专项综合全练(六)
探究凸透镜成像的规律
一、实验探究题
1.在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中:
(1)测量凸透镜的焦距,如图,该凸透镜的焦距为________cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次从左向右放在光具座上。点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________,目的是________。
(3)当烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏可在光屏上得到一个清晰的倒立实像。生活中使用的________就是利用这一成像规律工作的(填一光学仪器)。
(4)在(3)中移动光屏成清晰像后,拿走光屏,再将蜡烛放在光屏位置处,则此时光屏应放在原来蜡烛的位置才能成清晰的像,此现象说明凸透镜的光路是________的。
(5)在此实验中,如果无论怎样左右移动光屏,在光屏上都不能呈现烛焰的像,可能的原因是:①________;②________。
2.在探究凸透镜成像规律的实验中,经调整,在光屏上得到烛焰清晰的像,如图甲所示。
(1)保持透镜在光具座上的位置不变,为了在光屏上得到等大的烛焰像,除移动蜡烛外,光屏应向________(选填“左”或“右”)移动;当在光屏上得到等大的烛焰像时,物和像之间的距离为44cm,该透镜的焦距为________cm;
(2)一同学用图乙所示的LED光源代替蜡烛进行实验,这样改进的优点是________(写出一条即可)。
3.在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲,平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=________cm;
(2)如图乙,此时光屏上呈现清晰的像(像未画出),若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,则光屏上________(选填“能”或“不能”)再次呈现清晰的像;
(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中________处能观察到蜡烛的像;
(4)实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分,则光屏上________。
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像,但像更小了
D.出现的像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
4.小明和小亮用图所示的装置探究凸透镜成像的规律。
(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度,目的:________。
(2)如图所示,光屏上呈现一个清晰的像,保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,要再次在光屏上得到清晰的像,应将光屏向________移动,像的大小将变________。
(3)小亮认为:凸透镜成实像时,不但像与物上下是颠倒的,而且左右也是相反的。请你设计一种简单的方法验证小亮的观点。________。
参考答案
一、实验探究题
1.答案:(1)10.0 (2)同一高度 使烛焰的像成在光屏的中心 (3)照相机 (4)可逆 (5)①蜡烛恰好放到焦点上 ②蜡烛与凸透镜间的距离小于焦距
解析:(1)由图可知,焦点到透镜的距离即焦距,为10.0cm;(2)在做实验的过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度,是为使烛焰的像成在光屏的中心;(3)当物距为30cm时,物距大于二倍焦距,此时凸透镜成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这个原理制成的;(4)当u>2f时,光屏上成倒立、缩小的实像,如果蜡烛和光屏互换位置,光屏上会得到倒立、放大的实像,说明凸透镜的光路是可逆的;(5)烛焰、凸透镜和光屏三者的中心若不在同一高度上,所成的像有可能不能呈现在光屏上;从成像规律上考虑:若蜡烛恰好放在焦点上,则不会成像;放在焦点以内,则会成正立、放大的虚像,虚像不会呈现在光屏上。故有以下几种可能:蜡烛恰好放到焦点上;蜡烛与凸透镜间的距离小于焦距;凸透镜、光屏与烛焰三者中心不在同一高度上;光具座不够长。
2.答案:(1)右 11 (2)增加物体的亮度,使成像更清晰
解析:(1)在图甲中,物距大于像距,光屏上成倒立、缩小、清晰的实像,此时u>2f,f3.答案:(1)10.0 (2)能 (3)B (4)D
解析:(1)由图甲可知凸透镜的焦距f=20.0cm-10.0cm=10.0cm;(2)因焦距为10cm,物距为15cm,物距在一倍焦距与二倍焦距之间,烛焰可在光屏上成清晰、放大、倒立的实像;若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上成倒立、缩小的清晰实像;(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时u=16.0cm-10.0cm=6.0cm,u4.答案:(1)使像成在光屏的中央 (2)左 小 (3)沿水平且垂直于光具座方向吹动烛焰,观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反
解析:(1)探究凸透镜成像的规律实验中,在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至同一高度,目的是使像成在光屏的中央;(2)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向左调节一段距离后,物距变大,则像距减小、像变小,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向左调节,此时像的大小比之前的像要小些;(3)沿水平且垂直于光具座方向吹动烛焰,观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反,可验证小亮的观点。
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