5. (★★★)电影放映机成像原理如图5-5所示,为了让观众看到清晰的实像,应将胶片放在距离透镜

一倍焦距到二倍焦距之间
的位置。观众能从各个方向看到画面是因为光在银幕上发生了漫反射
。为了让银幕上的画面变小,应使胶片到透镜的距离变大
,同时使镜头到银幕的距离变小
。答案
5. 一倍焦距到二倍焦距之间;漫反射;大;小
解析
【分析】
要解决这道题,需结合凸透镜成像规律和光的反射类型的知识:首先,电影放映机利用凸透镜成倒立、放大实像的原理,需明确该成像对应的物距条件;其次,观众从各个方向看到画面,要理解漫反射的特点;最后,根据凸透镜成像中“像的大小变化与物距、像距的关系”,判断调整方向。
【解析】
1. 凸透镜成像规律:当物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间($f<u<2f$)时,成倒立、放大的实像,这是电影放映机的成像原理,因此胶片应放在距离透镜一倍焦距到二倍焦距之间的位置。
2. 光的反射类型:银幕表面粗糙,光在上面发生漫反射,反射光线会向各个方向传播,所以观众能从各个方向看到画面。
3. 成像大小的调整:根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,要让银幕上的画面变小,需增大物距(即胶片到透镜的距离变大),同时减小像距(即镜头到银幕的距离变小)。
【答案】
一倍焦距到二倍焦距之间;漫反射;大;小
【知识点】
凸透镜成像规律、漫反射
【点评】
本题结合电影放映机的实际场景,考查凸透镜成像规律的应用和漫反射的特点,属于光学基础知识点的应用,难度适中,需要学生牢记相关规律并能灵活运用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合凸透镜成像规律和光的反射类型的知识:首先,电影放映机利用凸透镜成倒立、放大实像的原理,需明确该成像对应的物距条件;其次,观众从各个方向看到画面,要理解漫反射的特点;最后,根据凸透镜成像中“像的大小变化与物距、像距的关系”,判断调整方向。
【解析】
1. 凸透镜成像规律:当物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间($f<u<2f$)时,成倒立、放大的实像,这是电影放映机的成像原理,因此胶片应放在距离透镜一倍焦距到二倍焦距之间的位置。
2. 光的反射类型:银幕表面粗糙,光在上面发生漫反射,反射光线会向各个方向传播,所以观众能从各个方向看到画面。
3. 成像大小的调整:根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,要让银幕上的画面变小,需增大物距(即胶片到透镜的距离变大),同时减小像距(即镜头到银幕的距离变小)。
【答案】
一倍焦距到二倍焦距之间;漫反射;大;小
【知识点】
凸透镜成像规律、漫反射
【点评】
本题结合电影放映机的实际场景,考查凸透镜成像规律的应用和漫反射的特点,属于光学基础知识点的应用,难度适中,需要学生牢记相关规律并能灵活运用。
【难度系数】
0.6
6. (★★★)如图5-6所示,F为凸透镜的两个焦点,A'B'为物体AB的像,则物体AB在【 】

图5-6
A.图中Ⅰ区域,比A'B'大,箭头方向向上
B.图中Ⅱ区域,比A'B'大,箭头方向向下
C.图中Ⅲ区域,比A'B'大,箭头方向向上
D.图中Ⅳ区域,比A'B'小,箭头方向向下
图5-6
A.图中Ⅰ区域,比A'B'大,箭头方向向上
B.图中Ⅱ区域,比A'B'大,箭头方向向下
C.图中Ⅲ区域,比A'B'大,箭头方向向上
D.图中Ⅳ区域,比A'B'小,箭头方向向下
答案
6. C
解析
【分析】要解决本题,需结合凸透镜成像规律分析:凸透镜成实像时,像与物体上下颠倒、左右相反;且像距与物距满足对应关系:当像在一倍焦距和二倍焦距之间时,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像。已知像A'B'在右侧一倍焦距和二倍焦距之间,因此物体应在左侧二倍焦距之外,且实像倒立,像箭头向下则物体箭头向上,同时成缩小像,故物体比像大。
【解析】根据凸透镜成像规律:当像位于凸透镜右侧的一倍焦距(F)与二倍焦距(2f)之间时,物体应位于凸透镜左侧的二倍焦距之外,成倒立、缩小的实像。结合题图,像A'B'的箭头向下,说明物体AB的箭头向上(实像倒立);物体在左侧二倍焦距之外的Ⅲ区域,且成缩小像,故物体AB比像A'B'大。因此物体AB在Ⅲ区域,比A'B'大,箭头向上,对应选项C。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律,实像特点
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是理解实像的倒立特性以及物距、像距与成像性质的关系,需结合图像分析物的位置、大小和方向,属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】根据凸透镜成像规律:当像位于凸透镜右侧的一倍焦距(F)与二倍焦距(2f)之间时,物体应位于凸透镜左侧的二倍焦距之外,成倒立、缩小的实像。结合题图,像A'B'的箭头向下,说明物体AB的箭头向上(实像倒立);物体在左侧二倍焦距之外的Ⅲ区域,且成缩小像,故物体AB比像A'B'大。因此物体AB在Ⅲ区域,比A'B'大,箭头向上,对应选项C。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律,实像特点
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,核心是理解实像的倒立特性以及物距、像距与成像性质的关系,需结合图像分析物的位置、大小和方向,属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】0.5
7. (★★★)(双选)如图5-7所示,将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处,此时在光屏中心已成F形光源清晰的像(图中未画出),下列说法正确的是 【 】
A.此时F形光源在光屏上的成像特点与投影仪成像特点相同
B.若F形光源移至20 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰缩小的像
C.若F形光源移至45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰放大的像
D.在图示中的F形光源和凸透镜之间放一副远视镜,将光屏左移可再次成清晰的像

图5-7
A.此时F形光源在光屏上的成像特点与投影仪成像特点相同
B.若F形光源移至20 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰缩小的像
C.若F形光源移至45 cm刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现清晰放大的像
D.在图示中的F形光源和凸透镜之间放一副远视镜,将光屏左移可再次成清晰的像
图5-7
答案
7. BD
解析
【分析】首先明确凸透镜焦距f=10cm,凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,需先计算各选项中F形光源的物距,再结合凸透镜成像规律(u>2f成倒立缩小实像、f<u<2f成倒立放大实像、u<f成正立放大虚像;凸透镜对光线有会聚作用)逐一分析选项。
【解析】已知凸透镜焦距f=10cm,位于光具座50cm刻度线处:
1. 选项A:图示中F光源在25cm刻度处,物距u=50cm-25cm=25cm,u>2f(20cm),成倒立缩小实像,是照相机的成像特点,而非投影仪(投影仪成倒立放大实像),故A错误。
2. 选项B:F移至20cm刻度处,物距u=50cm-20cm=30cm,u>2f,根据成像规律,此时成倒立、缩小的实像,故B正确。
3. 选项C:F移至45cm刻度处,物距u=50cm-45cm=5cm,u<f,成正立、放大的虚像,虚像无法在光屏上呈现,故C错误。
4. 选项D:远视镜是凸透镜,对光线有会聚作用,会使像提前会聚在光屏前方,因此需将光屏左移才能再次得到清晰的像,故D正确。
【答案】BD
【知识点】凸透镜成像规律、远视眼矫正
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,需准确计算物距,注意虚像无法用光屏承接的易错点,同时理解远视镜的光学作用,是凸透镜部分的典型双选题。
【难度系数】0.6
【解析】已知凸透镜焦距f=10cm,位于光具座50cm刻度线处:
1. 选项A:图示中F光源在25cm刻度处,物距u=50cm-25cm=25cm,u>2f(20cm),成倒立缩小实像,是照相机的成像特点,而非投影仪(投影仪成倒立放大实像),故A错误。
2. 选项B:F移至20cm刻度处,物距u=50cm-20cm=30cm,u>2f,根据成像规律,此时成倒立、缩小的实像,故B正确。
3. 选项C:F移至45cm刻度处,物距u=50cm-45cm=5cm,u<f,成正立、放大的虚像,虚像无法在光屏上呈现,故C错误。
4. 选项D:远视镜是凸透镜,对光线有会聚作用,会使像提前会聚在光屏前方,因此需将光屏左移才能再次得到清晰的像,故D正确。
【答案】BD
【知识点】凸透镜成像规律、远视眼矫正
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用,需准确计算物距,注意虚像无法用光屏承接的易错点,同时理解远视镜的光学作用,是凸透镜部分的典型双选题。
【难度系数】0.6
8.(★★★)在用焦距为10 cm的凸透镜来“探究凸透镜成像的规律”实验中,小刚将F形光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图5-8所示。

(1)当把F形光源放在光具座上如图所示位置时,移动光屏,可在光屏上得到清晰的倒立、
(2)若遮住凸透镜的下半部分,则F形光源在光屏上的成像情况是
(3)若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,当“眼睛”戴上近视眼镜时,F形光源刚好在“视网膜”上成一清晰的像;若取下近视眼镜,则清晰的像会成在“视网膜”的
(1)当把F形光源放在光具座上如图所示位置时,移动光屏,可在光屏上得到清晰的倒立、
缩小
(填“放大”或“缩小”)的实像。(2)若遮住凸透镜的下半部分,则F形光源在光屏上的成像情况是
完整的像
(填“完整的像”“一半的像”或“无法成像”)。(3)若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,当“眼睛”戴上近视眼镜时,F形光源刚好在“视网膜”上成一清晰的像;若取下近视眼镜,则清晰的像会成在“视网膜”的
前面
(填“前面”或“后面”)。答案
8. (1) 缩小
(2) 完整的像
(3) 前面
(2) 完整的像
(3) 前面
解析
【分析】
本题需结合凸透镜成像规律、凸透镜成像原理及近视镜的光学特性分析:
(1) 先确定物距,对比焦距判断物距与2倍焦距的关系,再依据凸透镜成像规律确定像的性质;
(2) 凸透镜成像是物体光线经透镜各部分折射会聚而成,遮住部分透镜不影响像的完整性;
(3) 近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,取下后光线会聚能力增强,像会前移。
【解析】
(1) 由图可知,F形光源到凸透镜的物距$u=30cm$,已知凸透镜焦距$f=10cm$,则$u>2f$,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;
(2) 凸透镜成像是物体发出的光线经透镜所有部分折射后会聚形成的,遮住凸透镜下半部分,物体上各点的光线仍能通过透镜上半部分折射会聚,因此成像为完整的像,仅亮度变暗;
(3) 近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,戴上时使像后移到光屏(视网膜)上;取下后,光线不再发散,会聚能力增强,清晰的像会成在视网膜的前面。
【答案】
(1) 缩小
(2) 完整的像
(3) 前面
【知识点】
凸透镜成像规律;凹透镜的光学性质;凸透镜成像原理
【点评】
本题结合凸透镜成像实验与生活中近视镜的应用,考查基础成像规律的理解与应用,需掌握物距和焦距的关系对成像的影响,属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.6
本题需结合凸透镜成像规律、凸透镜成像原理及近视镜的光学特性分析:
(1) 先确定物距,对比焦距判断物距与2倍焦距的关系,再依据凸透镜成像规律确定像的性质;
(2) 凸透镜成像是物体光线经透镜各部分折射会聚而成,遮住部分透镜不影响像的完整性;
(3) 近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,取下后光线会聚能力增强,像会前移。
【解析】
(1) 由图可知,F形光源到凸透镜的物距$u=30cm$,已知凸透镜焦距$f=10cm$,则$u>2f$,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;
(2) 凸透镜成像是物体发出的光线经透镜所有部分折射后会聚形成的,遮住凸透镜下半部分,物体上各点的光线仍能通过透镜上半部分折射会聚,因此成像为完整的像,仅亮度变暗;
(3) 近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,戴上时使像后移到光屏(视网膜)上;取下后,光线不再发散,会聚能力增强,清晰的像会成在视网膜的前面。
【答案】
(1) 缩小
(2) 完整的像
(3) 前面
【知识点】
凸透镜成像规律;凹透镜的光学性质;凸透镜成像原理
【点评】
本题结合凸透镜成像实验与生活中近视镜的应用,考查基础成像规律的理解与应用,需掌握物距和焦距的关系对成像的影响,属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.6
9. (★★★)【实验名称】探究凸透镜成像的规律。
【证据】
(1)实验器材:刻度尺、F形光源、凸透镜、光屏。
(2)如图5-9所示,从左到右分别放置F形光源、凸透镜和光屏。

A.只需要将三者中心调至同一高度。
B.需将三者中心调至同一高度并在同一直线上。
其中说法
正确调整后,不断改变F形光源与凸透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所获得的数据如下表:

【解释】
(1)当凸透镜成实像时,物距增大,像距
(2)如图5-10所示,光屏应移至

(3)观察F形光源经凸透镜所成正立、放大的虚像,人眼应透过凸透镜向
【证据】
(1)实验器材:刻度尺、F形光源、凸透镜、光屏。
(2)如图5-9所示,从左到右分别放置F形光源、凸透镜和光屏。
A.只需要将三者中心调至同一高度。
B.需将三者中心调至同一高度并在同一直线上。
其中说法
B
(填字母)正确。正确调整后,不断改变F形光源与凸透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所获得的数据如下表:
【解释】
(1)当凸透镜成实像时,物距增大,像距
减小
。(2)如图5-10所示,光屏应移至
B
区域才能找到清晰的像。(3)观察F形光源经凸透镜所成正立、放大的虚像,人眼应透过凸透镜向
左
(填“左”或“右”)观察。答案
9. 【证据】(2) B
【解释】(1) 减小
(2) B
(3) 左
【解释】(1) 减小
(2) B
(3) 左
解析
【分析】
首先明确凸透镜成像实验中器材的调整要求:为让像成在光屏中央,三者需中心同高度且同一直线;再结合凸透镜成实像的规律(物远像近)判断像距变化;最后根据虚像与物同侧的特点确定人眼观察方向,同时结合成像规律判断像的位置区域。
【解析】
【证据】(2) 探究凸透镜成像规律时,为使像清晰呈现在光屏中央,需将F形光源、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度,且三者在同一直线上,避免像偏离光屏,故正确说法为B。
【解释】(1) 凸透镜成实像时,遵循“物远像近像变小”的规律,物距增大时,像距会减小。
(2) 根据凸透镜成像规律,若物距在一倍焦距与二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,对应区域B,故填B。
(3) 凸透镜成正立、放大的虚像时,像与物体在透镜同侧(光源在透镜左侧),因此人眼需透过凸透镜向左观察,才能看到虚像。
【答案】9. 【证据】(2) B;【解释】(1) 减小;(2) B;(3) 左
【知识点】凸透镜成像规律、实验操作注意事项、实像与虚像特点
【点评】本题围绕凸透镜成像实验展开,考查实验器材调整、成像规律应用及虚像观察方法,是光学基础重点题,需学生熟练掌握实验要点与成像规律。
【难度系数】0.5
首先明确凸透镜成像实验中器材的调整要求:为让像成在光屏中央,三者需中心同高度且同一直线;再结合凸透镜成实像的规律(物远像近)判断像距变化;最后根据虚像与物同侧的特点确定人眼观察方向,同时结合成像规律判断像的位置区域。
【解析】
【证据】(2) 探究凸透镜成像规律时,为使像清晰呈现在光屏中央,需将F形光源、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度,且三者在同一直线上,避免像偏离光屏,故正确说法为B。
【解释】(1) 凸透镜成实像时,遵循“物远像近像变小”的规律,物距增大时,像距会减小。
(2) 根据凸透镜成像规律,若物距在一倍焦距与二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,对应区域B,故填B。
(3) 凸透镜成正立、放大的虚像时,像与物体在透镜同侧(光源在透镜左侧),因此人眼需透过凸透镜向左观察,才能看到虚像。
【答案】9. 【证据】(2) B;【解释】(1) 减小;(2) B;(3) 左
【知识点】凸透镜成像规律、实验操作注意事项、实像与虚像特点
【点评】本题围绕凸透镜成像实验展开,考查实验器材调整、成像规律应用及虚像观察方法,是光学基础重点题,需学生熟练掌握实验要点与成像规律。
【难度系数】0.5
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