高拔尖凸透镜训练7答案分析.pdf

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1、1 训练 7 凸透镜成像的规律（ 3） 1（2010?包头一模）在练习调节教学投影仪（如图所示）的实践活动中，小明通过调节，使屏幕上 出现了清晰画面这时，教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些为此，小明的操作应当 是： 适当增大 （填“ 增大” 或“ 减小” ） 投影仪与屏幕的距离，并将凸透镜适当向下 （填“ 上” 或“ 下” ） 移动 【分析】 投影仪是利用凸透镜2fUf，成倒立、放大的实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增 大，像增大 要使屏幕上的像大一些，像距要增大，物距要减小 【解答】 解：根据凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大 屏幕上能得到的像是实像， 要使实像增大，

2、要使屏幕和投影仪之间的像距增大，同时要减小凸透镜和 投影片之间的距离，所以凸透镜要向下移动 故答案为：增大；下 【点评】 根据凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大，来解决照相机、投影仪的成像需要 2（2014?泉州）如图所示为女航天员王亚平太空授课的情景，图中水球相当于凸透镜，假设水球的 焦距为 f，则此时王亚平到水球的距离u 应该是（） Auf Bfu2f Cu=2f D u2f 【分析】 根据凸透镜成实像时，物距大于2 倍焦距，成倒立缩小的实像来解答此题 【解答】 解：图中所成的像为倒立、缩小的实像，水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于 2 一个凸透镜，此时王亚平到水球的距离

3、与水球焦距的关系是大于2 倍焦距 故选 D 【点评】 本题考查凸透镜成像的规律以及物距、像距和像之间的关系 3（2015 秋?徐州期末）有一种药瓶的瓶盖为凸透镜，可以用来观察说明书，调整瓶盖与说明书的 距离， 看到的情形如图甲、乙、 丙所示， 下列关于瓶盖与说明书之间的距离， 下列判断中正确的是（） A图丙最小，图甲最大B图丙最小，图乙最大 C图甲最小，图丙最大D图乙最小，图丙最大 【分析】 根据凸透镜成像的三种情况进行判断： u2f，成倒立、缩小的实像 2fuf，成倒立、放大的实像 uf，成正立、放大的虚像 【解答】 解：由凸透镜成像规律可知，图甲是正立放大的虚像，此时uf，图丙是倒立缩小的

4、实像， 此时 u2f，因此关于瓶盖与说明书之间的距离，图甲最小，图丙最大，只有选项C正确 故选 C 【点评】 凸透镜成像的几种情况和应用，以及凸透镜成实像时，物距、像距、像之间的关系，是凸透 镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握 4 （2012?梁子湖区校级模拟） 老奶奶用放大镜看报纸时， 为了能看到更大的清晰的像， 她应该使（） A报纸与放大镜不动，眼睛离报纸稍远些 B报纸与放大镜不动，眼睛离报纸稍近些 C报纸与眼睛不动，放大镜离报纸稍远些 D报纸与眼睛不动，放大镜离报纸稍近些 【分析】 放大镜的成像特点：物距在一倍焦距内时，凸透镜成放大正立的虚像，并且成虚像规律为物 3 距变大像距变大像变

5、大，当物体离焦点近时，成的像较大 【解答】 解：根据凸透镜的成像特点知，成正立放大的虚像时，离焦点越近时，像越大，故应保持报 纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些 故选 C 【点评】 本题考查了凸透镜成正立放大的虚像的特点和规律 5（2012?南京）把一个凸透镜对准太阳光，在距凸透镜10cm 处得到一个最小最亮的光斑，若将一 物体放在此透镜前15cm 处，经凸透镜所成的像是（） 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正立、缩小的虚像 【分析】 阳光聚焦的方法确定凸透镜的焦距 根据凸透镜成像的三种情况确定成像情况当u2f 时，成倒立、缩小的实像；当fu2f 时，成 倒立、放大的实

6、像；当uf 时，成正立、放大的虚像 【解答】 解：（ 1）将一个凸透镜对准太阳光，可在距透镜10cm 的地方得到一个最小亮点，所以凸 透镜的焦距 f=10cm （2）一个物体放在这个透镜前15cm 处，此时 fU2f，成倒立、放大的实像 故选 B 【点评】 掌握凸透镜成像的三种情况： U2f，成倒立、缩小的实像； 2fUf，成倒立、放大的实像； Uf，成倒正立、放大的虚像 6（2014 秋?黄陂区校级月考）教室里安装的电子白板投影仪，其镜头的焦距为15cm，为了在白板 上得到清晰的像，投影仪镜头到白板的距离应（） A等于 30cm B小于 15cm C大于 30cm D大于 15cm 小于 3

7、0cm 【分析】 掌握凸透镜成像的三种情况和应用 u2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机 4 2fuf，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪 uf，成倒正立、放大的虚像，应用于放大镜 【解答】 解： 镜头的焦距为 15cm，为了能成清晰的像，物体到镜头的距离2fuf，镜头到白板的距离v2f，即 投影仪镜头到白板的距离应大于30cm 故选 C 【点评】凸透镜的成像在实际生活中的应用非常广泛，很多光学器材都是利用凸透镜制成的：如幻灯 机，投影仪、放大镜、显微镜、望远镜等只不过是物距与焦距的关系不同，而出现了不同的像 7（2014?荆州）某实验小组在做 “ 探究凸透镜成像规律 ” 的实

8、验时： （1）为了确定凸透镜的焦距，小安同学让一束平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上会聚成 一点，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为10.0cm （2）如图乙所示，把该凸透镜固定在光具座上，当把发光物体放在光具座上15cm 位置时，移动处 在凸透镜另一侧的光屏， 可以在光屏上得到一个清晰的倒立、缩小（选填 “ 放大” 、 “ 缩小” 或“ 等大” ） 的实像，人们利用这个原理制成了照相机 （3）当把发光物体放在光具座上45cm 位置时，移动处在凸透镜另一侧的光屏，光屏上不能（选 填“ 能” 或“ 不能” ）得到一个清晰的像此时将发光物体向远离透镜方向移动1cm，则所成像的大小会 变大（选填

9、“ 变大” 、“ 变小” 或“ 不变” ） 【分析】 （1）首先根据凸透镜焦点和焦距的定义得出凸透镜的焦距然后根据凸透镜成像的情况进 行判断，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点的凸透镜的焦点， 焦点到光 心的距离是凸透镜的焦距； （2）u2f，成倒立、缩小的实像，照相机根据这一原理制成的；2fuf，成倒立、放大的实像， 幻灯机根据这一原理制成的； （3）uf，成正立、放大的虚像，光屏上无法成像；凸透镜成虚像时，物体在凸透镜的一倍焦距以 5 内，物体远离凸透镜，像越远离凸透镜，像会变大 【解答】 解：（ 1）让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，移动光屏，直到在光屏上

10、会聚 成一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是30.0cm20.0cm=10.0cm ，所以凸透镜的焦距是 10.0cm； （2）凸透镜的焦距是10.0cm，把发光物体放在光具座上15cm 位置时，物体在凸透镜的二倍焦距以 外，成的是倒立、缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的； （3）把发光物体放在光具座上45cm 位置时，物体距离凸透镜50cm45cm=5cm，在凸透镜的一倍 焦距以内，成的是正立、放大的虚像，光屏上无法成像；此时将发光物体向远离透镜方向移动1cm， 则所成像的大小会变大 故答案为：（ 1）10.0；（2）缩小；照相机；（ 3）不能；变大 【点评】本题首先确定凸透镜

11、的焦距，然后根据凸透镜成像的几种情况进行判断，掌握凸透镜的成像 的几种情况是重点 1（2014?连云港）微距摄影是指照相机通过镜头拍摄与物体等大或稍小的图象如图所示，一次微 距摄影中，拍摄图象与物体等大，光学镜头等效为一个凸透镜，则物体一定位于（） A两倍焦距以外B两倍焦距上 C两倍焦距与 1 倍焦距之间D1 倍焦距以内 【分析】 根据凸透镜成像的规律，当物距等于二倍焦距时，凸透镜成倒立等大的实像，据此进行分析 便可 【解答】 解：拍摄图象与物体等大，所以物距应等于2 倍焦距，物体放在二倍焦距处； 故选 B 【点评】此题考查了对凸透镜成像规律的应用，熟练掌握凸透镜成像规律是解决此题的关键，难度

12、不 大，是基础性题目 2（2013?天津）在探究 “ 凸透镜成像规律 ” 的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所 示，此时在光屏上得到烛焰清晰的图象；若保持透镜位置不动，将蜡烛移到光具座的40cm 刻度处， 6 对于此时像的性质判断正确的是（） A一定是放大的像 B一定是缩小的像 C一定是倒立的像 D一定是正立的像 【分析】 要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律，分析图象中物距和像距的大小关系，得出此时成 像的特点及像距、物距与焦距的关系，从而判断当物体在40cm 刻度处时物距与焦距的关系，从而得 出成像的特点 【解答】 解：由图知，物距大于像距，此时成倒立缩小的实像，因此物距大于

13、2 倍焦距，像距处于1 倍和 2 倍焦距之间 物距=50cm30cm=20cm；像距 =65cm50cm=15cm 由上分析得： 20cm2f f15cm2f 解得： 7.5cmf10cm 将蜡烛移到光具座的40cm 刻度处时，物距 =50cm40cm=10cm，处于 1 倍和 2 倍焦距之间，所以成 倒立放大的实像 故选 AC 【点评】 此题考查了有关凸透镜成像的规律，掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系此题 需根据物距与像距的大小关系得出成像的特点及物距和像距的范围，难度稍大 3（2014?玉林一模）某同学利用如图所示的器材做实验，先用焦距为20cm 的透镜甲进行实验，在 屛上得到清

14、晰缩小的实像接下来他改用焦距为10cm 的透镜乙继续实验若不改变发光体和凸透镜 的位置，要在光屏上成清晰的像，调节光屏的方法及光屏上的像变化情况是（） A光屏靠近透镜移动，像变大B光屏远离透镜移动，像变小 C光屏远离透镜移动，像变大D光屏靠近透镜移动，像变小 7 【分析】 首先根据题意 “ 先用焦距为 20cm 的透镜甲进行实验，在屛上得到清晰缩小的实像” 可确定物 距与焦距的关系，然后再根据凸透镜成实像时，物远像小像变小来确定调节光屏的方法 【解答】 解：由 “ 先用焦距为 20cm 的透镜甲进行实验，在屛上得到清晰缩小的实像” 可知，此时 u 2f； 当改用焦距为 10cm 的透镜乙继续实

15、验，不改变发光体和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据 凸透镜成实像时，物远像小像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜移动，像变小 故选 D 【点评】 本题考查了凸透镜成像的规律，要注意理解应用此题比较有拓展性，有一定的拔高难度 4（2015?新泰市二模）某同学在做透镜成像的实验时，将一支点燃的蜡烛放在距离透镜20cm的地 方，当它向透镜移动时，其倒立的像移动速度大于蜡烛移动速度，则可判断此透镜（） A是凸透镜，焦距为20cm B是凸透镜，焦距可能为15cm C是凹透镜，焦距为20cm D是凹透镜，焦距可能为15cm 【分析】 （1）凸透镜可以成倒立的像，也可以成正立的像凹透镜成

16、正立的像 （2）凸透镜成像时，当物体在凸透镜的二倍焦距以外时，物体移动速度大于像的移动速度；当物体 在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间时，物体移动速度小于像的移动速度 根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的焦距取值范围 【解答】 解：（ 1）蜡烛经透镜成倒立的像，说明此透镜一定是凸透镜 （2）蜡烛放在距离透镜20cm 的地方，当它向透镜移动时，其倒立的像移动速度大于蜡烛移动速度， 说明蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，所以2f20cmf，所以 20cmf10cm 故选 B 【点评】 凸透镜成像时，当物体在凸透镜的二倍焦距以外时，物体移动速度大于像的移动速度；当物 体在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间时

17、，物体移动速度小于像的移动速度这个知识点在初中物理中 出现的频率不高，可以通过实验得出 5（2014?安顺）小芳同学做探究凸透镜成像的规律实验，她首先按图所示完成仪器装配，图中H 点是 2 倍焦距处 8 （1）经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应 把蜡烛向上（选填 “ 上” 或“ 下” ）调； （2）调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A 点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应 把光屏向右移动（填 “ 左” 或“ 右” ），这次成的是倒立、放大的实像； （3）再把蜡烛移到B 点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、

18、 放大的虚像，要想看到这个像，小芳观察的方法应是：从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察 【分析】 （1） 为了使像成在光屏的中心， 因此要调整蜡烛、 凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上 由 此确定蜡烛的调节 （2）利用 A 点物距与焦距的关系，根据凸透镜成像的规律，确定成像的性质和位置，然后据此调节 光屏的位置 （3）利用 B 点物距与焦距的关系，根据凸透镜成像的规律，确定成像的性质，此时的像与物同侧， 由此可以确定如何观察这个像 【解答】 解：（ 1）相对于凸透镜和光屏，蜡烛的位置偏低，所以它成像位置在光屏的上面，因此要 使蜡烛向上移动 （2）蜡烛放在 A 点，位于一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透

19、镜成像的规律可知此时成的是倒立的 放大的实像，且像距大于二倍焦距，因此要把光屏像右移动 （3）B 点位于一倍焦距之内，所以成的是正立放大的虚像，且像与物同侧，即都在凸透镜的左侧， 由于是虚像，只能看到不能成在光屏上，所以要从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察 故答案为： （1）上；（2）右；倒；放大；（3）虚；从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察 【点评】 利用图示的物距与焦距的关系，根据凸透镜成像的规律确定成像的性质是解决此题的思路 6（2004?台州）小柯生日那天，爸爸送给他一架价值150 元的“ 傻瓜” 相机（镜头焦距 35mm）它 无需调焦（根据景物的远近调节镜头到底片的距离）就能拍照这是为什么呢

20、？小柯去请教老师老 师说： “ 你的照相机镜头可以看作一个凸透镜凸透镜成像时，物距、像距和焦距之间有一个定量关 系我告诉你公式，你自己算出一组数据，再看看吧” 小柯用公式算出了下列数据： 9 物距和像距的变化（ f=35mm） u （m ） 0.10.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05 . 5 6.06.5 v （m n） 53. 85 37. 95 36. 27 35. 84 35. 62 35. 50 35. 41 35. 35 35. 31 35. 27 35. 25 35. 20 35. 18 他还是找不到答案， 但当他看到说明书上 “ 拍摄时，景物要在 3m

21、以外” 的提醒时，一下子有了主意 你 也能想出小柯的办法吗？请完成以下研究 （1）提出问题： 为什么用小柯的 “ 傻瓜” 相机拍照时，无需随着景物的远近调节镜头到底片的距离？ （2）建立假设： （3）实验验证 接下来到实验室选择器材进行模拟实验请你写出23 步关键性的实验步骤请画出模拟“ 傻瓜” 相 机拍摄耐的实验装置示意图 （4）延伸研究 在获得上述结论后，你还会产生哪些值得进一步研究的问题？（请举两例） 高级“ 傻瓜” 相机也不需手动调焦，原理与小柯的相机一样吗？ 利用声纳工作的高级自动相机工作原理是怎样的 【分析】 （2）根据 “ 傻瓜” 相机在物距发生变化后，成像仍然清晰的现象提出假设

22、； （3）实验中药选用焦距较大的凸透镜，通过物距变化后，像距的变化情况说明“ 傻瓜 ” 相机的特点； 成像原理图要重点体现凸透镜焦距大的特点； （4）结合 “ 傻瓜” 相机的特点联系实际生活中的仪器和现象提出问题 【解答】 解：（2）建立假设： “ 傻瓜” 相机，无需调焦成像仍清晰，可能是物距变化后相机几乎不变， 故可假设： “ 对于焦距为 35mm 的凸透镜（或焦距较小的凸透镜），当物距大于3m 时，物距变化， 像距变化非常微小，像的位置几乎不变” ； （3）实验的基本操作方案如下： 实验在长课桌上进行，选择焦距为10cm 的凸透镜； 10 物体必须尽可能远离透镜，保证物距远大于2 倍焦距；

23、 改变物距，调节光屏位置，重复三次实验，记录物距与像距； “ 傻瓜” 相机的镜头焦距很大，物体应距离凸透镜很远，而像距较小，且在凸透镜的一倍焦距和二倍焦 距之间，靠近一倍焦距处，如下图： （4）“ 傻瓜” 相机操作简单， 有没有更加高级的 “ 傻瓜” 相机？高级 “ 傻瓜” 相机也不需手动调焦， 原理 与小柯的相机一样吗？ 利用声纳工作的高级自动相机工作原理是怎样的？高级自动相机可不可以利用遥感技术实现测距、 调焦？ “ 傻瓜” 相机与人眼的调光原理是否一样？ 故答案为：（ 2）对于焦距为 35mm 的凸透镜，当物距大于3m 时，物距变化，像距变化非常微小， 像的位置几乎不变； （3）实验在长课桌上进行，选择焦距为10cm 的凸透镜； 物体必须尽可能远离透镜，保证物距远大于2 倍焦距； 改变物距，调节光屏位置，重复三次实验，记录物距与像距； 原理图如上图； （4）高级 “ 傻瓜” 相机也不需手动调焦，原理与小柯的相机一样吗；利用声纳工作的高级自动相 机工作原理是怎样的 【点评】 本题考查了学生的实验探究能力，发现一些现象时，要积极思考，能提出问题、设计实验方 案探究并能得出正确结论