7 把蜡烛放在凸透镜前30 cm处,光屏上可接收到倒立、等大的实像,若把蜡烛向靠近凸透镜的方向移动5 cm,并移动光屏,在光屏上可以看到 (
A.倒立、缩小的实像
B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的虚像
D.倒立、等大的实像
B
)A.倒立、缩小的实像
B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的虚像
D.倒立、等大的实像
答案
7.B
解析
【分析】
要解决这道题,需运用凸透镜成像规律:首先根据初始成像情况求出凸透镜的焦距,再计算蜡烛移动后的物距,最后依据物距与焦距、2倍焦距的关系判断成像性质,从而选出正确选项。
【解析】
1. 求凸透镜焦距:根据凸透镜成像规律,当物距$ u = 2f $时,成倒立、等大的实像。题目中初始物距$ u = 30\ \mathrm{cm} $,此时成倒立、等大的实像,因此$ 2f = 30\ \mathrm{cm} $,解得焦距$ f = 15\ \mathrm{cm} $。
2. 计算移动后的物距:蜡烛向靠近凸透镜方向移动5 cm,新的物距$ u' = 30\ \mathrm{cm} - 5\ \mathrm{cm} = 25\ \mathrm{cm} $。
3. 判断成像性质:已知$ f = 15\ \mathrm{cm} $,$ 2f = 30\ \mathrm{cm} $,则$ f < u' < 2f $,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是先通过初始成像条件确定焦距,再分析移动后的物距范围,进而判断成像特点,属于基础题型,侧重对规律的理解与运用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需运用凸透镜成像规律:首先根据初始成像情况求出凸透镜的焦距,再计算蜡烛移动后的物距,最后依据物距与焦距、2倍焦距的关系判断成像性质,从而选出正确选项。
【解析】
1. 求凸透镜焦距:根据凸透镜成像规律,当物距$ u = 2f $时,成倒立、等大的实像。题目中初始物距$ u = 30\ \mathrm{cm} $,此时成倒立、等大的实像,因此$ 2f = 30\ \mathrm{cm} $,解得焦距$ f = 15\ \mathrm{cm} $。
2. 计算移动后的物距:蜡烛向靠近凸透镜方向移动5 cm,新的物距$ u' = 30\ \mathrm{cm} - 5\ \mathrm{cm} = 25\ \mathrm{cm} $。
3. 判断成像性质:已知$ f = 15\ \mathrm{cm} $,$ 2f = 30\ \mathrm{cm} $,则$ f < u' < 2f $,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,对应选项B。
【答案】
B
【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,核心是先通过初始成像条件确定焦距,再分析移动后的物距范围,进而判断成像特点,属于基础题型,侧重对规律的理解与运用。
【难度系数】
0.6
8 小明用焦距约为 10 cm 的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)小明将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上,点燃蜡烛后,沿光具座无论怎样移动光屏,在光屏上始终得不到烛焰的像,原因可能是
(2)重新调整后,将蜡烛、凸透镜固定在光具座上,如图甲所示,移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像,该像是倒立、

(3)若将“F”形的 LED 灯(如图乙所示)替代蜡烛放在离凸透镜 5 cm 的地方,我们透过透镜能看到的清晰的像是图丙中的
(4)当光屏上呈现烛焰清晰的像时,如果用遮光板挡住凸透镜的上半部分,那么我们观察光屏时,将会在光屏上看到
A. 烛焰像的下半部分
B. 烛焰像的上半部分
C. 烛焰完整的像,像的亮度变暗
D. 烛焰完整的像,像的亮度不变
(5)实验过程中,燃烧的蜡烛变短了,可将凸透镜的高度调
(6)小明利用上述器材测量该凸透镜的焦距。将凸透镜固定在光具座某刻度处,再将蜡烛、光屏分别自凸透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜,直至光屏上出现等大的清晰像,此时蜡烛与光屏的距离为 40.4 cm,则凸透镜的焦距为
(1)小明将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上,点燃蜡烛后,沿光具座无论怎样移动光屏,在光屏上始终得不到烛焰的像,原因可能是
蜡烛在一倍焦距内(合理即可)
。(2)重新调整后,将蜡烛、凸透镜固定在光具座上,如图甲所示,移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像,该像是倒立、
缩小
(放大/缩小)的实像。我们可以从不同角度看到光屏上的像,是因为光在光屏上发生了漫反射
(镜面反射/漫反射)。(3)若将“F”形的 LED 灯(如图乙所示)替代蜡烛放在离凸透镜 5 cm 的地方,我们透过透镜能看到的清晰的像是图丙中的
A
。若将该灯放在离凸透镜 15 cm 的地方并移动光屏,光屏上成的清晰的像是图丙中的B
。(忽略像的大小变化)(4)当光屏上呈现烛焰清晰的像时,如果用遮光板挡住凸透镜的上半部分,那么我们观察光屏时,将会在光屏上看到
C
(填字母)。A. 烛焰像的下半部分
B. 烛焰像的上半部分
C. 烛焰完整的像,像的亮度变暗
D. 烛焰完整的像,像的亮度不变
(5)实验过程中,燃烧的蜡烛变短了,可将凸透镜的高度调
低
(高/低)一些,使像成在光屏中央。(6)小明利用上述器材测量该凸透镜的焦距。将凸透镜固定在光具座某刻度处,再将蜡烛、光屏分别自凸透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜,直至光屏上出现等大的清晰像,此时蜡烛与光屏的距离为 40.4 cm,则凸透镜的焦距为
10.1
cm。答案
8.(1) 蜡烛在一倍焦距内(合理即可)
(2) 缩小 漫反射
(3) A B
(4) C
(5) 低
(6) 10.1
(2) 缩小 漫反射
(3) A B
(4) C
(5) 低
(6) 10.1
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律展开,需结合凸透镜成像的条件、规律,以及反射类型、实验操作等知识点逐一分析:
1. 光屏无法承接像的原因:若物距小于焦距成虚像、物距等于焦距不成像,或烛焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度,都会导致光屏无像,常见原因是物距小于焦距,虚像无法用光屏承接。
2. 判断像的性质:先确定物距,结合焦距,根据成像规律判断;不同角度看到像,是因为光屏表面粗糙,光发生漫反射。
3. 虚像与实像的判断:物距小于焦距成正立虚像,物距在一倍到二倍焦距间成倒立实像,实像上下左右均颠倒。
4. 挡住透镜部分的影响:透镜各部分都能折射光线,仍成完整像,仅亮度变暗。
5. 蜡烛变短的调整:像会上移,需调低凸透镜高度使像回到光屏中央。
6. 测焦距:成等大实像时,物距等于2f,蜡烛与光屏距离为4f,据此计算焦距。
【解析】
(1)光屏始终得不到烛焰的像,可能是蜡烛位于凸透镜的一倍焦距以内,此时成正立、放大的虚像,虚像无法用光屏承接;也可能是蜡烛在焦点上(不成像),或烛焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度(像未成在光屏上),合理即可。
(2)由图甲可知,物距$ u = 50\mathrm{cm} - 20\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm} $,已知焦距$ f = 10\mathrm{cm} $,$ u > 2f $,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像;光屏表面粗糙,光在光屏上发生漫反射,因此能从不同角度看到光屏上的像。
(3)当LED灯距凸透镜5cm时,$ u = 5\mathrm{cm} < f = 10\mathrm{cm} $,成正立、放大的虚像,与物体正立一致,故看到的是图丙中的A;当LED灯距凸透镜15cm时,$ f < u = 15\mathrm{cm} < 2f $,成倒立、放大的实像,实像上下、左右均颠倒,故看到的是图丙中的B。
(4)挡住凸透镜上半部分,凸透镜的下半部分仍能折射光线,会聚成完整的烛焰像,只是通过的光线减少,像的亮度变暗,故选C。
(5)蜡烛变短,烛焰向下移动,根据过光心的光线传播方向不变,像会向上移动,要使像成在光屏中央,需将凸透镜的高度调低。
(6)当凸透镜成等大实像时,物距$ u = 2f $,像距$ v = 2f $,此时蜡烛与光屏的距离为$ u + v = 4f $,已知该距离为40.4cm,因此$ 4f = 40.4\mathrm{cm} $,解得$ f = 10.1\mathrm{cm} $。
【答案】
(1) 蜡烛在一倍焦距内(合理即可)
(2) 缩小;漫反射
(3) A;B
(4) C
(5) 低
(6) 10.1
【知识点】
凸透镜成像规律;光的漫反射;焦距的测量
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的综合应用,涵盖实验操作、成像判断、反射类型等知识点,需熟练掌握成像规律的不同情况,结合实验现象分析问题,是初中物理光学的核心考点题。
【难度系数】
0.5
本题围绕凸透镜成像规律展开,需结合凸透镜成像的条件、规律,以及反射类型、实验操作等知识点逐一分析:
1. 光屏无法承接像的原因:若物距小于焦距成虚像、物距等于焦距不成像,或烛焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度,都会导致光屏无像,常见原因是物距小于焦距,虚像无法用光屏承接。
2. 判断像的性质:先确定物距,结合焦距,根据成像规律判断;不同角度看到像,是因为光屏表面粗糙,光发生漫反射。
3. 虚像与实像的判断:物距小于焦距成正立虚像,物距在一倍到二倍焦距间成倒立实像,实像上下左右均颠倒。
4. 挡住透镜部分的影响:透镜各部分都能折射光线,仍成完整像,仅亮度变暗。
5. 蜡烛变短的调整:像会上移,需调低凸透镜高度使像回到光屏中央。
6. 测焦距:成等大实像时,物距等于2f,蜡烛与光屏距离为4f,据此计算焦距。
【解析】
(1)光屏始终得不到烛焰的像,可能是蜡烛位于凸透镜的一倍焦距以内,此时成正立、放大的虚像,虚像无法用光屏承接;也可能是蜡烛在焦点上(不成像),或烛焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度(像未成在光屏上),合理即可。
(2)由图甲可知,物距$ u = 50\mathrm{cm} - 20\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm} $,已知焦距$ f = 10\mathrm{cm} $,$ u > 2f $,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像;光屏表面粗糙,光在光屏上发生漫反射,因此能从不同角度看到光屏上的像。
(3)当LED灯距凸透镜5cm时,$ u = 5\mathrm{cm} < f = 10\mathrm{cm} $,成正立、放大的虚像,与物体正立一致,故看到的是图丙中的A;当LED灯距凸透镜15cm时,$ f < u = 15\mathrm{cm} < 2f $,成倒立、放大的实像,实像上下、左右均颠倒,故看到的是图丙中的B。
(4)挡住凸透镜上半部分,凸透镜的下半部分仍能折射光线,会聚成完整的烛焰像,只是通过的光线减少,像的亮度变暗,故选C。
(5)蜡烛变短,烛焰向下移动,根据过光心的光线传播方向不变,像会向上移动,要使像成在光屏中央,需将凸透镜的高度调低。
(6)当凸透镜成等大实像时,物距$ u = 2f $,像距$ v = 2f $,此时蜡烛与光屏的距离为$ u + v = 4f $,已知该距离为40.4cm,因此$ 4f = 40.4\mathrm{cm} $,解得$ f = 10.1\mathrm{cm} $。
【答案】
(1) 蜡烛在一倍焦距内(合理即可)
(2) 缩小;漫反射
(3) A;B
(4) C
(5) 低
(6) 10.1
【知识点】
凸透镜成像规律;光的漫反射;焦距的测量
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的综合应用,涵盖实验操作、成像判断、反射类型等知识点,需熟练掌握成像规律的不同情况,结合实验现象分析问题,是初中物理光学的核心考点题。
【难度系数】
0.5
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