)蜡烛上的某一点发出无数条光线经过凸透镜后成像在光屏上,当遮住凸透镜的上半部分时,蜡烛发出的光线被挡住了一部分,但仍有光线通过凸透镜的下半部分而照在光屏上成像。只不过是通过的光线减少,图象的亮度变暗。故选D。
15.(2021汕头模拟)(1)如图所示,在“验证凸透镜成像规律”的实验中,若凸透镜的焦距为10厘米,将凸透镜置于光具座上所示位置时,在距A点10厘米的光屏上能找到清晰的像,则这个像的特点是   (选填“放大”“等大”或“缩小”)的。此时蜡烛位于光具座的   厘米两条刻度线之间(选填“0﹣30”“30﹣40”或“40﹣50”)。
(2)小明利用天平、金属块、细线、烧杯和适量的水等器材进行“测定金属的密度”实验。实验中,小明操作正确,用天平依次测量金属块的质量m、空烧杯的质量m0和装满水时烧杯的总质量m1之后,他又将金属块轻轻浸没在装满水的烧杯中,再次测量烧杯的总质量为m2。该实验中所测的质量记录在下表中,请完成下列要求(ρ水=1.0×103kg/m3)。
①金属的密度为   kg/m3。
②小明进一步思考发现,表中所列的质量中,有一个不进行测量也可以完成本实验。他据此思路顺利完成实验并写出了金属密度的表达式ρ金属=   (用题中所给物理量符号)。
【答案】(1)放大;30﹣40;(2)①3×103;②。
【解析】解:(1)实像能够呈现在光屏上,并且和物体分居凸透镜的两侧,说明此时凸透镜成实像,距A点10厘米的位置有两个:一是60cm处,此时像距v=60cm﹣50cm=10cm=f,由于成实像时v>f,因此像不在这里;
二是80cm处,此时像距v=80cm﹣50cm=30cm,v>2f,成倒立、放大的实像,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,即在30~40cm之间;
(2)①金属块放入水中后,
排出的水的质量为:
m溢=m+m1﹣m2=0.9kg+0.6kg﹣1.2kg=0.3kg
排出的水的体积为
V排===3×10﹣4m3
金属块的体积为
V=V排=3×10﹣4kg/m3
所以金属块的密度为:
ρ===3×103kg/m3;
②根据①知不用测量空烧杯的质量m0就可以测量出金属块的密度,
表达式为:ρ金属===。

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