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凸透镜成像规律实验专题[含答案解析]e

2023-07-05 来源:易榕旅网
实验专题〔二〕------探究凸透镜成像特点

一、提出问题:凸透镜成像,像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系?

二、实验器材:带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜〔焦距在10~20 cm之间〕、刻度尺.

三、实验步骤:

1、先测出透镜的焦距:让凸透镜在阳光下来回移动,找着最小、最亮的点,用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离,这就是这个凸透镜的焦距.

2、实验探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系:

[方案]

①把透镜放在光具座标尺中央,从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置.

②点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度.

③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成一个清晰的像,观察像的大小、正倒,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离.把数据记录在表格中. ④继续把蜡烛向凸透镜靠近,观察像的变化是放大还是缩小,是正立还是倒立,蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出,将数据记录在表格中.

⑤当蜡烛到一定位置上时,光屏没有像,用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像,把蜡烛与凸透镜、像与凸透镜的距离,像是放大还是缩小的,像的正倒,填入表格中. 物距〔u〕 像距〔v〕 正倒 大小 虚实 u>2f u=2f 2f>v>f 倒立 缩小 实像 v=2f 倒立 等大 实像 倒立 放大 实像 - - 应用 照相机、摄像机 精确测焦仪 特点 - 成像大小的分界点 物,像的位置关系 物像异侧 物像异侧 物像异侧 - 物像同侧 2f>u>f v>2f u=f f>u

幻灯机、电影、投影仪 - 成像虚实的分界点 虚像在物体同侧 虚像在物体之后 - v>u 不成像 强光聚焦手电筒 放大镜 正立 放大 虚像

1.在“探究凸透镜的成像规律〞实验中:

〔1〕如图1所示,可知该凸透镜的焦距为______cm; 〔2〕如图2所示,应将光屏向______〔选填“上〞或“下〞〕调整,使烛焰、凸

透镜、光屏的中心在同一高度,其目的是______;

〔3〕当烛焰距离凸透镜25cm时,移动光屏使光屏上成倒立、______的实像,生活中的______就是利用这个原理制成的;

〔4〕接下来将蜡烛向凸透镜方向移动,假设在光屏上还能得到清晰的像,应将光屏______凸透镜〔选填“靠近“或“远离〞〕.

2.如下图,是探究凸透镜成像规律的实验装置,烛焰、透镜和光中心大致在 ,当凸透镜的焦距f=10cm、物距u=15cm、像距v=30cm时,光屏上得到______、______的实像;假设撤去光屏,简要说明观察该像的方法 .

3.小明同学在“探究凸透镜成像规律〞的实验中,选用了焦距未知的凸透镜:

〔1〕将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如下图,那么该凸透镜的焦距为______cm.

〔2〕正确安装调节好实验装置后,小明同学进一步实验,当把烛焰放在凸透镜25cm处时,在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立______〔选填“放大〞或“缩小〞〕的清晰的实像.

〔3〕应用〔2〕中描述的凸透镜成像原理,可以制成______〔选填“放大镜〞、“投影仪〞或“照相机〞〕.

〔4〕当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,小明用不透明的纸挡住透镜下半局部,那么光屏上 所成的像______〔选填“完整〞或“不完整〞〕.

4.某同学用一个未知焦距的凸透镜探究凸透镜的成像规律.探究过程中将观察到的现象和测量的数据记录在下表中,请解答以下问题: 〔1〕该凸透镜的焦距是______cm.

〔2〕在表中填出实验序号2、4中像的性质和实验序号4中像距的大小. 实验序号 1 2 3 4 物距/cm 20 15 10 像距/cm 10 像的性质 倒立缩小的实像 倒立等大的实像 5 4 / 正立放大的虚像

5.用焦距10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律〞的实验,如下图.〔凸透镜的位置固定不动〕 〔1〕为了便于观察实验现象,实验环境应该______〔选填“较亮〞或“较暗〞〕一些,此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短,那么光屏上烛焰的像也将逐渐向______移动.

〔2〕记录实验数据如下表,请将所缺的实验数据和像的性质补充完整. 实验序号 1 2 3 4 物距u/cm 30 20 15 6 像距v/cm 15 20 ② 无 像的性质 ① 倒立、等大的实像 倒立、放大的实像 正立、放大的虚像 请根据实验序号4的成像规律,写出在生活中的一个应用 ③______. 〔3〕假设已在光屏上成清晰的像,此时用遮光布遮住凸透镜的下小半局部,那么所成的烛焰的像为______〔选填“不完整的像〞、“亮度相同的完整像〞或“亮度稍暗的完整的像〞〕. 〔4〕晓红在早上9:00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动,她将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,她认为此点就是凸透镜的焦点.你认为她这种活动过程存在的问题是:______.

6.在“探究凸透镜成像规律〞的实验中 〔1〕实验装置正确安装并调节后,小芳同学某次实验情景如下图,此时她在光屏上看到了烛焰清晰的像,生活中的______就是利用这一原理制成的.

〔2〕实验过程中,如果用不透明的硬纸板档住凸透镜的上半局部,那么光屏上的像______. A.只出现烛焰像的上半局部 B.只出现烛焰像的下半局部

C.出现烛焰完整的像,但像更小了 D.像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了

〔3〕如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移一小段距离后,要想在光屏上再次得到清晰的像,可在蜡烛与凸透镜之间放一个______〔选填“近视眼镜〞或“远视眼镜〞〕.

〔4〕实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向上移动,为了使烛焰的像能成在光屏中央,在不更换实验器材的情况下,请写出一种可行的方法:______.

7.在“探究凸透镜成像的规律〞实验中,某同学的实验如图甲所示:

〔1〕要使蜡烛的像成在光屏的中央,应将光屏向______〔选填“上〞或“下〞〕调整. 〔2〕假设此凸透镜的焦距为10cm,蜡烛放在距离凸透镜15cm处,调节另一侧光屏的位置可得到烛焰清晰、倒立、______〔选填“放大〞、“缩小〞或“等大〞〕的______〔选填“实〞或“虚〞〕

像;

〔3〕某小组实验时对图甲中的装置进行了改良,将蜡烛换成LED灯、光屏换成带有方格的光屏,如图乙所示.

①蜡烛换成LED灯的优点是______. ②光屏换成带有方格光屏的优点是______.

8.在“探究凸透镜成像规律〞的实验中,凸透镜的焦距为10cm. 〔1〕调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,如下图,这样调整的目的是为了______;

〔2〕把点燃的蜡烛由图示位置移至光具座的14cm

刻度处时,需将光屏向______〔选填“左〞或“右〞〕移动才能在光屏上成清晰、倒立、______的实像;______就是利用这一成像规律工作的;

〔3〕完成实验后,继续模拟远视镜的缺陷,给透镜戴上远视眼镜,调节光屏的位置,使烛焰在光屏上成一个清晰的像;取下远视眼镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,为使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏______〔选填“远离〞或“靠近〞〕透镜.

9.根据人眼视物的原理,某同学想探究“凸透镜的焦距与厚度的关系〞,他猜测凸透镜的焦距还与凸透镜的材料和口径有关.他自制了一个口径不变的“水凸透镜〞,通过注射器向“水凸透镜〞中注水或向外抽水,改变“水凸透镜〞的厚度.实验装置如下图.

〔1〕将平行光源、“水凸透镜〞和光屏放在光具座上,调整平行光源、“水凸透镜〞、光屏的中心大致在同一______上.

〔2〕实验中,“水凸透镜〞的厚度变化不宜过大,且厚度无法测量,可以通过注射器内水的体积间接反映“水凸透镜〞的厚度.画出记录实验数据的表格,表格中要有必要的信息.

〔3〕实验中,调整好“水凸透镜〞的厚度,使平行光源发出平行光,移动光屏找到焦点,测量出“水凸透镜〞的焦距.请具体说明移动光屏找到焦点的实验操作:______.

11.某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律〞的实验,装置如下图. 〔1〕要使烛焰的像能成在光屏的中央,应将蜡烛向______〔填“上〞或“下〞〕调节. 〔2〕实验过程中,当烛焰距凸透镜20cm时,移动光屏至某一位置,能在光屏上得到一个等大清晰的像,那么该凸透镜的焦距是______cm.

〔3〕当烛焰距凸透镜35cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰、倒立、______的实像,日常生活中利用

这一原理制成的光学仪器是______〔填“照相机〞、“投影仪〞或“放大镜〞〕.要使烛焰在光屏上所成的像变大,应保持透镜的位置不动,调节蜡烛的位置,同时将光屏______〔填“靠近〞或“远离〞〕透镜,直至得到清晰的像.

〔4〕实验中怎样操作,才能在光屏上得到最清晰的像?______.

11.如下图的甲、乙两图分别是“探究平面镜成像特点〞和“探究凸透镜成像规律〞的实验装置.

〔1〕在“探究平面镜成像特点〞的实验中,将点燃的蜡烛A整立在玻璃板前面,再拿一支跟它完全相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动,直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合,这样操作的目的是为了______,同时也证明了像与物体的大小相等.

〔2〕在“探究凸透镜成像规律〞的实验中,调整蜡烛、透镜和光屏到图乙所示位置时,光屏上出现清晰的烛焰的像,此时甲、乙两图中平面镜与凸透镜所成像的不同点是______,此时保持凸透镜位置不动,将蜡烛逐渐向凸透镜的焦点靠近,要想在光屏上观察到清晰的烛焰的像,那么光屏应从图乙的位置向______〔选填“靠近〞或“远离〞〕凸透镜的方向移动,所成像的大小将______〔选填“变大〞、“变小〞或“不变〞〕.

答案:

1.〔1〕10〔2〕下,使像成在光屏的中央〔3〕缩小,照相机〔4〕远离

2. 〔1〕同一高度上〔2〕倒立,放大〔3〕眼睛在光屏原来位置右侧某一区域向左看. 3.(1)10(2)缩小 〔3〕照相机〔4〕完整

4.〔1〕5cm(2)倒立缩小的实像,15cm,倒立放大的实像

5. 〔1〕较暗 , 向上 〔2〕 倒立缩小实像 30 放大镜〔3〕 亮度稍暗的完整像〔4〕 凸透镜没有正对着太阳光

6.〔1〕照相机〔2〕D〔3〕近视眼镜〔4〕将蜡烛向上调节〔或将凸透镜向下调节或将光屏向上调节〕〕

7.〔1〕下〔2〕放大,实〔3〕实验现象更明显,便于比拟像的大小 8. (1)像成在光屏中央 〔2〕左,缩小,照相机 〔3〕远离 9.(1)高度 〔2〕

〔3〕将光屏从离凸透镜较近的地方,沿着光具座,向远离凸透镜的方向移动,观察光屏上的光斑,直到这个光斑最小最亮,然后停止移动。

10.〔1〕上〔2〕10〔3〕缩小,照相机,远离〔4〕调节光屏到某一位置,将光屏靠近或远离凸透镜时,像都会变模糊,此时光屏上的像最清晰。

11.〔1〕确定像的位置〔2〕平面镜成正立、等大的虚像,凸透镜成倒立、缩小的实像;远离;变大。

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