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1、三、探究凸透镜成像的规律 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:B2.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
2、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 cmf10 cmC.f2
3、0 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u2f。本题中有20 cm2f,解不等式得:f10 cm。答案:C2.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
4、于凸透镜的焦距。答案:C3.(2020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3-3-1A.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fu2f时,成倒立、缩小的实像,所以B错。当uf时,成正立、放大的虚像,所以CD错。答案:A4.(2020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
5、等大的像。若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30 cm处,则( )图3-3-2A.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u30 cm,u2f,求出焦距f15 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:D5.(2020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
6、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.(2020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”)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
7、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.(2020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 cm4.5 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
8、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:C2.(2020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3-3-5A.烛焰位于a
9、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:D3.一物体放在凸透镜前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 cmC.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f18 cm2f 综合
10、 解得9 cmf10 cm。答案:D4.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:f12 cm2f,7 cmf,解该不等式组可得7 cmf12 cm。而14 cm不在这个范围内。答案:D5.一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.
11、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:f30 cm2f,即15 cmf30 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:C6.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
12、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:A7.一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,
13、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:D8.(2020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
14、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:A9.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AB为( )图3-3-6A.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u2f所以fv2f,成的是倒立缩小的实像,故像AB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:A10.(2020福建莆田模拟)在研究凸透镜成像实验中,当烛焰离凸