6. 烛焰通过焦距为a的甲凸透镜在光屏上成清晰的像,如图所示。现用焦距为20 cm的乙凸透镜替换甲,不改变蜡烛和凸透镜的位置,关于乙凸透镜的成像情况,正确的说法是(

A.要在光屏上成清晰的像,光屏应向右移动
B.要在光屏上成清晰的像,光屏应向左移动
C.移动光屏,可以得到一个清晰缩小的实像
D.移动光屏,可以得到一个清晰放大的虚像
A
)A.要在光屏上成清晰的像,光屏应向右移动
B.要在光屏上成清晰的像,光屏应向左移动
C.移动光屏,可以得到一个清晰缩小的实像
D.移动光屏,可以得到一个清晰放大的虚像
答案
6. A
解析
【分析】
要解决此题,需先确定物距,再结合更换后的凸透镜焦距,根据凸透镜成像规律判断像距的变化。步骤如下:1. 从图中读取各元件的刻度,计算物距和像距;2. 分析更换凸透镜后物距与新焦距的关系;3. 根据凸透镜成像规律判断像距的变化,进而确定光屏的移动方向和成像性质。
【解析】
1. 计算物距:由图可知,蜡烛位于25cm刻度处,凸透镜位于55cm刻度处,因此物距 $ u = 55\,\mathrm{cm} - 25\,\mathrm{cm} = 30\,\mathrm{cm} $;
2. 更换凸透镜后,乙透镜焦距 $ f = 20\,\mathrm{cm} $,则 $ 2f = 40\,\mathrm{cm} $,此时物距 $ u = 30\,\mathrm{cm} $,满足 $ f < u < 2f $;
3. 根据凸透镜成像规律:当 $ f < u < 2f $ 时,像距 $ v > 2f = 40\,\mathrm{cm} $,即需要光屏到凸透镜的距离大于40cm。原来的像距为 $ 75\,\mathrm{cm} - 55\,\mathrm{cm} = 20\,\mathrm{cm} $,小于40cm,因此需将光屏向右移动才能得到清晰的像,故A正确,B错误;
4. 当 $ f < u < 2f $ 时,成倒立、放大的实像,不是缩小的实像,也不是虚像,故C、D错误。
【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,核心是分析更换透镜后物距与新焦距的关系,进而判断像距的变化,需熟练掌握成像规律的内容。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需先确定物距,再结合更换后的凸透镜焦距,根据凸透镜成像规律判断像距的变化。步骤如下:1. 从图中读取各元件的刻度,计算物距和像距;2. 分析更换凸透镜后物距与新焦距的关系;3. 根据凸透镜成像规律判断像距的变化,进而确定光屏的移动方向和成像性质。
【解析】
1. 计算物距:由图可知,蜡烛位于25cm刻度处,凸透镜位于55cm刻度处,因此物距 $ u = 55\,\mathrm{cm} - 25\,\mathrm{cm} = 30\,\mathrm{cm} $;
2. 更换凸透镜后,乙透镜焦距 $ f = 20\,\mathrm{cm} $,则 $ 2f = 40\,\mathrm{cm} $,此时物距 $ u = 30\,\mathrm{cm} $,满足 $ f < u < 2f $;
3. 根据凸透镜成像规律:当 $ f < u < 2f $ 时,像距 $ v > 2f = 40\,\mathrm{cm} $,即需要光屏到凸透镜的距离大于40cm。原来的像距为 $ 75\,\mathrm{cm} - 55\,\mathrm{cm} = 20\,\mathrm{cm} $,小于40cm,因此需将光屏向右移动才能得到清晰的像,故A正确,B错误;
4. 当 $ f < u < 2f $ 时,成倒立、放大的实像,不是缩小的实像,也不是虚像,故C、D错误。
【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,核心是分析更换透镜后物距与新焦距的关系,进而判断像距的变化,需熟练掌握成像规律的内容。
【难度系数】
0.5
7. 在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中,凸透镜焦距是10 cm,当光屏距凸透镜16 cm时,烛焰在光屏上成清晰的像。若光屏不动,将凸透镜向光屏方向移动了2 cm,要使光屏上再次得到清晰的像,下列说法正确的是(
A.蜡烛不动,像变小
B.蜡烛靠近凸透镜,像变小
C.蜡烛远离凸透镜,像变大
D.蜡烛远离凸透镜,像变小
D
)A.蜡烛不动,像变小
B.蜡烛靠近凸透镜,像变小
C.蜡烛远离凸透镜,像变大
D.蜡烛远离凸透镜,像变小
答案
7. D
解析
【分析】首先明确凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$,初始像距$v_1=16\ \mathrm{cm}$,满足$f<v_1<2f$,此时成倒立缩小的实像,物距$u_1>2f$。当凸透镜向光屏移动2cm后,新的像距$v_2=16\ \mathrm{cm}-2\ \mathrm{cm}=14\ \mathrm{cm}$,仍在$f<v_2<2f$范围。根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,像距减小(像近)时,需增大物距(蜡烛远离凸透镜),此时像会变小,据此判断选项。
【解析】已知凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$,初始像距$v_1=16\ \mathrm{cm}$,因$f<v_1<2f$,故此时成倒立缩小的实像,物距$u_1>2f$。将凸透镜向光屏移动2cm后,新的像距$v_2=16\ \mathrm{cm}-2\ \mathrm{cm}=14\ \mathrm{cm}$,仍满足$f<v_2<2f$。根据凸透镜成像规律:物距增大时,像距减小,像变小(即“物远像近像变小”)。要使光屏上再次成清晰的像,需增大物距,即蜡烛远离凸透镜,此时像变小。对照选项,只有D正确。
【答案】D
【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,核心是掌握“物远像近像变小”的规律,结合像距变化分析物距和像的变化,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】已知凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$,初始像距$v_1=16\ \mathrm{cm}$,因$f<v_1<2f$,故此时成倒立缩小的实像,物距$u_1>2f$。将凸透镜向光屏移动2cm后,新的像距$v_2=16\ \mathrm{cm}-2\ \mathrm{cm}=14\ \mathrm{cm}$,仍满足$f<v_2<2f$。根据凸透镜成像规律:物距增大时,像距减小,像变小(即“物远像近像变小”)。要使光屏上再次成清晰的像,需增大物距,即蜡烛远离凸透镜,此时像变小。对照选项,只有D正确。
【答案】D
【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,核心是掌握“物远像近像变小”的规律,结合像距变化分析物距和像的变化,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
8. (2024·贵州)如图所示,用焦距为10 cm的凸透镜、高度为6 cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像大小的变化规律,通过测量像的高度反映像的大小。

(1) 若要测量光源在光屏上所成像的高度,还需要的测量工具是
(2) 将光源逐渐靠近凸透镜,移动光屏,三次成倒立实像的相关数据记录如下表。分析表中数据,可得出结论:凸透镜成实像时,物距变小,像距变

(3) 继续移动光源至物距为6 cm时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,人眼应从
(4) 若保持光源到光屏的距离为45 cm不变,仅移动凸透镜改变物距,则表中第
(1) 若要测量光源在光屏上所成像的高度,还需要的测量工具是
刻度尺
。(2) 将光源逐渐靠近凸透镜,移动光屏,三次成倒立实像的相关数据记录如下表。分析表中数据,可得出结论:凸透镜成实像时,物距变小,像距变
大
,像变大
。(3) 继续移动光源至物距为6 cm时,发现无论如何移动光屏,均不能在光屏上成像,人眼应从
光屏
(光源/光屏)一侧透过凸透镜观察光源的像,此时不能
(能/不能)用(1)中的测量工具直接测出观察到的像高?(4) 若保持光源到光屏的距离为45 cm不变,仅移动凸透镜改变物距,则表中第
2
次实验的成像情况不能探究,理由是:u+v<45 cm
。答案
8. (1) 刻度尺
(2) 大 大
(3) 光屏 不能
(4) 2 $u+v<45\ \mathrm{cm}$
(2) 大 大
(3) 光屏 不能
(4) 2 $u+v<45\ \mathrm{cm}$
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像实验展开,需结合长度测量工具、凸透镜成像规律、实像与虚像的特点及实验条件分析各小问:(1)测量像的高度属于长度测量,需对应工具;(2)根据凸透镜成实像的规律,结合物距变化分析像距和像的变化;(3)物距小于焦距时成虚像,需明确虚像的观察侧及测量特点;(4)根据成实像时物距与像距的和的限制,分析固定光源到光屏距离时无法实现的实验。
【解析】
(1) 测量像的高度是测量长度,需要的工具是刻度尺;
(2) 凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大,结合表格数据可验证该规律;
(3) 当物距u=6cm<焦距f=10cm时,凸透镜成正立放大的虚像,虚像与光源在透镜同侧,因此需从光屏一侧透过透镜观察;虚像由折射光线的反向延长线形成,无法在光屏呈现,不能用刻度尺直接测量其高度;
(4) 凸透镜成实像时,物距与像距之和需满足u+v≥4f=40cm,题目中光源到光屏距离为45cm,若某次实验的u+v<45cm,则无法在光屏成实像,表中第2次实验的u+v<45cm,因此其成像情况不能探究。
【答案】
(1) 刻度尺;(2) 大;大;(3) 光屏;不能;(4) 2;$u+v<45\ \mathrm{cm}$
【知识点】
凸透镜成像规律,长度测量,实像与虚像
【点评】
本题是凸透镜成像实验的基础应用题,考察实验工具选择、成像规律应用、虚像特点及实验条件分析,注重对核心知识点的理解与基础应用,属于常规题型。
【难度系数】
0.7
本题围绕凸透镜成像实验展开,需结合长度测量工具、凸透镜成像规律、实像与虚像的特点及实验条件分析各小问:(1)测量像的高度属于长度测量,需对应工具;(2)根据凸透镜成实像的规律,结合物距变化分析像距和像的变化;(3)物距小于焦距时成虚像,需明确虚像的观察侧及测量特点;(4)根据成实像时物距与像距的和的限制,分析固定光源到光屏距离时无法实现的实验。
【解析】
(1) 测量像的高度是测量长度,需要的工具是刻度尺;
(2) 凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大,结合表格数据可验证该规律;
(3) 当物距u=6cm<焦距f=10cm时,凸透镜成正立放大的虚像,虚像与光源在透镜同侧,因此需从光屏一侧透过透镜观察;虚像由折射光线的反向延长线形成,无法在光屏呈现,不能用刻度尺直接测量其高度;
(4) 凸透镜成实像时,物距与像距之和需满足u+v≥4f=40cm,题目中光源到光屏距离为45cm,若某次实验的u+v<45cm,则无法在光屏成实像,表中第2次实验的u+v<45cm,因此其成像情况不能探究。
【答案】
(1) 刻度尺;(2) 大;大;(3) 光屏;不能;(4) 2;$u+v<45\ \mathrm{cm}$
【知识点】
凸透镜成像规律,长度测量,实像与虚像
【点评】
本题是凸透镜成像实验的基础应用题,考察实验工具选择、成像规律应用、虚像特点及实验条件分析,注重对核心知识点的理解与基础应用,属于常规题型。
【难度系数】
0.7
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