凸透镜成像应用题及相关例题:
例题1:某同学在做凸透镜成像实验时,测得物距u=5cm,像距v=12cm,则下列判断中正确的是( )
A. 像一定是正立的 B. 像一定是虚像 C. 焦距的取值范围是5cm
解题过程:
根据凸透镜成像规律,当物距小于一倍焦距时,物体通过凸透镜成正立的、放大的虚像。本题中物距为5cm,小于焦距,所以成正立的、放大的虚像。又因为像距为12cm,大于两倍焦距,所以焦距的取值范围是8cm
例题2:在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛距透镜20cm时,在光屏上得到清晰放大的像。下列说法中正确的是( )
A. 照相机投影仪B. 放大镜电视机C. 投影仪幻灯机D. 放大镜照相机
解题过程:
当蜡烛距透镜20cm时,在光屏上得到清晰放大的像,说明此时像是倒立的、放大的实像,所以该凸透镜的焦距大于1倍焦距小于2倍焦距。所以该凸透镜的焦距为大于10cm小于20cm。根据生活经验可知,投影仪和幻灯机的使用情况是成倒立、放大的实像,而放大镜是成放大、正立的虚像。故选C。
相关知识点拓展:
凸透镜成像的规律:当物距大于二倍焦距时,成倒立缩小的实像;当物距小于二倍焦距大于一倍焦距时,成倒立放大的实像;当物距小于焦距时,成正立放大的虚像。
应用:照相机、投影仪、幻灯机、放大镜。
凸透镜成像的应用中还包含一些小技巧,例如当物距大于焦距小于二倍焦距时,透过凸透镜可以看到倒立放大的实像,但此时只能用眼睛看不能用光屏承接。而当物距小于焦距时,透过凸透镜可以看到正立放大的虚像,此时可以用光屏承接。
凸透镜成像应用题
例题:小明用凸透镜成像时,在光屏上得到清晰的缩小实像,然后应用这个凸透镜做放大镜观察物体时,物体到透镜的距离应满足什么条件?
分析:根据凸透镜成像的规律,当物距大于二倍焦距时,在光屏上成倒立缩小的实像。当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,即放大镜原理。所以,当光屏成倒立缩小的实像时,物距大于二倍焦距;当物距小于焦距时,物体应在一倍焦距和二倍焦距之间,即物体到透镜的距离应大于一倍焦距小于二倍焦距。
相关例题:
1. 某同学在做凸透镜成像实验时,若发现在光屏上呈现一个倒立、放大的烛焰的像,此时测得烛焰到凸透镜的距离为12cm,则该凸透镜的焦距为多少?
分析:根据题意,像成在光屏上,说明像是实像,并且是放大的像,那么物距应该在一倍焦距和二倍焦距之间。根据题意可知物距为12cm,那么一倍焦距为物距和像距之和的一半,即(12cm+u)/2=f,可求得f=6cm。
2. 某同学在做凸透镜成像实验时,发现光屏上的像与物体相比偏左上方并偏向镜头的位置。为了使光屏上的像向中心移动并使像为正立的实像,应将物体向哪个方向移动?移动的距离为多少?
分析:根据题意可知物体成的像是偏左上方并偏向镜头位置的倒立实像,说明物体是相对于透镜在透镜的左侧并且物距大于二倍焦距。为了使像向中心移动并使像为正立的实像,应将物体向右下方移动。移动的距离等于像和物体移动距离之差。
以上题目均涉及到凸透镜成像规律的应用和判断,需要学生熟练掌握并灵活运用。
凸透镜成像应用题
题目:在某次运动会中,运动员在跳高比赛中跳过1.8m横杆后落在沙坑中,落入沙坑的深度为0.3m,运动员对沙子的压力大小为6.5N,求运动员对沙子的压强是多少?
分析:
1. 运动员在跳高过程中,受到重力和地面的支持力,由于运动员最后落在沙坑中,说明运动员的运动方向和重力的方向相同,所以运动员受到的支持力大于重力,即$F_{支} > G$。
2. 运动员在跳高过程中,受到的合力方向是向上的,所以可以判断出运动员在跳高过程中处于超重状态。
3. 运动员在跳高过程中,受到地面的支持力作用,并使沙坑的深度增加,所以可以求出地面对运动员的作用力大小。
解答:
根据压强公式$p = frac{F}{S}$,可求得运动员对沙子的压强为:
$p = frac{F}{S} = frac{6.5N}{0.3m times 1.8m} = 116.7Pa$
例题:
1. 凸透镜成像规律的应用之一是测焦距,请你设计一个测凸透镜焦距的简单实验方案,并写出实验步骤。
实验器材:____________________________________________________________。
实验步骤:____________________________________________________________。
2. 投影仪在投影时,发现画面太小,应该把镜头向上移动,同时改变投影仪与屏幕的距离,这是利用了凸透镜成像的规律。请你根据凸透镜成像的规律解释画面上升的原因。
答案:
1. 实验器材:凸透镜、白纸、刻度尺、光屏(或光屏替代屏幕)。
实验步骤:①将白纸对折放在凸透镜前适当距离处(为了得到清晰的像),让白纸上的像部分完全清晰;②用刻度尺量出白纸上像的宽度(即像的高度h);③用光屏替换白纸放在凸透镜前适当距离处(为了得到清晰的像),并调节光屏的高度与像的高度相同(即调节光屏的高度为h);④移动光屏的位置,直到光屏上出现清晰的像为止;⑤用刻度尺量出此时光屏到凸透镜的距离L即为焦距f。
2. 当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时,成放大的实像;当物体移动到二倍焦距以外时,成缩小的实像。因此,画面上升的原因是投影仪所成的实像变小了。由于实像变大时像距变大,所以投影仪需要向上移动并增大与屏幕的距离。