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凸透镜

缩小
D
C
A
D
B
【分析】
首先回忆凸透镜成像实验的基础操作要求:烛焰、凸透镜、光屏三者的中心需要调整到同一高度,保证像能成在光屏中央。观察题图可以发现,凸透镜的中心高度明显高于烛焰和光屏的中心,因此第一空需要向下调整凸透镜。接下来计算物距:蜡烛在10cm刻度处,凸透镜在50cm刻度处,物距u=50cm-10cm=40cm,已知焦距f=10cm,此时u>2f,根据成像规律,对应的像距需要满足f<v<2f,也就是距离凸透镜10~20cm的位置,对应刻度为60cm~70cm之间,当前光屏在70cm刻度处,所以需要向左移动光屏才能承接清晰的像。最后根据u>2f的成像规律,此时成倒立、缩小的实像。
【解析】
1. 器材调整:实验要求烛焰、凸透镜、光屏中心大致在同一高度,题图中凸透镜位置偏高,因此需要向下调整凸透镜的高度。
2. 物距计算:蜡烛对应刻度10.0cm,凸透镜对应刻度50.0cm,物距u=50.0cm-10.0cm=40.0cm,已知凸透镜焦距f=10cm,满足u>2f的条件。
3. 光屏移动方向:u>2f时像距范围为f<v<2f,即10cm<v<20cm,对应光屏刻度在60cm~70cm之间,当前光屏在70cm刻度处,因此将光屏向左移动即可找到清晰的像。
4. 成像性质:当物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像。
【答案】
凸透镜 左 缩小
【知识点】
凸透镜成像规律,实验器材调试
【点评】
本题是凸透镜成像实验的基础考题,依次考察实验操作规范、像距范围判断、成像性质记忆,都是该实验的核心基础考点,只要牢记成像规律和实验操作要求就可以顺利解题。
【难度系数】
0.8
【分析】
解题时首先要从题干给出的“成清晰倒立等大的像”这个条件入手,先算出凸透镜的焦距:先读取图中刻度,蜡烛在30cm刻度处,凸透镜在50cm刻度处,光屏在70cm刻度处,此时物距u=20cm、像距v=20cm,结合凸透镜成像规律中u=2f时成倒立等大实像的特点,就能算出焦距f=10cm。之后逐个验证四个说法:分别算出每个点对应的物距,对照不同物距区间的成像性质、对应的生活应用判断对错,最后筛选出正确的结论即可选出答案。
【解析】
解:
1. 先确定凸透镜焦距:
由图可知,蜡烛位置为30cm,凸透镜位置为50cm,光屏位置为70cm,此时烛焰成倒立、等大的清晰实像,根据凸透镜成像规律,当u=v=2f时成倒立等大的实像,因此物距u=50cm-30cm=20cm=2f,解得该凸透镜焦距f=10cm。
2. 逐一判断四个结论:
① 该凸透镜焦距为10cm,并非20cm,①错误;
② d点对应刻度为45cm,蜡烛放在d点时物距u=50cm-45cm=5cm<f,此时成正立、放大的虚像,对应放大镜的成像原理,和投影仪“f<u<2f成倒立放大实像”的原理不同,②错误;
③ 将蜡烛由b点移至a点时,物距不断增大,且始终大于2f,凸透镜成实像时满足“物远像近像变小”的规律,因此移动光屏可以得到更小的实像,③正确;
④ c点对应刻度为35cm,蜡烛放在c点时物距u=50cm-35cm=15cm,满足f<u<2f,移动光屏可成倒立、放大的实像,④正确。
综上只有③④正确,对应选项D。
【答案】D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题属于凸透镜成像规律的常规考题,核心考点是不同物距下的成像性质和对应应用,解题的关键是先通过等大实像的条件算出焦距,再逐一验证每个说法,需要注意区分实像、虚像的成像条件,避免混淆不同光学仪器的成像原理。
【难度系数】
0.6
【分析】
这道题考察凸透镜成像规律在生活透镜中的实际应用,解题思路是先明确凸透镜成像的两类动态变化规则:1. 照相机、投影仪成实像时,遵循“物近像远像变大,物远像近像变小”的规律;2. 放大镜成正立放大虚像时,只要物体保持在一倍焦距以内,物距越大,虚像越大。之后逐个对照每个选项的使用场景,结合对应规律判断调节方法是否正确,排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
我们逐个对选项进行推导判断:
A选项:先拍全身照再拍半身照,要求人像变大,根据实像“物近像远像变大”的规律,需要减小物距,将照相机靠近人,同时增大镜头和感光元件的距离,将照相机远离人会让像变小,A错误。
B选项:投影仪显示的画面太大,需要让像变小,根据实像“物远像近像变小”的规律,需要增大物距(将投影仪向远离屏幕的方向后移),同时减小像距(调节镜头靠近投影片),仅将投影仪向前移动会让物距更小,像进一步变大,B错误。
C选项:放大镜的成像条件是物距小于一倍焦距,此时成正立放大的虚像,在一倍焦距的范围内适当增大放大镜与物体的距离,虚像会同步变大,就可以看到更大的像,C正确。
D选项:人脸识别解锁的摄像头是凸透镜,成倒立缩小的实像,人脸离锁越近,物距越小,根据实像变化规律,成的像会越大,并非越小,D错误。
综上,正确选项为C。
【答案】C
【知识点】
凸透镜成像规律,透镜的应用
【点评】
本题结合日常常见的透镜使用场景考察凸透镜成像的动态变化逻辑,易错点是混淆实像、虚像的像大小随物距的变化规律,不少同学容易忽略投影仪调节像大小时需要同步调整物距和像距,完成本题可以进一步强化对不同透镜应用场景调节逻辑的理解。
【难度系数】
0.6
【分析】
我们可以分两步来思考这道题:第一步先判断甲、乙两图分别对应的视力缺陷类型:回忆成像规律,近视眼的成因是晶状体折光能力过强,远处平行入射的光线会在视网膜前方就会聚成像;远视眼的成因是晶状体折光能力过弱,近处物体的光线会聚后成像在视网膜后方。观察题图,甲图中平行光线经晶状体折射后,交点在视网膜前方,属于近视眼的成因;乙图中光线经晶状体折射后,交点在视网膜后方,属于远视眼的成因。第二步对应矫正方法:近视眼需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜,让像向后移动到视网膜上;远视眼需要佩戴对光线有会聚作用的凸透镜,让像向前移动到视网膜上,再逐一匹配选项就能得到正确答案。
【解析】
1. 分析甲图:平行光线进入眼内,经过晶状体折射后,像成在视网膜的前方,这是近视眼的成因,近视眼需要佩戴凹透镜进行矫正,因此A选项描述正确,B选项描述错误。
2. 分析乙图:光线进入眼内,经过晶状体折射后,像成在视网膜的后方,这是远视眼的成因,远视眼需要佩戴凸透镜进行矫正,因此C、D选项描述错误。
综上,本题选A。
【答案】
A
【知识点】
近视眼成因,远视眼成因,视力矫正
【点评】
本题是光学中视力相关的基础考题,核心易错点是容易混淆近视、远视的成像位置和对应的矫正透镜,解题时可以牢记规律“近前凹,远后凸”,也就是近视像成在视网膜前,用凹透镜矫正;远视像成在视网膜后,用凸透镜矫正,就能快速准确判断。
【难度系数】
0.8
【分析】
我们可以先分别回忆显微镜、开普勒式天文望远镜的成像原理,再逐一比对每个选项判断正误:第一步,先明确显微镜的物镜和目镜的成像功能:显微镜的物镜焦距短,会把放在一倍到二倍焦距之间的标本成倒立、放大的实像,作用类似投影仪;目镜焦距长,会把物镜成的实像再次作为物体,成正立、放大的虚像,作用类似放大镜。第二步,明确图中天文望远镜的物镜和目镜的成像功能:望远镜的物镜焦距长,会把极远处的天体成倒立、缩小的实像,作用类似照相机;目镜焦距短,把物镜成的实像再次放大成正立的虚像,作用类似放大镜。第三步,逐个排查选项,排除错误描述得到正确答案。
【解析】
我们逐个分析选项:
A选项:显微镜的物镜相当于投影仪,成倒立放大实像;目镜相当于放大镜,成正立放大虚像,A选项把两者的作用说反了,描述错误。
B选项:天文望远镜的物镜相当于照相机,成倒立缩小的实像;目镜相当于放大镜,成正立放大的虚像,并非相当于投影仪,描述错误。
C选项:显微镜经过物镜成倒立实像,目镜进一步放大虚像后,最终看到的是倒立的像,不是正立的,描述错误。
D选项:图中的天文望远镜属于开普勒望远镜,目镜和物镜都是凸透镜,物镜成倒立缩小的实像,目镜成正立放大的虚像,二者成像特点不同,描述正确。
【答案】D
【知识点】显微镜成像原理,望远镜成像原理,凸透镜成像应用
【点评】本题考察显微镜和天文望远镜的核心成像规律,易错点是混淆物镜、目镜分别对应的凸透镜成像应用,以及误判显微镜最终成像的正倒,解题时要牢记两类仪器的物镜、目镜各自的成像功能,避免记反对应关系。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以采用逐个判断表述正误的思路解题:首先回忆红外线、紫外线的特性、生活应用以及二者的传播规律,逐一核对题目给出的4个说法:明确灭菌利用的是紫外线而非红外线,遥控器依靠红外线工作,验钞机依靠紫外线的荧光效应工作,二者都属于电磁波可以在真空中传播,筛选出全部正确的表述后匹配对应选项即可。
【解析】
我们逐一分析每个表述:
1. ①家用消毒柜的灭菌灯是利用紫外线的强杀菌作用来消毒的,红外线不具备灭菌功能,该说法错误;
2. ②电视机的遥控器通过发射不同编码的红外线信号实现对设备的遥控,该说法正确;
3. ③紫外线可以使荧光物质发光,验钞机利用该特性触发钞票上的荧光防伪标记,以此鉴别钞票真伪,该说法正确;
4. ④红外线、紫外线都属于电磁波,电磁波传播不需要介质,二者都可以在真空中传播,该说法错误。
因此正确的表述只有②③,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
红外线的应用,紫外线的应用,电磁波的传播
【点评】
本题属于不可见光相关的基础识记类考题,考点紧密结合生活常见电器的工作原理,只要熟记红外线、紫外线的核心特性与对应应用,明确二者属于电磁波的共性,就可以轻松做出判断,是初中光学部分的高频基础考点。
【难度系数】
0.9