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14. (2025·镇江京口中学期中)如图,在光屏上得到了一个清晰的像,这个像是______(填“放大”“缩小”或“等大”)的.先把蜡烛移到10cm刻度线处,再将光屏移到______cm刻度线处可再次得到清晰的像.若将蜡烛换成一个指针发光的钟表,其表面正对透镜,人眼将看到指针所成的像做______(填“顺时针”或“逆时针”)转动.
答案
放大 75 逆时针 解析:由题图可知,此时在光屏上得到了一个清晰的像,说明是实像,且蜡烛到凸透镜的距离小于光屏到凸透镜的距离,即物距小于像距,成倒立、放大的实像.由题图可知,此时蜡烛到凸透镜的距离,即物距为25cm,光屏到凸透镜的距离,即像距为40cm,当把蜡烛移到10cm刻度线处,此时物距为40cm,根据光路的可逆性可知,此时像距为25cm,即将光屏移到75cm刻度线处可再次得到清晰的像,成倒立缩小的实像.若将蜡烛换成一个指针发光的钟表,其表面正对透镜,因为成倒立的像,上下左右全部颠倒,表针正常是顺时针转动,当人眼从如题图所示的位置观察时,看到的指针所成的像做逆时针转动.
15. 当物体距离凸透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像;若保持物体的位置不变,把凸透镜向光屏方向移动4cm,移动光屏后在光屏上又成一清晰的缩小的像.凸透镜的焦距f的范围是______.
答案
$4cm＜f＜6cm$ 解析:当物体距离凸透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰的放大的实像,可得$f＜8cm＜2f$,解得$4cm＜f＜8cm$,把凸透镜向光屏方向移动4cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像,可得$4cm+8cm＞2f$,解得$f＜6cm$,综上可得,凸透镜的焦距范围是$4cm＜f＜6cm$.
16. 核心素养 物理观念 (2024·南京玄武区期末)如图所示,将蜡烛放在图示位置,光屏上恰好成清晰的像,若切除凸透镜的中间部分,再将剩余的上、下两部分在O点靠拢在一起,则通过凸透镜烛焰能成______(填字母);如不切除凸透镜中间的阴影部分,只是把阴影部分用黑纸遮挡起来,此时在光屏上可以看到______(填字母).
答案
D B 解析:凸透镜切去中间部分后,若保持原位置不动,则上下两部分的光心仍在O点;但再拼接起来,此时两个部分的光心就不在同一点了,相当于两个透镜,光心位置改变了,两个凸透镜将成两个完整的像,故选D;物体由无数个点组成,物体上任一点有无数条光线射向凸透镜,经凸透镜折射后,无数条光线会聚成该点的像,把阴影部分用黑纸遮挡起来,还有光线经另外的部分透过透镜成像,成一个完整的像,只是像的亮度变暗了,故选B.
17. 核心素养 科学思维 (2025·苏州青剑湖实验中学期中)如图所示,OO'为凸透镜的主光轴,将点光源放在A点时,像在B点;将点光源放在B点时,像在C点.则 ()
A. 凸透镜可能在A、B之间
B. 凸透镜可能在B、C之间
C. 凸透镜一定在A的左侧
D. 当将点光源放在C点时,可能在B点成一个实像
A. 凸透镜可能在A、B之间
B. 凸透镜可能在B、C之间
C. 凸透镜一定在A的左侧
D. 当将点光源放在C点时,可能在B点成一个实像
答案
C 解析:ABC.如果凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧或凸透镜右侧,不会在B点成像,所以不可能;如果凸透镜放在B、C点之间,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧或凸透镜右侧,不会在B点成像,所以不可能;如果凸透镜在A、B之间,则当光源在A点时,像在透镜另一侧,说明成实像,根据光路的可逆性,当点光源在B点时就会在A点成实像,而不是成像在C点,所以不可能.所以透镜不可能在A、B和B、C之间,此时凸透镜只能放在A点的左侧,将点光源放在A和B点时,均成正立放大的虚像,故AB不符合题意,C符合题意;D.凸透镜放在A点的左侧,当将点光源放在C点时,若此时物距大于一倍焦距,能成倒立的实像,实像在凸透镜的左侧,故不可能在B点成实像,故D不符合题意.故选C.
18. 物理兴趣小组想知道某透镜的焦距f为多少,做实验甲,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图像乙.
(1)可判断该透镜的焦距f为______.
(2)将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图丙),器材正确放置后,还应对其进行调整,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______上.做成像实验,记录每次成实像的物距u、像距v和物像间距L,绘出图像丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥______(用f表示).
(3)经查阅资料发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n= $\frac{A'B'}{AB}= \frac{v}{u}$,结合丙、丁两图,可知当物距u= 1.5f时,n= ______.
(1)可判断该透镜的焦距f为______.
(2)将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上(如图丙),器材正确放置后,还应对其进行调整,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______上.做成像实验,记录每次成实像的物距u、像距v和物像间距L,绘出图像丁(以f为长度单位),由图可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L≥______(用f表示).
(3)经查阅资料发现,物理学中,有一个凸透镜成像的“新概念”:放大率n= $\frac{A'B'}{AB}= \frac{v}{u}$,结合丙、丁两图,可知当物距u= 1.5f时,n= ______.
答案
(1)12cm (2)主光轴 $4f$ (3)2
解析:(1)由图乙可知,当透镜与白纸间距$s=12cm$时,白纸被烤焦的时间$t=4min$,所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则此时透镜与白纸间距即为焦距$f=12cm$.(2)将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,且烛焰、光屏中心和透镜中心在同一高度,即位于凸透镜的主光轴上;根据凸透镜成实像时满足$u＞f$,由图丁可知,随着物距$u$的增大,物像间距$L$先减小后增大,当物距$u=2f$时,物像间距$L$最小为$4f$,因此,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足$L\geqslant4f$.(3)由图丁可知,当物距$u=1.5f$时,物像间距$L=4.5f$,根据$L=u+v$可得,$v=L-u=4.5f-1.5f=3f$,则放大率$n=\frac{v}{u}=\frac{3f}{1.5f}=2$.
解析:(1)由图乙可知,当透镜与白纸间距$s=12cm$时,白纸被烤焦的时间$t=4min$,所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则此时透镜与白纸间距即为焦距$f=12cm$.(2)将透镜及蜡烛、光屏置于光具座上,且烛焰、光屏中心和透镜中心在同一高度,即位于凸透镜的主光轴上;根据凸透镜成实像时满足$u＞f$,由图丁可知,随着物距$u$的增大,物像间距$L$先减小后增大,当物距$u=2f$时,物像间距$L$最小为$4f$,因此,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足$L\geqslant4f$.(3)由图丁可知,当物距$u=1.5f$时,物像间距$L=4.5f$,根据$L=u+v$可得,$v=L-u=4.5f-1.5f=3f$,则放大率$n=\frac{v}{u}=\frac{3f}{1.5f}=2$.
