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《探究凸透镜成像的规律》同步测控优化训练及解析

发布时间:2013-09-29 11:04:36  

《探究凸透镜成像的规律》同步测控优化训练及解析

5 分钟训练 (预习类训练,可用于课前)

1.一个焦距为10 cm的凸透镜,当物体从离透镜30 cm处逐渐移到离透镜20 cm处的过程中,像与像距的变化为( )

A.像逐渐变小,像距逐渐变小

B.像逐渐增大,像距逐渐增大

C.像先小后大,像距逐渐增大

D.像逐渐增大,像距逐渐变小

思路解析:由于f=10 cm,当u=30 cm时成倒立缩小的实像且像距在10 cm到20 cm之间,当u=20 cm时成倒立等大的实像且像距为20 cm,即像由缩小到等大,像距由10 cm到20 cm之间变为20 cm。

答案:B

2.通过实验发现凸透镜可以成实像,也可以成虚像;可以成放大的像,也可以成缩小的像;可以成倒立的像,也可以成正立的像。我们可以看到,物体通过凸透镜所成的像的

____________、____________、____________、____________等取决于物距和凸透镜的____________关系。

思路解析:物距大于2倍焦距,凸透镜成倒立的实像,当物距小于焦距时成放大的虚像。 答案:大 倒立 小于 大于物的尺寸

3.当物距___________ 2倍焦距时,凸透镜成的像是___________实像;当物距___________焦距时,成虚像,并且虚像的尺寸___________。

思路解析:对于一个确定的凸透镜,焦距是唯一的,成像的情况只取决于物体距离凸透镜的远近。

答案:大小 虚实 正倒 位置 焦距

10 分钟训练 (强化类训练,可用于课中)

1.一个物体在凸透镜前20 cm处,在屏上成一倒立缩小的像,则透镜的焦距f( )

A.10 cm<f<20 cm B.f>10 cm

C.f<10 cm D.f>20 cm

思路解析:解决这类问题的关键是根据凸透镜的成像特点和成像条件,物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像,物距必然大于2倍焦距,即u>2f。本题中有20 cm>2f,解不等式得:f<10 cm。

答案:C

2.许多家庭的门上都装有防盗门镜(俗称“猫眼”)。从室内透过防盗门镜向外看,可以看到来客的正立、缩小的像。由此可以断定,此时防盗门镜的作用相当于一个( )

A.凸透镜 B.凹透镜

C.凸透镜和凹透镜 D.玻璃砖

思路解析:它是由凹透镜和凸透镜组合而成的。从室内通过”猫眼”向室外观看,可以看到室外正立缩小的景象,能看到较大的范围情况;凹透镜对光线有发散作用,才会看到较大的范围,凹透镜应在外边,两透镜之间的距离等于凸透镜的焦距。

答案:C

- 1 -

3.(2010天津模拟)如图3-3-1所示,凸透镜的焦距为8 cm,当物体AB放在该凸透镜主轴上距离凸透镜12 cm的位置处时,调整光屏的位置使光屏上出现该物体清晰的像,则在光屏上得到一个( )

图3-3-1

A.倒立放大的实像 B.倒立缩小的实像

C.正立放大的实像 D.正立放大的虚像

思路解析:根据凸透镜成像规律可以知道,当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,A正确。当u>2f时,成倒立、缩小的实像,所以B错。当u<f时,成正立、放大的虚像,所以CD错。

答案:A

4.(2010江苏连云港模拟)如图3-3-2是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图(屏未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30 cm处,则( )

图3-3-2

A.移动光屏,可以在屏上得到倒立放大的像

B.移动光屏,可以在屏上得到倒立缩小的像

C.移动光屏,可以在屏上得到正立放大的像

D.不论光屏移到什么位置,都不能在屏上得到清晰的像

思路解析:由题意可知u=30 cm,u=2f,求出焦距f=15 cm。若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30 cm处,此物距变为10 cm。当物距小于焦距时,在光屏上得不到蜡烛的像,即成虚像。

答案:D

5.(2010江苏徐州课改区模拟)如图3-3-3所示,是赵强同学用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜成像规律的实验装置,其中还需要调整的是____________。调整后烛焰能在光屏上成____________立的实像,若想使像变大,应将蜡烛向____________移。

图3-3-3

思路解析:本实验应将蜡烛、光屏和凸透镜调整到同一高度;若像变大,应减小物距,蜡烛向右移。

答案:降低光屏的高度 倒 右

6.(2010河南模拟)在观察凸透镜成像的实验中,光屏上已成清晰、缩小的像,当烛焰向透镜靠近时,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向____________ (填“靠近”或“远离”)

- 2 -

透镜的方向移动,若要观察到烛焰放大的虚像,烛焰到透镜的距离应____________透镜的焦距。

思路解析:凸透镜成实像的变化规律是:当物距大于焦距时,凸透镜都能成实像,且像距也在大于焦距的范围内。若物体逐渐向凸透镜移动,向焦点靠近,则像逐渐远离透镜,且逐渐放大;若物体逐渐远离凸透镜,则像逐渐向凸透镜移动,接近焦点,且逐渐缩小。所以,题中应先后填上“远离”和“小于”。

答案:远离 小于

7.(2010江苏宿迁模拟)一束平行光线经凸透镜折射后的传播方向如图3-3-4(a)所示,由图可知,此透镜的焦距大小约为__________ cm;若将一烛焰放在此凸透镜左侧2 cm处,如图3-3-4(b),则透过透镜可以看到一个__________、__________的虚像。

图3-3-4

答案:4 cm(估测3.5 cm~4.5 cm)正立放大

快乐时光

急中生智

我报名参加了口才训练班。第一天上课时,老师要我们先行自我介绍,并说明参加训练班的动机。

轮到我发言时:“噢??”半晌接不下去,最后终于冲口而出:“现在你该知道我为什么要参加口才训练班了吧!”

30分钟训练 (巩固类训练,可用于课后)

1.有一焦距为10 cm的凸透镜,将物体从离凸透镜30 cm处沿主光轴移到距透镜20 cm处,这个过程中所成的像( )

A.始终是正立、放大的实像

B.始终是倒立、放大的实像

C.离透镜越来越远,像变大

D.离透镜越来越近,像变小

1.思路解析:由凸透镜成像规律可知,当物距在2倍焦点以外运动时,所成的像始终为倒立、缩小的实像,但物距越小,像越大,像距越大。

答案:C

2.(2010山东滨州模拟)张晨在做研究凸透镜成像的实验时,保持凸透镜位置不变,如图3-3-5所示,先后使烛焰位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置。实验后,他归纳出以下说法,其中错误的是( )

图3-3-5

A.烛焰位于a点时,屏上出现的实像最小B.烛焰位于b点时,成放大的实像

- 3 -

C.烛焰位于c点时,屏上出现的实像最大D.烛焰位于d点时,成放大的实像

思路解析:烛焰在d点时,位于焦点以内,成正立、放大的虚像,故D选项错误。 答案:D

3.一物体放在凸透镜前18 cm处,在透镜另一侧20 cm处成一清晰像,则此透镜的焦距 ( )

A.一定大于20 cm B.一定小于9 cm

C.一定在10 cm到8 cm之间 D.一定在9 cm到10 cm之间

思路解析:由于本题中物像异侧,说明此像是一实像;又由于像距比物距大,可推知此像是一放大、倒立的实像,此时物体应在一倍焦距和二倍焦距之间,像在另一侧的二倍焦距之外。

即f<18 cm<2f ①

20 cm>2f ②

综合① ② 解得9 cm<f<10 cm。

答案:D

4.在研究凸透镜成像实验时,当烛焰离透镜12 cm时成的是放大的实像,当烛焰离透镜7 cm时成的是放大的虚像,则这个透镜的焦距不可能是下列的哪个值( )

A.8 cm B.10 cm C.11 cm D.14 cm

思路解析:根据题意当u=12 cm时成放大的实像、u=7 cm时成放大的虚像可得出:f<12 cm<2f,7 cm<f,解该不等式组可得7 cm<f<12 cm。而14 cm不在这个范围内。

答案:D

5.一物体沿凸透镜的主光轴移动,当物距为30 cm时,在凸透镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像,当物体移到物距为15 cm时,它的像一定是( )

A.放大的实像 B.缩小的实像

C.放大的虚像 D.缩小的虚像

思路解析:从条件“当u=30 cm时,成放大的实像”可得:f<30 cm<2f,即15 cm<f<30 cm。当物体移到物距为15 cm时,即物体在焦距之内,成正立放大的虚像。

答案:C

6.在观察凸透镜成像的实验中,把物体从距凸透镜2倍焦距之外逐渐向凸透镜靠拢的过程中,光屏上所成的像将( )

A.一直变大 B.一直变小

C.先变大后变小 D.先变小后变大

思路解析:在凸透镜成像的情况中,当物体的位置发生移动时,像的位置也随之移动,像与物是朝同一方向移动的。当物体从二倍焦距之外移向凸透镜时,像做远离凸透镜的运动,且像变大;当物体离凸透镜接近二倍焦距时,像也接近凸透镜接近二倍焦距,像继续变大;当物继续移向凸透镜,像仍做远离凸透镜的运动,当物距小于1倍焦距时,像变为虚像,像仍变大;当物继续靠近凸透镜,像仍做远离凸透镜的运动,像继续变大,所以A正确。 答案:A

7.一个物体在凸透镜前的主光轴上,在凸透镜另一侧的光屏上形成该物体的明亮、清晰的实像,当用不透光的物体遮住凸透镜的上半部分后,物体此时在光屏上形成的像是( )

A.只有上半部分,亮度不变

B.只有下半部分,亮度不变

C.与原来相同,亮度不变

D.与原来相同,亮度变暗

思路解析:解此题的关键在于正确理解凸透镜成实像的原理:物体射出的光经凸透镜折射后会聚在透镜后面的光屏上,形成物体的实像,无论透镜多大都能成像,只是镜面小一些,透光量少些,像暗淡一些,不会影响像的完整性,尽管题中条件是将凸透镜上半部分遮住不透

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光,物体仍能够由它的下半部分透光成像,并且能够成一个完整的像,但是会聚在光屏上的光会少一些,像变暗,应选D.

答案:D

8.(2010江苏南通模拟)小明在做“凸透镜成像”实验时,将点燃的蜡烛放在凸透镜前20 cm处,在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像。小明又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处,则所成像的性质是( )

A.倒立放大的实像 B.正立放大的虚像

C.倒立缩小的实像 D.倒立等大的实像

思路解析:凸透镜成像的规律是,物在2倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像。由题干可知,点燃的蜡烛成的是倒立、缩小的实像。像距小于2倍焦距而大于1倍焦距。如果在像的位置上放物体,那么物距就是在1倍焦距与2倍焦距之间,成像在2倍焦距以外,且一定是倒立的、放大的实像。所以BCD错,A正确。

答案:A

9.在凸透镜2倍焦距以外的地方,沿主光轴方向平放一根粗细均匀的棒AB,如图3-3-6所示,则形成的像A′B′为( )

图3-3-6

A.比实物短,且B′端比A′端粗

B.比实物短,且A′端比B′端粗

C.比实物长,且B′端比A′端粗

D.比实物长,且A′端比B′端粗

思路解析:因为u>2f所以f<v<2f,成的是倒立缩小的实像,故像A′B′比物体AB短,这样就排除了CD的正确性。又因A与B两点相比,B点物距小,其像距大,像也变大,故B端的像比A端的像A′要粗些。

答案:A

10.(2010福建莆田模拟)在研究凸透镜成像实验中,当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时,眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图3-3-7中的( )

图3-3-7

思路解析:由题意知u<f成虚像,观察者的眼睛应在蜡烛的异侧通过透镜观察到正立、放大的虚像。故选B。

答案:B

11.在“研究凸透镜成像规律”的实验中,请你设计一个测量凸透镜焦距的简易实验方案,写出实验步骤。

(1)____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ;

(2)__________________________________________________________________。

评估你的实验方案的优缺点:__________________________________________________。 思路解析:太阳距我们无穷远,可看成是平行光线,平行光线通过透镜折射后会聚于焦点,量出从透镜中心到焦点的距离,便是焦距。由于实验很粗略,因此误差大。

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答案:(1)凸透镜正对太阳找焦点 (2)量出焦距 简单易行、误差大

12.在“研究凸透镜成像”的实验中,当凸透镜、烛焰和光屏放在图3-3-8中A、B、C三个位置时,屏上成一个缩小的像,则在A点位置放的是____________,在B点位置放的是____________,在C点位置放的是____________。

图3-3-8

思路解析:屏上成的像是实像,要成倒立缩小的实像,物距大于像距,物、像在凸透镜的两侧。

答案:光屏 凸透镜 蜡烛

13.(2010广西柳州课改区模拟)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。

(1)实验时,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________________________。

①分析1、2、3次实验的数据可知____________、____________、____________。 ②在第5次实验中,从____________一侧透过透镜看到在____________一侧放大的像。 答案:(1)同一高度

(2)物距大于焦距时像是倒立的 物距越大,像距越小,物距越小,像距越大 物距大于2倍焦距时成缩小的像 光屏 蜡烛

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