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素养全练3透镜及其应用基础夯实1.(2018四川凉山中考)在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛移动到离凸透镜的距离为20 cm时,若凸透镜的焦距为10 cm,则移动凸透镜另一侧的光屏,直到光屏上得到烛焰清晰的像,此像的性质是的实像。答案:倒立等大解析:当u=20cm=2f时,在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛倒立等大的实像。2.(2018山东东营中考)东营市开展了“红色电影进社区”活动,受到居民好评。电影放映机的镜头相当于一个(选填“凸透镜”或“凹透镜”),电影放映时在银幕上形成的是立、放大的实像。答案:凸透镜倒解析:放映机的镜头相当于凸透镜,投影片放置在一倍焦距和二倍焦距之间时,在银幕上所成的像是倒立、放大的实像。3.(2018安徽阜阳三模)如图所示是装有水的圆柱形玻璃杯,将铅笔靠近玻璃杯的后面,透过玻璃杯可以看到笔尖指向左侧,此时成像为正立、的虚像。答案:放大解析:装有水的圆柱形玻璃杯,其构造相当于一个凸透镜,即中间厚,边缘薄,所以将铅笔靠近玻璃杯的后面,相当于将铅笔放在凸透镜的1倍焦距以内,故能看到铅笔一个正立放大的虚像。4.(2018安徽濉溪模拟)如图甲是照相机镜头成像原理示意图。某同学站在同一地点用数码相机(焦距可调)拍下了远近不同的合肥市政府大楼,如图乙、丙所示。结合图分析可知,拍摄照片时,镜头焦距调的较大。答案:丙解析:因为焦点在凸透镜的主光轴上,且平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚过焦点,所以F点是焦点。如下图,当物距相同时,凸透镜焦距为OF时,作出物体AB的像AB;凸透镜焦距为OF时,物体AB的像是AB,OF小于OF,像AB大于像AB,所以在物距相同时,焦距越小,像越小。所以拍摄乙图时,焦距要调小。拍摄丙图时,镜头焦距调的较大。5.(2018安徽长丰三模)如图为某透镜成像的一种情况,其中AB是物体,CD是主光轴,MN是AB的像,试在图上的适当位置画上合适的透镜,并用作图法作出该透镜右侧的焦点F。答案:如图所示。解析:由图可知,透镜成正立、放大的像,所以该透镜为凸透镜,且物体在一倍焦距之内。由于过凸透镜光心的光线传播方向不变,则连接MA并延长交主光轴于一点,该点是凸透镜的光心O,过光心O作一个凸透镜。由于平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,所以,由A点向凸透镜作平行于主光轴的光线AD,连接MD并延长交主光轴于一点F,F即为凸透镜右侧的焦点。6.(2018辽宁大连中考)人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于镜,来自物体的光在视网膜上形成物体的缩小、的实像。答案:凸透倒立解析:人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,视网膜相当于光屏;我们看物体时,是通过睫状肌的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使远近不同的物体都能在视网膜上形成清晰的缩小、倒立的实像。7.(2018四川成都中考)在探究凸透镜成像规律的实验中,某次实验的成像情况如图所示,小组成员提出“有哪些方法可以让光屏上的像变大”的问题,经过讨论后形成两个方案,而且结果都达到目的。方案一:保持蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向移动适当距离;方案二:保持凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏都向移动。答案:左右解析:物距大于像距,成倒立缩小的实像,保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜向左移动,根据光路的可逆性,则物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,光屏上就会成倒立、放大的实像;保持凸透镜的位置不变,如果要想在光屏上得到大一些的清晰的像,应减小物距,增大像距,即将蜡烛右移,光屏右移。8.(2018青海中考)“眼睛是心灵的窗户”,我们应该保护好自己的眼睛。但有些同学因为不良习惯导致眼睛近视了。如图所示,是近视眼成因示意图,造成近视眼的原因是晶状体(填“薄”或“厚”),折光能力太强,使远处某点的光会聚在视网膜的(选填“前面”或“后面”),要用(选填“凸透镜”或“凹透镜”)来矫正。答案:厚前面凹透镜解析:眼睛看物体时成的像在视网膜上,且晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,当晶状体太厚,或折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,来自远处的光会聚在视网膜前,人就只能看清近处的物体,看不清远处的物体,因凹透镜对光线有发散作用,在近视眼睛前面放一个凹透镜,就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上。9.(2018山西中考)如图甲所示,在圆柱形水杯后面放一张画有箭头的纸条,往杯中倒入适量水,透过水杯,看到一个箭头改变了方向(如图乙),这是为什么呢?要解决这个问题,首先应抓住影响这个问题的主要因素,圆柱形水杯装有水的部分具有的特征,忽略影响这个问题的次要因素:物体的材质等,构建凸透镜模型进行研究。根据凸透镜成像规律可以判定,看到这个方向改变的箭头是放大的(选填“实像”或“虚像”)。凸透镜的这一成像规律在生活中的应用有(选填“照相机”或“投影仪”)。答案:中间厚、边缘薄实像投影仪解析:由题知,圆柱形水杯装有水的部分具有中间厚、边缘薄的特点,这是主要因素,在分析时,忽略掉了透光、材质等次要因素,从而构建凸透镜模型。由题意可知,透过乙杯看到的箭头却是一个反向(即上下颠倒、左右颠倒)且放大的像,即成倒立、放大的实像,说明物体在一倍焦距到二倍焦距之间,其原理与投影仪相同。10.(2018内蒙古通辽中考)如图,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏,下列说法正确的是()A.物体上的二维码是光源B.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外C.要使屏幕上二维码的像变小,只需将二维码靠近凸透镜D.影像传感器上成的是正立的实像答案:B解析:二维码本身不发光,不是光源,故A错误;手机摄像头相当于凸透镜,其是利用物体在2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立缩小实像的原理制作的,故B正确;如果要让像变小一些,凸透镜成实像时,物远像近像变小,应增大物距,应将二维码远离凸透镜,故C错误;手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏,影像传感器上成的是倒立缩小的实像,故D错误。11.(2018四川自贡中考)关于凸透镜的应用,下列说法正确的是()A.凸透镜成的像都是实像B.照相时,景物在镜头二倍焦距以内C.投影仪中的投影片放在镜头二倍焦距以外D.远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用答案:D解析:凸透镜可以成实像,也可以成虚像,当uf时,凸透镜成正立、放大的虚像,故A错误;照相机是根据物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,照相时,景物在镜头二倍焦距以外,故B错误;投影仪是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像工作的,所以,投影仪中的投影片应放在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,故C错误;远视眼将像成在视网膜之后,远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用,可使光线提前会聚,故D正确。12.(2018湖北咸宁中考)一凸透镜的焦距为15 cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜40 cm处沿主光轴移到20 cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是()A.像变大,像距变大B.像变小,像距变小C.像变大,像距变小D.像变小,像距变大答案:A解析:凸透镜的焦距是15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处移到20cm处的过程中,物距始终大于焦距,因此凸透镜成实像,由于物距减小,则像距变大,像变大。13.(2018安徽合肥模拟)下面是四位同学组装的凸透镜成像规律实验操作示意图,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,此时成虚像,不能在光屏上呈现,所以A错误;物距大于2f,此时成倒立缩小的实像,像距处于f和2f之间,所以B正确;烛焰低于主光轴,此时像应成在主光轴的上方,而光屏偏低,所以不能在光屏上成像,C错误;实像与物体在凸透镜的两侧,烛焰的像应成在凸透镜的左侧,所以不能在光屏上成像,所以D错误。14.(2018安徽合肥庐阳区二模)如图所示,小丽和小明相距2 m,通过同一块焦距为15 cm的凸透镜看对方,小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像,则下列说法中正确的是()A.此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以外B.小丽的手将透镜水平向右靠近小明一定距离,可能看到小明正立的像C.小丽的手将透镜水平向右靠近小明一定距离,可能看到小明倒立的像D.小丽的手将透镜水平向右靠近小明一定距离,可能看到小明放大的像答案:C解析:由凸透镜成像时,u2f,所以f10cm,故C正确、D错误;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,而f2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。胶片和镜头之间的距离是像距,像距大于一倍焦距,小于二倍焦距。17.(2018浙江宁波中考)为了研究眼的成像原理,小科自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜凸度,直至光屏上成一个清晰倒立、(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜(选填“注水”或“抽水”)。答案:缩小抽水解析:由图可知,物距大于像距,并且能在光屏上成实像,所以物距一定是在二倍焦距之外,所以成的是倒立、缩小的实像;向左移动蜡烛,即此时的物距变大,像距应该变小,即光屏应该向左移动,才能使得像清晰,但若保持光屏和透镜不变,仍使得像成在光屏上,即需要让凸透镜的会聚能力减弱,即需要让凸透镜变薄,故应该向外抽水。能力提升18.(2018内蒙古赤峰中考)小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,先用焦距20 cm的凸透镜甲进行实验,在光屏上得到了清晰的缩小实像,如图所示。(1)他改用10 cm的凸透镜乙继续进行实验,如果不改变发光体和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,光屏应向(选填“左”或“右”)移动。(2)改用10 cm的凸透镜乙继续进行实验时,光屏所成清晰的像偏下,要使光屏所成的像移动到光屏中央处位置,应使凸透镜向(选填“上”或“下”)移动。(3)光屏上得到发光体清晰的像时,小明不小心用手指尖触摸到凸透镜,此时光屏上(选填“会有指尖的像”“会出现指尖的影子”或“发光体的像暗了一些”)。导学号97404004答案:(1)左(2)上(3)发光体的像暗了一些解析:(1)由“先用焦距为20cm的透镜甲进行实验,在屏上得到清晰缩小的实像”可知,此时u2f;当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验,不改变发光体和凸透镜的位置,则相当于增大了物距,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,要在光屏上成清晰的像,光屏将靠近透镜,即向左;(2)根据光线过光心不改变方向,像成在光屏的下方,要使像成在光屏的中央位置,可以让蜡烛向下移动,或凸透镜向上移动,或光屏向下移动。(3)不小心用手指指尖触摸了凸透镜,由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像,只是此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些。19.(2018安徽固镇模拟)佳佳在实验室进行“凸透镜成像规律”的探究:(1)如图是佳佳实验中的情景,此时光屏上出现了倒立、等大清晰的像,则凸透镜的焦距f为 cm;(2)佳佳将光屏放到80 cm刻度线处,为了在光屏上承接到清晰的像。他应该把蜡烛向(选填“左”或“右”)移动,此时成像的性质在实际中的应用是(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);(3)若在实验(2)基础上,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上会出现一个(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像。答案:(1)10.0(2)右投影仪(3)缩小解析:(1)据图可知,当物距为20.0cm时,成等大的倒立的实像,所以2f=20.0cm,则f=10.0cm;(2)将光屏放到80cm刻度线处,在光屏上能承接到清晰的像,即此时像处于2倍焦距以外,物体一定处于另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,故据图可知,应该将蜡烛向右移动,此时成像的性质在实际中的应用是投影仪;(3)若在实验(2)基础上,将蜡烛和光屏的位置互换,使得蜡烛处于2倍焦距以外,此时一定能成一个倒立、缩小的实像。20.(2017安徽和县一模)如图L表示凸透镜,MN是主光轴,O为光心,F为焦点。请运用凸透镜的特殊光线在图中画出物体AB所成的像的光路图。如果凸透镜的焦距为f,物体AB的高度为h1,物体到透镜的距离为u,像到透镜的距离为v,请你证明像的高度h2=h1vu。证明过凸透镜光心的光线其传播方向不变,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,两条光线反向延长线的交点即为A的像点,然后过像点做主光轴的垂线即可得到物体AB所成的像,如下图所示。由AOBAOB可得:ABAB=OBOB,即h1h2=uv,所以h2=h1vu。(本题也可以根据凸透镜成实像来证明)8
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