专题5 凸透镜成像规律及应用
一.选择题(共21小题)
1.(2018?自贡)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
【分析】(1)近视眼用凹透镜进行矫正,凹透镜对光线有发散作用;远视眼用凸透镜进行矫正,凸透镜对光线有会聚作用。
(2)根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断: u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,2f>v>f。 2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,v>2f。 u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。 【解答】解:
A、凸透镜可以成实像,也可以成虚像;当u<f时,凸透镜成正立、放大的虚像,故A错误;
B、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,所以,照相时,景物在镜头二倍焦距以外,故B错误;
C、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;
D、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。 故选:D。
2.(2018?咸宁)一凸透镜的焦距为15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜40cm处沿主光轴移到20cm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 【分析】掌握凸透镜成像的三种情况: U>2f,成倒立、缩小的实像。 2f>U>f,成倒立、放大的实像。 U<f,成正立、放大的虚像。
凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,像也越大。
【解答】解: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。 故选:A。
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3.(2018?烟台)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,所用凸透镜焦距为10cm,当蜡烛从如图所 示的A位置逐渐移到B位置的过程中,像距及其像的变化情况是( )
A.像距增大,像变大 B.像距减小,像变大 C.像距减小,像变小 D.像距增大,像变小 【分析】掌握凸透镜成像的三种情况: U>2f,成倒立、缩小的实像。 2f>U>f,成倒立、放大的实像。 U<f,成正立、放大的虚像。
凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,像也越大。
【解答】解:凸透镜的焦距是10cm,将点燃的蜡烛从A位置逐渐移到B位置的过程中,由于物距减小,则像距变大,像变大。 故选:A。
4.(2018?临沂)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是20cm
B.将蜡烛移动到20cm刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像
C.将蜡烛移动到35cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏 D.将蜡烛移动到45cm刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏 【分析】(1)根据像距和物距的关系焦距的大小; (2)根据焦距的大小,由物距与焦距的关系进行判断; (3)凸透镜成实像时,具有物近像远像变大的特点; (4)物距小于焦距,成正立、放大的虚像。
【解答】解:A、由图可知,此时的物距为20cm,成的是倒立、等大的实像,则u=2f,故f=10cm,故A错误; B、将蜡烛移动到20cm刻度处时,物距为50cm﹣20cm=30cm>2f,成的是倒立、缩小的实像,故B错误; C、将蜡烛移动到35cm刻度处,u=50cm﹣35cm=15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故C正确;
D、将蜡烛移动到45cm刻度处,u=50cm﹣45cm=5cm,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故D错误。 故选:C。
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5.(2018?恩施州)如图,小强在做凸透镜成像实验时,他得到以下结论,你认为正确的是( )
A.蜡烛置于c点时,在光屏上能成一个放大的像 B.蜡烛置于b点时,在光屏上能成一个倒立缩小的像 C.蜡烛从a点向b点移动,光屏上的像逐渐变大 D.蜡烛从b点向左移动,光屏上的像逐渐变大
【分析】根据凸透镜成像规律来分析,物距小于焦距,成正立放大虚像;物距大于焦距小于二倍焦距,成倒立放大实像;物距大于二倍焦距,成倒立缩小实像。 【解答】解:
A、蜡烛置于c点时,物距小于焦距,成的是虚像,虚像不能呈现在光屏上,故A错误; B、蜡烛置于b点时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的视线,故B错误;
C、蜡烛从a点向b点移动,由于此时的物距都大于焦距,成实像,物距减小,像距变大,光屏上的像逐渐变大,故C正确;
D、蜡烛从b点向左移动,物距增大,像距减小,光屏上的像逐渐变小,故D错误。 故选:C。
6.(2018?通辽)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.要使屏幕上二堆码的像变小,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 【分析】(1)能发光的物体称为光源。
(2)手机摄像头的镜头是凸透镜,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。
凸透镜成实像时,物近像远像变大的特点。 【解答】解:
A、二维码本身不发光,不是光源,故A错误;
B、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
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倒立缩小实像的原理制作的,故B正确;
C、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。
D、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实像,故D错误。 故选:B。
7.(2018?湖州)小华在研究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时,得到一个最小最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是( )
A.若蜡烛放置在10厘米刻度线处,移动光屏,在光屏上都不能呈清晰的像 B.若蜡烛放置在30厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰缩小的像 C.若蜡烛放置在35厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像 D.若蜡烛放置在45厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
【分析】(1)根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,焦点到凸透镜的距离为焦距,让平行光射到凸透镜上,调出最小最亮的光斑为凸透镜的焦点,亮斑到凸透镜的距离为焦距; (2)根据凸透镜成像规律,u>2f,成倒立、缩小的实像。 u=2f,成倒立、等大的实像。
2f>u>f,成倒立、放大的实像,物像在凸透镜的异侧。 u<f,成正立、放大的虚像,物像在凸透镜的同侧来解答此题。
【解答】解:A、若蜡烛放置在10厘米刻度线处,物距u=50cm﹣10cm=40cm,满足u>2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。移动光屏,在光屏上能呈清晰的像,故A错误;
B、若蜡烛放置在30厘米刻度线处,物距u=50cm﹣30cm=20cm,满足u=2f。由凸透镜成像规律可知,成倒立、等大的实像,故B错误;
C、若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm﹣35cm,满足2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像,故C正确;
D、若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm﹣45cm=5cm,满足u<f,由凸透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故D错误。 故选:C。
8.(2018?菏泽)已知凸透镜的焦距为15cm,下列说法正确的是( ) A.当物体距凸透镜10cm时,成正立、放大的实像 B.当物体距凸透镜20cm时,成倒立、放大的实像
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C.当物体距凸透镜35cm时,成倒立、放大的实像
D.当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时,在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大 【分析】(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断: u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,应用于照相机和摄像机。 u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。 2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f,应用于幻灯机和投影仪。 u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。 (2)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。
【解答】解:A、当u=10cm时,u<f=15cm,成正立、放大的虚像,故A错误; B、当u=20cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,故B正确; C、当u=35cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,故C错误;
D、当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时,物距增大,在凸透镜另一侧所成的像逐渐变小。故D错误。 故选:B。
9.(2018?福建)在探究凸透镜成像特点实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图,此时能在光屏上看到烛焰清晰的像。若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10cm,调节光屏位置,可在光屏上看到( )
A.缩小的实像 B.放大的实像 C.缩小的虚像 D.放大的虚像 【分析】(1)u=v时,成的是倒立、等大的实像; (2)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。
【解答】解:由图可知,此时的物距为20cm,像距为20cm,物距等于像距,物体在二倍焦距处,成的是倒立、等大的实像;
保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动10cm,物距变大,像距变小,像变小,故成缩小的实像,故A正确。 故选:A。
10.(2018?乌鲁木齐)夜晚,发着光的小萤火虫从放大镜的2倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,则萤火虫的像( ) A.远离放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度 B.远离放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度 C.靠近放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度 D.靠近放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
【分析】首先根据“萤火虫从放大镜的2倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过放大镜部分
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