第2课时 实验探究:凸透镜成像的规律
知识点 1 实验探究:凸透镜成像的规律
1.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小明进行了以下探究:
(1)为了便于观察,实验应该在________(选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行。
(2)实验前需调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在________,这样做是为了___________
_____________________________________________________________。
(3)让一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为________cm。
(4)将点燃的蜡烛放在如图乙所示的位置,移动光屏,光屏上可得到________立、________的________像。
(5)将点燃的蜡烛移动到标尺30 cm刻度位置,移动光屏,光屏上可得到________立、________的________像。
(6)将点燃的蜡烛移动到标尺35 cm刻度位置,移动光屏,光屏上可得到________立、________的________像。
(7)将点燃的蜡烛移动到标尺40 cm刻度线位置,此时点燃的蜡烛通过凸透镜________(选填“会”或“不会”)成像。
(8)将点燃的蜡烛移到标尺上45 cm的位置后,光屏上________(选填“能”或“不能”)承接到烛焰的像,此时应取下光屏,从凸透镜的________(选填“左”或“右”)侧,透过凸透镜会看到一个________立、________的________像。
知识点 2 凸透镜成像规律
2.根据凸透镜成像规律,请回答以下问题。
(1)凸透镜成像时,________倍焦距处是成实像和虚像的分界点,________倍焦距处是成放大的实像和缩小的实像的分界点。
(2)凸透镜成实像时,当物体靠近凸透镜,所成的像到凸透镜之间的距离会______,像的大小会________;当物体远离凸透镜,所成的像到凸透镜之间的距离会________,像的大小会________。(均选填“变大”或“变小”)
(3)凸透镜成虚像时,当物体靠近凸透镜,所成的像到凸透镜之间的距离会______,像的大小会______;当物体远离凸透镜,所成的像到凸透镜之间的距离会________,像的大小会________。(均选填“变大”或“变小”)
3.一个凸透镜的焦距为10 cm,若物体位于透镜前17 cm 处,所成的像一定是( )
A.缩小、倒立的实像 B.放大、倒立的虚像
C.放大、正立的虚像 D.放大、倒立的实像
4.将一个凸透镜正对太阳,在距凸透镜20 cm处得到一个最小、最亮的光斑。将一个物体放在此透镜前55 cm处,则可在凸透镜的另一侧得到一个( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像
C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像
5.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰位于距离凸透镜1倍焦距以内时,人眼观察到烛焰成像的情形是图中的( )
6.下列关于实像和虚像的说法中,正确的是( )
A.实像是由光的折射形成的,虚像是由光的反射形成的
B.看到实像时有光进入人眼,看到虚像时没有光进入人眼
C.实像是缩小或放大的,虚像都是放大的
D.实像能用光屏承接,虚像不能用光屏承接
7.如图甲所示,把一支点燃的蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方,在透镜的另一侧调节光屏位置可找到一个清晰的像,这个像是图乙中的( )
8.一个物体放在凸透镜前20 cm处时,在透镜另一侧光屏上找到一个清晰的等大的像,现将物体移动至凸透镜前15 cm处时,移动光屏能找到( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.倒立、放大的虚像 D.正立、放大的虚像
9.如图所示,让一束平行光经过一凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,小明用此透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,下列说法不正确的是( )
A.当蜡烛距透镜8 cm时,成正立的像
B.当蜡烛距透镜16 cm时,成倒立、放大的实像
C.当蜡烛从距透镜20 cm处向远离透镜的方向移动时,所成的像逐渐变小
D.当蜡烛从距透镜20 cm处向靠近透镜的方向移动时,要得到清晰的像应使光屏靠近透镜
10.在“探究凸透镜成像的规律”实验时,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制成如图所示的图像,根据图像可知( )
A.该凸透镜的焦距f=20 cm
B.当物距u=30 cm时,成倒立、缩小的实像
C.当物距u=8 cm时,成倒立、放大的实像
D.若把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm 处移动过程中,所成的像会逐渐变小
11.如图所示是某物理实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究凸透镜成像规律的实验装置。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放在光具座上,点燃蜡烛后,发现无论怎样移动光屏都找不到蜡烛的像,下列原因不可能的是________(填字母)。
A.光屏、凸透镜和蜡烛的中心不在同一高度
B.物距小于透镜的一倍焦距
C.蜡烛在透镜的焦点上
D.蜡烛在透镜的2倍焦距处
(2)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,要使像能够成在光屏的中央,应将凸透镜向________调整,或将蜡烛向________调整,或将光屏向________调整。(均选填“上”或“下”)
(3)如果凸透镜焦距为10 cm,当蜡烛到透镜的距离为30 cm时,移动光屏,在光屏上可得________立、________的________像。若保持透镜位置不变,把蜡烛与光屏的位置对调一下,则在光屏上可得________立、________的________像。
(4)当光屏上出现蜡烛清晰的像时,如果用遮光板挡住透镜的上半部分,我们观察光屏时,将会在光屏上看到________。
A.蜡烛像的下半部分
B.蜡烛像的上半部分
C.蜡烛完整的像,像的亮度变暗
D.蜡烛完整的像,像的亮度不变
考| 题| 展| 示
12.[2020·乐山]如图所示在“探究凸透镜成像的规律”实验中,下列说法正确的是( )
A.将蜡烛移至a处时,移动光屏,可看见放大、正立的实像
B.将蜡烛移至b处时,移动光屏,可看见缩小、倒立的实像
C.将蜡烛移至c处时,移动光屏,可看见放大、倒立的实像
D.将蜡烛移至d处时,移动光屏,可看见放大、正立的虚像
答案
1.(1)较暗
(2)同一高度 使像呈现在光屏的中央
(3)10.0 (4)倒 缩小 实
(5)倒 等大 实 (6)倒 放大 实
(7)不会
(8)不能 右 正 放大 虚
2.(1)1 2
(2)变大 变大 变小 变小
(3)变小 变小 变大 变大
3.D 4.B 5.B 6.D 7.B
8.B 距离凸透镜20 cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以v=20 cm=2f,则f=10 cm。现将物体移动至凸透镜前15 cm处时,即物体处于1倍焦距和2倍焦距之间,此时成倒立、放大的实像。
9.D 由图可知,凸透镜的焦距为40.0 cm-30.0 cm=10.0 cm。当蜡烛距透镜8 cm时,物距小于1倍焦距,成正立、放大的虚像,故A正确;当蜡烛距透镜16 cm时,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立、放大的实像,故B正确;当蜡烛从距透镜20 cm处向远离透镜的方向移动时,凸透镜成的是实像,物距变大,像变小,故C正确;当蜡烛从距透镜20 cm处向靠近透镜的方向移动时,凸透镜成的是实像,物距减小,像距变大,要得到清晰的像应使光屏远离透镜,故D错误。
10.B 根据凸透镜成像规律可知,当u=v=2f时,凸透镜成倒立、等大的实像;由图可知,u=v=2f=20 cm,所以f=10 cm,故A错误。
当物距u=30 cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像,f当物距u=8 cm时,u<f,成正立、放大的虚像,应用于放大镜,故C错误。
物体从距凸透镜30 cm处移动到15 cm处的过程中,物距大于焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,故D错误。
11.(1)D (2)下 上 上
(3)倒 缩小 实 倒 放大 实
(4)C
(1)光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度,像可能不在光屏上,A不符合题意;物距小于透镜的一倍焦距,成放大、正立的虚像,光屏不能承接虚像,B不符合题意;蜡烛在透镜的焦点上,此时不能成像,C不符合题意;蜡烛在透镜的2倍焦距处,成倒立、等大的实像,像可以呈现在光屏上,D符合题意。
(2)蜡烛燃烧不断缩短,光屏上的像向上移动,要使像能够呈现在光屏中央,可向上移动光屏,或向上移动蜡烛,或向下移动凸透镜。
(3)凸透镜焦距为10 cm,当透镜到蜡烛的距离为30 cm时,u>2f,f(4)如果用遮光板挡住透镜的上半部分,下半部分仍能会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线比原来少,所以像比原来变暗。
12.C 由图可知,将蜡烛移至a处时,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,移动光屏,找不到像,故A错误;将蜡烛移至b处时,物距等于焦距,此时不成像,故B错误;
将蜡烛移至c处时,物距大于1倍焦距,小于2倍焦距,移动光屏,可看见放大、倒立的实像,故C正确;将蜡烛移至d处时,物距大于2倍焦距,移动光屏,可看见倒立、缩小的实像,故D错误。