凸透鏡成像規(guī)律練習(xí)題全

本文介紹了凸透鏡的基本知識(shí)和應(yīng)用，其中包括透鏡的名詞、典型光路、透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用、凸透鏡的三條特殊光線(xiàn)、透鏡的應(yīng)用、眼睛和眼鏡等方面。首先介紹了透鏡的名詞，包括薄透鏡、主光軸、光心、焦點(diǎn)（F）和焦距（f）。在例1中，提到了焦距是平行于主光軸的光線(xiàn)通過(guò)凸透鏡之后會(huì)聚于一點(diǎn)的點(diǎn)。同時(shí)，凸透鏡對(duì)光線(xiàn)有會(huì)聚作用，因此又叫做正透鏡；凹透鏡對(duì)光線(xiàn)有發(fā)散作用，因此又叫做負(fù)透鏡。其次介紹了凸透鏡的三條特殊光線(xiàn)，包括過(guò)透鏡光心的光線(xiàn)折射后方向不變、平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)折射后過(guò)透鏡焦點(diǎn)、過(guò)透鏡焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)折射后平行于主光軸。在例3中，通過(guò)圖5中的兩幅圖展示了入射光線(xiàn)和出射光線(xiàn)的情況。接著介紹了透鏡的應(yīng)用，包括照相機(jī)、投影儀、放大鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡等。在例4中，通過(guò)照相機(jī)的例子說(shuō)明了鏡頭和膠卷的關(guān)系以及膠卷的放置位置。在例5中，介紹了顯微鏡的放大倍數(shù)的計(jì)算方法。最后介紹了眼睛和眼鏡，包括眼睛的成像原理和近視及遠(yuǎn)視的矯正。在例6中，通過(guò)圖6中的凸透鏡模擬眼睛的晶狀體，說(shuō)明了近視眼和遠(yuǎn)視眼所需的透鏡類(lèi)型以及調(diào)整光屏位置的方法。總的來(lái)說(shuō)，本文詳細(xì)介紹了凸透鏡的知識(shí)和應(yīng)用，對(duì)于學(xué)習(xí)光學(xué)和物理的人來(lái)說(shuō)是一篇很好的參考資料。1.焦點(diǎn)是凸透鏡成像的關(guān)鍵點(diǎn)。當(dāng)物距離焦點(diǎn)距離相等（u=f）時(shí)，不會(huì)形成像；當(dāng)物距離焦點(diǎn)距離更遠(yuǎn)（u>f）時(shí)，會(huì)形成實(shí)像；當(dāng)物距離焦點(diǎn)距離更近（u<f）時(shí)，會(huì)形成虛像。2.二倍焦距處是像大小的分界點(diǎn)。當(dāng)物距離二倍焦距的距離相等（u=2f）時(shí)，會(huì)形成等大的實(shí)像；當(dāng)物距離二倍焦距的距離更遠(yuǎn)（u>2f）時(shí)，會(huì)形成縮小的實(shí)像；當(dāng)物距離二倍焦距的距離更近（u<2f）時(shí)，會(huì)形成放大的實(shí)像或放大的虛像。3.成實(shí)像時(shí)，物體和像在凸透鏡的兩側(cè)且倒立。同時(shí)，當(dāng)物距離焦點(diǎn)的距離增加（u增加）時(shí)，像距離減少（v減少），像變??；當(dāng)物距離焦點(diǎn)的距離減少（u減少）時(shí)，像距離增加（v增加），像變大。物體和像的移動(dòng)方向是一致的。4.成虛像時(shí)，物體和像在凸透鏡的同側(cè)且正立、放大。同時(shí)，當(dāng)物距離焦點(diǎn)的距離增加（u增加）時(shí)，像距離增加（v增加），像變大；當(dāng)物距離焦點(diǎn)的距離減少（u減少）時(shí)，像距離減少（v減少），像變小。物體和像的移動(dòng)方向是一致的。5.成實(shí)像時(shí)，物體和像之間的最短距離是四倍焦距（即4f）?？谠E：一焦分虛實(shí)，分正倒；二焦分大??；物近像遠(yuǎn)大，物遠(yuǎn)像近?。粚?shí)像異側(cè)倒，虛像同側(cè)正；像距大像放大，像距小像縮小。例7：一支點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡前30cm處，得到等大的實(shí)像。將蠟燭向透鏡方向移動(dòng)20cm后，得到的像是縮小的實(shí)像（選C）。例8：關(guān)于實(shí)像和虛像，正確的說(shuō)法是實(shí)像能用光屏承接，虛像不能用光屏承接；實(shí)像是實(shí)際光線(xiàn)會(huì)聚而成的，虛像是光線(xiàn)反向延長(zhǎng)線(xiàn)會(huì)聚而成的（選C）。例9：（1）將凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，在距離透鏡10cm處，移動(dòng)光屏，得到最小最亮的光斑。因?yàn)樘?yáng)光是平行光，所以透鏡的焦距約為10cm。（2）燭焰在光屏上的像偏高，應(yīng)將光屏向下調(diào)節(jié)。（3）將燭焰移至距離凸透鏡15cm處，在光屏上得到倒立、清晰的實(shí)像，這就是應(yīng)用這一原理制成的放大鏡。練習(xí)題：1.通過(guò)玻璃磚后，光線(xiàn)會(huì)發(fā)生折射，但仍然保持平行（選A）。19.在進(jìn)行“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)燭焰的像位于屏幕的下邊緣。如果我們只移動(dòng)透鏡而不改變燭焰和屏幕的位置，使得像移到屏幕的中央，那么我們應(yīng)該將凸透鏡向上移動(dòng)。20.圖18（a）展示了同一架可調(diào)焦距照相機(jī)的四種不同使用情況，分別為甲、乙、丙、丁。這四種情況分別對(duì)著同一景物——亭子拍攝了照片，如圖18（b）所示，標(biāo)記為A、B、C、D。我們可以得出結(jié)論：甲拍攝的照片為_(kāi)_____，乙拍攝的照片為_(kāi)_____，丙拍攝的照片為_(kāi)_____，丁拍攝的照片為_(kāi)_____。21.正常的眼睛可以通過(guò)調(diào)節(jié)晶狀體的厚度來(lái)看遠(yuǎn)處的物體，此時(shí)晶狀體較?。豢唇幍奈矬w，此時(shí)晶狀體較厚，其折射能力也更強(qiáng)。22.在進(jìn)行“凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)記錄了一個(gè)表格，其中有一些空格沒(méi)有填寫(xiě)。我們將空格填上，表格如下：物距（cm）像距（cm）像與物相比像的倒正像的虛實(shí)6048縮小倒立實(shí)像3624縮小倒立實(shí)像1815放大倒立實(shí)像6約12放大正立實(shí)像通過(guò)前兩列數(shù)據(jù)推測(cè)：（1）當(dāng)物距為16cm時(shí)，像距為約24cm，推測(cè)的依據(jù)是表格中物距為18cm和像距為15cm的數(shù)據(jù)；（2）所用凸透鏡的焦距為20cm，推測(cè)的依據(jù)是表格中約12cm的像距，即焦距的一半。23.在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，我們將點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡、光屏放在同一直線(xiàn)上的A、B位置，通過(guò)調(diào)整光屏位置，在光屏上得到了清晰的燭焰像，如圖19所示。(1)將凸透鏡向上移動(dòng)，可以使?fàn)T焰的像清晰地成在光屏的中央。(2)此時(shí)所成的像是倒立、放大的實(shí)像。(3)調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上，將蠟燭向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動(dòng)一段距離，調(diào)整光屏位置得到一個(gè)清晰的像，這個(gè)像與原來(lái)相比將變小。1.錯(cuò)誤的說(shuō)法是B，縮小的不一定都是實(shí)像，放大的不一定都是虛像。2.如果將一個(gè)物體放在凸透鏡前30cm處，可在凸透鏡的另一側(cè)得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像。3.凸透鏡成像規(guī)律是：縮小實(shí)像和放大實(shí)像的分界點(diǎn)在物距為凸透鏡處，實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)在物距為凸透鏡處。4.在利用蠟燭研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，凸透鏡的焦距為10cm，點(diǎn)燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上觀(guān)察到了倒立、放大的實(shí)像。5.某同學(xué)用凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，用一張白紙?jiān)谕哥R的另一側(cè)來(lái)回移動(dòng)，得到一個(gè)最小、最亮的光斑，測(cè)得此時(shí)光斑到透鏡光心的距離為6cm。該同學(xué)用此透鏡觀(guān)察較小的文字時(shí)，看到了正立的較大的字。因此，較小文字到透鏡的距離小于6cm。6.某凸透鏡焦距為10cm，將物體放在離焦點(diǎn)5cm的地方，所成的像是虛像。7.在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，已知凸透鏡焦距為10cm，當(dāng)光屏上成一縮小、倒立的燭焰的像時(shí)，燭焰（蠟燭）與凸透鏡的距離大于10cm且小于20cm。8.圖中是物體AB經(jīng)過(guò)凸透鏡所成的像。正確的是：像為倒立、實(shí)像。9.在用焦距為10cm的凸透鏡來(lái)探究成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中：(1)如圖所示，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上。點(diǎn)燃蠟燭后，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰中心大致在同一高度。其目的是使像成在光屏上。(2)當(dāng)燭焰距凸透鏡15cm時(shí)，移動(dòng)光屏，可在光屏上得到一個(gè)清晰的倒立、放大的實(shí)像。1.小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規(guī)律，進(jìn)行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論。(1)將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖所示的光路圖。則該透鏡的焦距為cm。(2)將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度。(3)按要求進(jìn)行觀(guān)察和測(cè)量，并將觀(guān)測(cè)情況記錄在下表中。①上表中實(shí)驗(yàn)序號(hào)2中像的性質(zhì)為實(shí)像，實(shí)驗(yàn)序號(hào)4中像距為cm。②分析表中數(shù)據(jù)：當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向透鏡的方向移動(dòng)。2.李云和張芳合作探究“凸透鏡成像規(guī)律”，如圖所示，當(dāng)物距u大于2f時(shí)，所成的像為實(shí)像，且為倒立、縮小的實(shí)像。當(dāng)物距u等于2f時(shí)，所成的像為實(shí)像，且為倒立、同等大小的實(shí)像。當(dāng)物距u小于2f時(shí)，所成的像為虛像，且為正立、放大的虛像。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他們得出結(jié)論：凸透鏡成像的規(guī)律是像的大小、方向與物距的關(guān)系，當(dāng)物距變化時(shí)，像的大小和方向也會(huì)隨之變化。1.在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)凸透鏡、光屏和燭焰的位置如圖所示時(shí)，光屏上能成一清晰的像，則該像是倒立、縮小的實(shí)像。若想得到一個(gè)清晰放大的實(shí)像，蠟燭應(yīng)向凸透鏡的方向移動(dòng)，同時(shí)光屏應(yīng)遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng)。若無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都不能得到蠟燭的像，說(shuō)明u>f。2.蠟燭從離凸透鏡距離為5f的地方向移向凸透鏡的過(guò)程中，凸透鏡所成的像先變小后變大。3.某同學(xué)做凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)，在光屏上得到燭焰縮小的像，然后他把燃燒的蠟燭和光屏互換位置，這時(shí)光屏上成倒立、放大的像。4.某小組同學(xué)在研究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄并繪制了物體離凸透鏡的距離u跟實(shí)像到透鏡的距離v之間的關(guān)系，根據(jù)圖像可知凸透鏡的焦距為20厘米。5.小強(qiáng)同學(xué)在研究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，他把物體放在離凸透鏡50cm處時(shí)，能在光屏上得到一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，則凸透鏡的焦距可能為30厘米。6.實(shí)像和虛像都是由實(shí)際光線(xiàn)經(jīng)過(guò)透鏡或反射后形成的。實(shí)像是光線(xiàn)會(huì)聚后形成的像，可以在屏幕上或者物體后方觀(guān)察到；虛像是光線(xiàn)反射或經(jīng)過(guò)透鏡后看似形成的像，但是實(shí)際上并不存在。關(guān)于透鏡成像，實(shí)像是光線(xiàn)會(huì)聚形成的，可以被人眼觀(guān)察到，而虛像則是由人的幻覺(jué)產(chǎn)生的，沒(méi)有實(shí)際光線(xiàn)形成。此外，實(shí)像可以被光屏接收到，而虛像則不能。在凸透鏡成像中，放大的像都是虛像，而倒立的像都是實(shí)像。成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)在物距等于2倍焦距的位置。物距越小，成像一般越大。如果把凸透鏡對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)光，在距離20cm處可以得到一個(gè)最小最亮的光斑。如果把一個(gè)物體放在此透鏡前30cm處，可以在凸透鏡的另一側(cè)得到一個(gè)正立、放大的虛像。如果把一個(gè)物體放在凸透鏡的焦點(diǎn)處，沿主光軸向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)，那么像距會(huì)逐漸變小，而像的大小則會(huì)逐漸變大。如果一個(gè)物體從8倍焦距處沿主光軸向焦點(diǎn)