1.完成凸透镜成像的规律表格.
| 物距$u$和焦距$f$的关系 | 像距$v$和焦距$f$(或物距$u$)的关系 | 像的性质 |
|------------------------|------------------------------------|----------|
| | | 倒立、缩小的实像 |
| $u=2f$ | | |
| |
$v>2f$ | |
| | | 不成像 |
| $u<f$ | $v>u$ | |
| 物距$u$和焦距$f$的关系 | 像距$v$和焦距$f$(或物距$u$)的关系 | 像的性质 |
|------------------------|------------------------------------|----------|
| | | 倒立、缩小的实像 |
| $u=2f$ | | |
| |
| | | 不成像 |
| $u<f$ | $v>u$ | |
答案
1.
| 物距u和焦距f的关系 | 像距v和焦距f(或物距u)的关系 | 像的性质 |
|------------------------|------------------------------------|----------|
| $u>2f$ | $f<v<2f$ | 倒立、缩小的实像 |
| $u=2f$ | $v=2f$ | 倒立、等大的实像 |
| $f<u<2f$ | $v>2f$ | 倒立、放大的实像 |
| $u=f$ | | 不成像 |
| $u<f$ | $v>u$ | 正立、放大的虚像 |
| 物距u和焦距f的关系 | 像距v和焦距f(或物距u)的关系 | 像的性质 |
|------------------------|------------------------------------|----------|
| $u>2f$ | $f<v<2f$ | 倒立、缩小的实像 |
| $u=2f$ | $v=2f$ | 倒立、等大的实像 |
| $f<u<2f$ | $v>2f$ | 倒立、放大的实像 |
| $u=f$ | | 不成像 |
| $u<f$ | $v>u$ | 正立、放大的虚像 |
解析
【分析】要完成凸透镜成像规律表格,需牢记凸透镜成像的核心规律:根据物距$u$与焦距$f$的不同关系,对应不同的像距$v$和像的性质。需分情况梳理:①当物距$u>2f$时,成倒立缩小实像,像距在$f$和$2f$之间;②当$u=2f$时,成倒立等大实像,像距等于$2f$;③当$f<u<2f$时,成倒立放大实像,像距大于$2f$;④当$u=f$时,光线经透镜后平行,不成像;⑤当$u<f$时,成正立放大虚像,像距大于物距。
【解析】根据凸透镜成像规律,依次填写表格各空:
1. 第一行:物距$u>2f$,像距$f<v<2f$;
2. 第二行:像距$v=2f$,像的性质是倒立、等大的实像;
3. 第三行:物距$f<u<2f$,像的性质是倒立、放大的实像;
4. 第四行:物距$u=f$;
5. 第五行:像的性质是正立、放大的虚像。
【答案】
| 物距$u$和焦距$f$的关系 | 像距$v$和焦距$f$(或物距$u$)的关系 | 像的性质 |
|------------------------|------------------------------------|----------|
| $u>2f$ | $f<v<2f$ | 倒立、缩小的实像 |
| $u=2f$ | $v=2f$ | 倒立、等大的实像 |
| $f<u<2f$ | $v>2f$ | 倒立、放大的实像 |
| $u=f$ | | 不成像 |
| $u<f$ | $v>u$ | 正立、放大的虚像 |
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查基础的凸透镜成像规律,是光学部分的核心知识点,需准确记忆各物距对应的像距和像的性质,属于需熟练掌握的内容。
【难度系数】0.3
【解析】根据凸透镜成像规律,依次填写表格各空:
1. 第一行:物距$u>2f$,像距$f<v<2f$;
2. 第二行:像距$v=2f$,像的性质是倒立、等大的实像;
3. 第三行:物距$f<u<2f$,像的性质是倒立、放大的实像;
4. 第四行:物距$u=f$;
5. 第五行:像的性质是正立、放大的虚像。
【答案】
| 物距$u$和焦距$f$的关系 | 像距$v$和焦距$f$(或物距$u$)的关系 | 像的性质 |
|------------------------|------------------------------------|----------|
| $u>2f$ | $f<v<2f$ | 倒立、缩小的实像 |
| $u=2f$ | $v=2f$ | 倒立、等大的实像 |
| $f<u<2f$ | $v>2f$ | 倒立、放大的实像 |
| $u=f$ | | 不成像 |
| $u<f$ | $v>u$ | 正立、放大的虚像 |
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查基础的凸透镜成像规律,是光学部分的核心知识点,需准确记忆各物距对应的像距和像的性质,属于需熟练掌握的内容。
【难度系数】0.3
2.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,将凸透镜正对着太阳,在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为
15
cm;若将一个物体放在此凸透镜前40cm处,可在凸透镜另一侧光屏上得到一个倒立、缩小
(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。答案
2. 15 缩小
解析
【分析】首先,明确凸透镜焦距的测量方法:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚成最小最亮的光斑,该光斑到凸透镜的距离就是焦距,由此可确定第一空的答案。接着,根据凸透镜成像规律,比较物距与焦距的关系,判断成像的性质,得出第二空的答案。
【解析】1. 测量焦距:将凸透镜正对太阳,太阳光为平行光,经凸透镜后会聚成最小最亮的光斑,这个光斑到凸透镜的距离即为焦距,所以该凸透镜的焦距$f = 15cm$。2. 判断成像性质:已知物距$u = 40cm$,计算得$2f = 2×15cm = 30cm$,因为$u > 2f$,根据凸透镜成像规律,当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,所以光屏上得到倒立、缩小的实像。
【答案】15;缩小
【知识点】凸透镜焦距测量、凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜焦距的测量及成像规律的应用,属于基础实验题,需牢记成像规律的条件,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】1. 测量焦距:将凸透镜正对太阳,太阳光为平行光,经凸透镜后会聚成最小最亮的光斑,这个光斑到凸透镜的距离即为焦距,所以该凸透镜的焦距$f = 15cm$。2. 判断成像性质:已知物距$u = 40cm$,计算得$2f = 2×15cm = 30cm$,因为$u > 2f$,根据凸透镜成像规律,当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,所以光屏上得到倒立、缩小的实像。
【答案】15;缩小
【知识点】凸透镜焦距测量、凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜焦距的测量及成像规律的应用,属于基础实验题,需牢记成像规律的条件,难度较低。
【难度系数】0.8
3.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当物距为20cm时,在光屏上呈现一个倒立、等大的实像,则该透镜的焦距是
10
cm.当物距为15cm时,可在光屏上呈现一个倒立、放大
的实像.答案
3. 10 放大
解析
【分析】
要解决这道题,需牢记凸透镜成像的核心规律:当物距等于2倍焦距($u=2f$)时,成倒立、等大的实像;当物距在1倍焦距和2倍焦距之间($f<u<2f$)时,成倒立、放大的实像。首先根据题目中“物距20cm时成倒立等大实像”的条件,求出透镜焦距;再将物距15cm与焦距、2倍焦距对比,判断成像性质。
【解析】
1. 求焦距:根据凸透镜成像规律,当光屏上呈现倒立、等大的实像时,物距$u=2f$。已知此时物距为20cm,因此$2f=20cm$,解得焦距$f=10cm$。
2. 判断成像性质:当物距为15cm时,对比焦距$f=10cm$,可得$f=10cm < 15cm < 2f=20cm$,符合“物距在1倍和2倍焦距之间”的成像条件,此时成倒立、放大的实像。
【答案】
10;放大
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的基础应用,是实验题中的常见题型,需准确记忆物距与焦距的关系对应的成像特点,属于学生应掌握的基础知识点,难度较低。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需牢记凸透镜成像的核心规律:当物距等于2倍焦距($u=2f$)时,成倒立、等大的实像;当物距在1倍焦距和2倍焦距之间($f<u<2f$)时,成倒立、放大的实像。首先根据题目中“物距20cm时成倒立等大实像”的条件,求出透镜焦距;再将物距15cm与焦距、2倍焦距对比,判断成像性质。
【解析】
1. 求焦距:根据凸透镜成像规律,当光屏上呈现倒立、等大的实像时,物距$u=2f$。已知此时物距为20cm,因此$2f=20cm$,解得焦距$f=10cm$。
2. 判断成像性质:当物距为15cm时,对比焦距$f=10cm$,可得$f=10cm < 15cm < 2f=20cm$,符合“物距在1倍和2倍焦距之间”的成像条件,此时成倒立、放大的实像。
【答案】
10;放大
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的基础应用,是实验题中的常见题型,需准确记忆物距与焦距的关系对应的成像特点,属于学生应掌握的基础知识点,难度较低。
【难度系数】
0.8
4.小强同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验中,光屏上得到发光物体清晰的像,当他不小心将手指尖触摸到了凸透镜时,光屏上
不会
(选填“会”或“不会”)有他指尖的像;这时光屏上所成的像会变暗
(选填“变亮”“变暗”或“亮度不变”)。答案
4. 不会 变暗
解析
【分析】要解决这道题,需结合凸透镜成像规律分析两个问题:①判断光屏上是否有指尖的像:凸透镜成实像时,是物体发出的光线经透镜折射后会聚在光屏上形成的;当指尖触摸凸透镜时,指尖到透镜的距离小于一倍焦距,根据凸透镜成像规律,此时成正立、放大的虚像,虚像无法用光屏承接,因此光屏上不会出现指尖的像。②判断像的亮度变化:手指遮挡了凸透镜的一部分,透镜的其余部分仍能折射光线会聚成完整的像,但透过透镜的总光线量减少,所以光屏上的像会变暗。
【解析】1. 关于指尖是否成像:根据凸透镜成像规律,当物距u<f(一倍焦距)时,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上;指尖触摸凸透镜时,指尖到透镜的距离小于一倍焦距,因此光屏上不会有指尖的像。2. 关于像的亮度:手指遮挡凸透镜部分区域,透镜剩余部分仍可折射光线形成完整的像,但透过透镜的光线总量减少,导致像的亮度变暗。
【答案】不会 变暗
【知识点】凸透镜成像规律;实像与虚像
【点评】本题考查凸透镜成像规律的实际应用,核心是区分虚像与实像的承接特点,以及透镜遮挡对像亮度的影响,属于初中物理光学部分的基础题,侧重对规律的理解与应用。
【难度系数】0.6
【解析】1. 关于指尖是否成像:根据凸透镜成像规律,当物距u<f(一倍焦距)时,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上;指尖触摸凸透镜时,指尖到透镜的距离小于一倍焦距,因此光屏上不会有指尖的像。2. 关于像的亮度:手指遮挡凸透镜部分区域,透镜剩余部分仍可折射光线形成完整的像,但透过透镜的光线总量减少,导致像的亮度变暗。
【答案】不会 变暗
【知识点】凸透镜成像规律;实像与虚像
【点评】本题考查凸透镜成像规律的实际应用,核心是区分虚像与实像的承接特点,以及透镜遮挡对像亮度的影响,属于初中物理光学部分的基础题,侧重对规律的理解与应用。
【难度系数】0.6
5.将一个凸透镜正对着太阳光,在凸透镜另一侧15cm处的纸上出现一个最小、最亮的光斑,将一个物体放在该凸透镜主光轴上距光心20cm处,则在凸透镜的另一侧光屏上会出现一个(
A.正立、放大的虚像
B.正立、缩小的虚像
C.倒立、放大的实像
D.倒立、缩小的实像
C
)A.正立、放大的虚像
B.正立、缩小的虚像
C.倒立、放大的实像
D.倒立、缩小的实像
答案
5.C
解析
【分析】
首先利用凸透镜对平行光的会聚作用确定焦距:太阳光可视为平行于主光轴的光线,正对凸透镜时会聚的最小最亮光斑到透镜的距离就是焦距;再计算物距,将物距与焦距、2倍焦距对比,结合凸透镜成像规律判断成像性质,进而选出正确选项。
【解析】
1. 确定焦距:平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚成最小、最亮的光斑,该光斑到凸透镜光心的距离为焦距,因此焦距f=15cm。
2. 确定物距:物体到凸透镜光心的距离为物距,题目中物距u=20cm。
3. 分析物距与焦距的关系:2f=2×15cm=30cm,可得f=15cm < u=20cm < 2f=30cm。
4. 根据凸透镜成像规律:当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距的测量
【点评】
本题考查凸透镜焦距的测量及成像规律的基础应用,需牢记成像条件与对应像的性质,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
首先利用凸透镜对平行光的会聚作用确定焦距:太阳光可视为平行于主光轴的光线,正对凸透镜时会聚的最小最亮光斑到透镜的距离就是焦距;再计算物距,将物距与焦距、2倍焦距对比,结合凸透镜成像规律判断成像性质,进而选出正确选项。
【解析】
1. 确定焦距:平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚成最小、最亮的光斑,该光斑到凸透镜光心的距离为焦距,因此焦距f=15cm。
2. 确定物距:物体到凸透镜光心的距离为物距,题目中物距u=20cm。
3. 分析物距与焦距的关系:2f=2×15cm=30cm,可得f=15cm < u=20cm < 2f=30cm。
4. 根据凸透镜成像规律:当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距的测量
【点评】
本题考查凸透镜焦距的测量及成像规律的基础应用,需牢记成像条件与对应像的性质,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
6.某同学将点燃的蜡烛放在焦距为8cm的凸透镜前,在光屏上得到了一个缩小的像,则这时的物距可能是(
A.20cm
B.10cm
C.6cm
D.5cm
A
)A.20cm
B.10cm
C.6cm
D.5cm
答案
6.A
解析
【分析】
要解决本题,需先明确凸透镜成缩小实像的条件:根据凸透镜成像规律,当物体位于凸透镜的2倍焦距以外时,光屏上会呈现倒立、缩小的实像。已知该凸透镜焦距f=8cm,先计算出2倍焦距为16cm,因此要得到缩小的像,物距需满足u>16cm,再逐一分析选项即可得出答案。
【解析】
根据凸透镜成像规律,光屏上成缩小实像的条件是物距u>2f。已知凸透镜焦距f=8cm,则2f=16cm,即物距需大于16cm。对各选项分析:
A选项:物距20cm,20cm>16cm,满足u>2f,成倒立缩小实像,符合题意;
B选项:物距10cm,8cm<10cm<16cm,此时成倒立放大的实像,不符合;
C选项:物距6cm,6cm<8cm,成正立放大的虚像,虚像无法在光屏上承接,不符合;
D选项:物距5cm,5cm<8cm,同样成正立放大的虚像,不符合。
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,核心是牢记成缩小实像的物距条件,属于初中物理光学部分的基础题,难度适中,只要掌握规律即可正确解答。
【难度系数】
0.7
要解决本题,需先明确凸透镜成缩小实像的条件:根据凸透镜成像规律,当物体位于凸透镜的2倍焦距以外时,光屏上会呈现倒立、缩小的实像。已知该凸透镜焦距f=8cm,先计算出2倍焦距为16cm,因此要得到缩小的像,物距需满足u>16cm,再逐一分析选项即可得出答案。
【解析】
根据凸透镜成像规律,光屏上成缩小实像的条件是物距u>2f。已知凸透镜焦距f=8cm,则2f=16cm,即物距需大于16cm。对各选项分析:
A选项:物距20cm,20cm>16cm,满足u>2f,成倒立缩小实像,符合题意;
B选项:物距10cm,8cm<10cm<16cm,此时成倒立放大的实像,不符合;
C选项:物距6cm,6cm<8cm,成正立放大的虚像,虚像无法在光屏上承接,不符合;
D选项:物距5cm,5cm<8cm,同样成正立放大的虚像,不符合。
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,核心是牢记成缩小实像的物距条件,属于初中物理光学部分的基础题,难度适中,只要掌握规律即可正确解答。
【难度系数】
0.7
7.将一支点燃的蜡烛放在焦距为10cm的凸透镜前,在镜后的光屏上得到了烛焰清晰放大的像,则蜡烛到凸透镜的距离及烛焰成像的情况是 (
A.20cm以内,成倒立的像
B.20cm以外,成正立的像
C.10cm与20cm之间,成倒立的像
D.10cm与20cm之间,成正立的像
C
)A.20cm以内,成倒立的像
B.20cm以外,成正立的像
C.10cm与20cm之间,成倒立的像
D.10cm与20cm之间,成正立的像
答案
7.C
解析
【分析】
要解决本题,需掌握凸透镜成像的核心规律:实像能呈现在光屏上,虚像不能;当凸透镜成实像时,物距(u)与焦距(f)满足:f<u<2f时,成倒立、放大的实像;u>2f时,成倒立、缩小的实像;u<f时,成正立、放大的虚像。题目中焦距f=10cm,光屏上得到清晰放大的像,说明是实像,据此结合规律判断物距范围和成像特点。
【解析】
已知凸透镜焦距f=10cm,光屏上呈现清晰放大的像,说明该像为实像。根据凸透镜成像规律,成倒立、放大实像的条件是物距f<u<2f,代入f=10cm得10cm<u<20cm,且实像均为倒立的。逐一分析选项:A选项中“20cm以内”包含u<10cm(成虚像,无法在光屏呈现),错误;B选项“20cm以外”成倒立缩小实像,错误;C选项“10cm与20cm之间,成倒立的像”,符合规律,正确;D选项该物距范围成倒立实像,不是正立,错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的基础应用,需牢记物距与成像性质的对应关系,是光学部分的常考基础题,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需掌握凸透镜成像的核心规律:实像能呈现在光屏上,虚像不能;当凸透镜成实像时,物距(u)与焦距(f)满足:f<u<2f时,成倒立、放大的实像;u>2f时,成倒立、缩小的实像;u<f时,成正立、放大的虚像。题目中焦距f=10cm,光屏上得到清晰放大的像,说明是实像,据此结合规律判断物距范围和成像特点。
【解析】
已知凸透镜焦距f=10cm,光屏上呈现清晰放大的像,说明该像为实像。根据凸透镜成像规律,成倒立、放大实像的条件是物距f<u<2f,代入f=10cm得10cm<u<20cm,且实像均为倒立的。逐一分析选项:A选项中“20cm以内”包含u<10cm(成虚像,无法在光屏呈现),错误;B选项“20cm以外”成倒立缩小实像,错误;C选项“10cm与20cm之间,成倒立的像”,符合规律,正确;D选项该物距范围成倒立实像,不是正立,错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的基础应用,需牢记物距与成像性质的对应关系,是光学部分的常考基础题,难度适中。
【难度系数】
0.5
8.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,当烛焰位于凸透镜一倍焦距以内时,人眼观察到烛焰成像的情形是图中的(
C
)答案
8.C
解析
【分析】首先明确题目条件:烛焰位于凸透镜一倍焦距以内,需结合凸透镜成像规律判断成像情况。当物距小于一倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,且虚像与物体在透镜的同侧,虚像比实物大、方向正立。据此逐一分析选项即可得出答案。
【解析】根据凸透镜成像规律,当烛焰位于凸透镜一倍焦距以内($u<f$)时,成正立、放大的虚像,虚像与物体在透镜同侧,且虚像为正立、放大的。对各选项分析:A选项中虚像缩小,不符合规律;B选项中虚像倒立,不符合;C选项中虚像为正立放大的,符合要求;D选项中虚像倒立,不符合。因此正确选项为C。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律、放大镜原理
【点评】本题考查凸透镜成像规律的基础应用,需牢记一倍焦距内的成像特点,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】根据凸透镜成像规律,当烛焰位于凸透镜一倍焦距以内($u<f$)时,成正立、放大的虚像,虚像与物体在透镜同侧,且虚像为正立、放大的。对各选项分析:A选项中虚像缩小,不符合规律;B选项中虚像倒立,不符合;C选项中虚像为正立放大的,符合要求;D选项中虚像倒立,不符合。因此正确选项为C。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律、放大镜原理
【点评】本题考查凸透镜成像规律的基础应用,需牢记一倍焦距内的成像特点,难度较低。
【难度系数】0.8
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