1. 如图5-2-32,蜡烛距凸透镜20 cm时,烛焰在光屏上成清晰的倒立、缩小的像,则该凸透镜的焦距可能是(

A.5 cm
B.20 cm
C.30 cm
D.40 cm
A
)A.5 cm
B.20 cm
C.30 cm
D.40 cm
答案
1.A
解析
【分析】
要解决本题,需利用凸透镜成像规律中“成倒立、缩小实像”的条件:当凸透镜成倒立、缩小的实像时,物距$ u $满足$ u>2f $($ f $为焦距)。题目中给出物距$ u=20\ \mathrm{cm} $,据此推导焦距范围,再结合选项判断即可。
【解析】
根据凸透镜成像规律,当光屏上呈现清晰的倒立、缩小的实像时,物距与焦距的关系为:$ u>2f $。
已知物距$ u=20\ \mathrm{cm} $,代入关系可得:$ 20\ \mathrm{cm}>2f $,解得$ f<10\ \mathrm{cm} $。
逐一分析选项:
A选项:焦距为5cm,$ 5\ \mathrm{cm}<10\ \mathrm{cm} $,满足条件;
B选项:焦距为20cm,此时$ u=20\ \mathrm{cm}=2f $,成倒立、等大的实像,不符合题意;
C选项:焦距为30cm,此时$ u=20\ \mathrm{cm}<f $,成正立、放大的虚像,无法在光屏上承接,不符合题意;
D选项:焦距为40cm,此时$ u=20\ \mathrm{cm}<f $,成正立、放大的虚像,无法在光屏上承接,不符合题意。
综上,答案为A。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是牢记“成倒立缩小实像时物距大于2倍焦距”的条件,属于基础题型,需熟练掌握成像规律。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需利用凸透镜成像规律中“成倒立、缩小实像”的条件:当凸透镜成倒立、缩小的实像时,物距$ u $满足$ u>2f $($ f $为焦距)。题目中给出物距$ u=20\ \mathrm{cm} $,据此推导焦距范围,再结合选项判断即可。
【解析】
根据凸透镜成像规律,当光屏上呈现清晰的倒立、缩小的实像时,物距与焦距的关系为:$ u>2f $。
已知物距$ u=20\ \mathrm{cm} $,代入关系可得:$ 20\ \mathrm{cm}>2f $,解得$ f<10\ \mathrm{cm} $。
逐一分析选项:
A选项:焦距为5cm,$ 5\ \mathrm{cm}<10\ \mathrm{cm} $,满足条件;
B选项:焦距为20cm,此时$ u=20\ \mathrm{cm}=2f $,成倒立、等大的实像,不符合题意;
C选项:焦距为30cm,此时$ u=20\ \mathrm{cm}<f $,成正立、放大的虚像,无法在光屏上承接,不符合题意;
D选项:焦距为40cm,此时$ u=20\ \mathrm{cm}<f $,成正立、放大的虚像,无法在光屏上承接,不符合题意。
综上,答案为A。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是牢记“成倒立缩小实像时物距大于2倍焦距”的条件,属于基础题型,需熟练掌握成像规律。
【难度系数】
0.6
2. 以下各选项中是“探究凸透镜成像的规律”实验装置示意图,凸透镜的焦距是20 cm,则眼睛可能观察到烛焰经凸透镜折射所成虚像的是(

B
)答案
2.B
解析
【分析】要解决此题,需掌握凸透镜成虚像的规律:当物距$u <$焦距$f$时,凸透镜成正立、放大的虚像,且虚像与物体在凸透镜的同侧,因此观察虚像时,眼睛需要位于凸透镜的另一侧(与物体分别在透镜两侧,透过透镜观察物体)。结合本题焦距$f=20\ \mathrm{cm}$,逐一分析各选项的物距和眼睛位置是否符合要求。
【解析】已知凸透镜焦距$f=20\ \mathrm{cm}$,成虚像需满足物距$u < 20\ \mathrm{cm}$,且眼睛在透镜另一侧观察:
选项A:透镜在$40\ \mathrm{cm}$处,蜡烛在$55\ \mathrm{cm}$处,物距$u=55\ \mathrm{cm}-40\ \mathrm{cm}=15\ \mathrm{cm}<20\ \mathrm{cm}$,满足物距条件,但眼睛与蜡烛在透镜同一侧,无法透过透镜观察虚像,错误;
选项B:透镜在$40\ \mathrm{cm}$处,蜡烛在$55\ \mathrm{cm}$处,物距$u=55\ \mathrm{cm}-40\ \mathrm{cm}=15\ \mathrm{cm}<20\ \mathrm{cm}$,满足物距条件,眼睛在透镜左侧(另一侧),透过透镜可观察到虚像,正确;
选项C:眼睛位于透镜和蜡烛之间,无法透过透镜观察虚像,错误;
选项D:透镜在$40\ \mathrm{cm}$处,蜡烛在$70\ \mathrm{cm}$处,物距$u=70\ \mathrm{cm}-40\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}>20\ \mathrm{cm}$,成实像,无法观察到虚像,错误。
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律;虚像的观察
【点评】本题考查凸透镜成虚像的实验条件,需明确物距与焦距的关系,以及观察虚像的正确位置,属于基础实验题,需牢记相关知识点。
【难度系数】0.5
【解析】已知凸透镜焦距$f=20\ \mathrm{cm}$,成虚像需满足物距$u < 20\ \mathrm{cm}$,且眼睛在透镜另一侧观察:
选项A:透镜在$40\ \mathrm{cm}$处,蜡烛在$55\ \mathrm{cm}$处,物距$u=55\ \mathrm{cm}-40\ \mathrm{cm}=15\ \mathrm{cm}<20\ \mathrm{cm}$,满足物距条件,但眼睛与蜡烛在透镜同一侧,无法透过透镜观察虚像,错误;
选项B:透镜在$40\ \mathrm{cm}$处,蜡烛在$55\ \mathrm{cm}$处,物距$u=55\ \mathrm{cm}-40\ \mathrm{cm}=15\ \mathrm{cm}<20\ \mathrm{cm}$,满足物距条件,眼睛在透镜左侧(另一侧),透过透镜可观察到虚像,正确;
选项C:眼睛位于透镜和蜡烛之间,无法透过透镜观察虚像,错误;
选项D:透镜在$40\ \mathrm{cm}$处,蜡烛在$70\ \mathrm{cm}$处,物距$u=70\ \mathrm{cm}-40\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}>20\ \mathrm{cm}$,成实像,无法观察到虚像,错误。
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律;虚像的观察
【点评】本题考查凸透镜成虚像的实验条件,需明确物距与焦距的关系,以及观察虚像的正确位置,属于基础实验题,需牢记相关知识点。
【难度系数】0.5
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