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专题六 实验:探究凸透镜成像的规律
1.凸透镜的成像规律及其应用
(1)观察下列各图并补充成像规律及其应用:
①u>2f, f缩小
实
照相机
1.凸透镜的成像规律及其应用
(1)观察下列各图并补充成像规律及其应用:
②u=2f,v=2f,成 、 的 像,应用:测焦距。
倒立
等大
实
1.凸透镜的成像规律及其应用
(1)观察下列各图并补充成像规律及其应用:
③fv>2f
倒立
放大
实
投影仪
1.凸透镜的成像规律及其应用
(1)观察下列各图并补充成像规律及其应用:
④u=f,不成像, ,应用:LED透镜灯。
光线平行射出
1.凸透镜的成像规律及其应用
(1)观察下列各图并补充成像规律及其应用:
⑤u正立
放大
虚
放大镜
1.凸透镜的成像规律及其应用
(2)①静态规律
a.一倍分 ,内虚外实。
物体在一倍焦距以内成虚像,在一倍焦距以外成实像。
b.二倍分 ,远小近大。
物体在二倍焦距以外成缩小的实像,在一倍焦距和二倍焦距之间成放大的实像。
c.实像 侧倒,虚像 侧正。
实像总是倒立的且和物体在透镜的异侧,虚像总是正立的且和物体在透镜的同侧。
②动态规律
a.成实像时,物近像远像 ,物远像近像 。
b.成虚像时,物近像近像 。
虚实
大小
异
同
变大
变小
变小
2.(2020·河南中考)小明和小亮用如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,目的是________________
________。
解析:(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度,目的是使烛焰的像成在光屏的中央。
使像能成在光屏中央
2.(2020·河南中考)小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。
(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 。
解析:(2)由题图可知,物距大于像距,此时光屏上成的是倒立、缩小的实像,物距大于二倍焦距,若将蜡烛向左移动,则物距增大,物距仍大于二倍焦距,烛焰发出的光经凸透镜后仍成实像,根据“凸透镜成实像时,物远像近像变小”的规律可知,此时像距会减小,像也会变小,故应将光屏向左移动。
左
小
2.(2020·河南中考)小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。
(3)小亮认为:凸透镜成实像时,不但像与物体上下是颠倒的,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:_____________________________
______________________________________________________________。
沿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(合理即可)
3.(21-22·南阳社旗期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距是10 cm。
(1)将点燃的蜡烛、凸透镜放在如图所示的位置,移动光屏,在光屏上得到了清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像; (填光学仪器名称)就是利用这一成像规律工作的。
解析:(1)由题意知,凸透镜的焦距f=10 cm,蜡烛到透镜的距离即物距大于一倍焦距、小于二倍焦距,所以此时成倒立、放大的实像,投影仪就是利用这一成像规律工作的。
放大
投影仪
3.(21-22·南阳社旗期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距是10 cm。
(2)保持凸透镜位置不变,若将蜡烛远离凸透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动,此时的像与原来的像相比 (选填“变大”或“变小”)。
解析:(2)若将蜡烛远离透镜,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向靠近透镜的方向移动,此时的像与原来的像相比变小。
靠近
变小
3.(21-22·南阳社旗期末)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距是10 cm。
(3)若将凸透镜的上半部分用不透明的纸板挡住,则光屏上 (选填“能”或“不能”)成完整的像。
解析:(3)物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像;当遮住凸透镜的一部分,还有另外的部分光线,经凸透镜折射会聚成像,因此光屏上能成完整的像,但像会变暗一些。
能
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)小华在实验台上利用光具座测凸透镜的焦距,如图甲所示,光屏上形成一个最小、最亮的光斑,该凸透镜的焦距为 cm。
甲 乙 丙 丁
解析:(1)由图甲可知,凸透镜的焦距为10.0 cm。
10.0
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(2)组装、调整实验器材时,烛焰和光屏的中心应位于凸透镜的 上。实验室的日光灯最好 (选填“打开”或“关闭”)。
甲 乙 丙 丁
解析:(2)进行“探究凸透镜成像规律”的实验时,必须调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,且使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,这样像才能成在光屏的中央。烛焰亮度小,实验室的日光灯最好关闭,这样光屏上的像更清晰。
主光轴
关闭
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(3)将蜡烛移动到图乙所示位置,需向 侧移动光屏,直至在光屏上找到最清晰的倒立、 (选填“等大”“缩小”或“放大”)的实像。
甲 乙 丙 丁
右
缩小
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(4)当将蜡烛移至30 cm处时,要想得到清晰的像,光屏应移至 cm处,此时成倒立、 的实像;老师发现两个小组所测像距分别是23 cm和18 cm,与理论相比偏差较大,若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的,请你分析出现这种情况的原因: 。
甲 乙 丙 丁
解析:(4)蜡烛移至30 cm处,物距u=2f=20 cm,成等大的实像,像距等于物距,所以光屏应移至70 cm处;若光屏上的像还没有最清晰时就测量了像距,测得的像距偏差较大。
70
等大
光屏上的像还没有最清晰时就测量了像距
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(5)光屏上成清晰的像,若取下光屏,眼睛在图丙中 位置沿图示方向能看到这个实像。
甲 乙 丙 丁
解析:(5)取下光屏,光线会聚成像后,光线继续向前传播,进入人眼,所以在C处沿图示方向能看到这个实像。
C
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(6)小华多次移动元件位置,测量了多组物距和像距的数据,根据数据得到像距v与物距u关系的图像如图丁所示,由图像可知:当u>2f时,物体的移动速度 像的移动速度;当f甲 乙 丙 丁
解析:(6)物体在二倍焦距以外时,像在一倍焦距、二倍焦距之间,像的移动范围远小于物体移动范围,所以,当u>2f时,物体的移动速度大于像的移动速度;物体在一倍焦距、二倍焦距之间时,像在二倍焦距以外,像的移动范围远大于物体移动范围,所以,当f大于
小于
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(7)实验中将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放,点燃蜡烛后,无论怎样在光具座上移动光屏总找不到像,其原因可能是 。(写出一种即可)
甲 乙 丙 丁
解析:(7)蜡烛在一倍焦距内或焦点处;物距太小、像距太大,超出光具座的长度;三心不同高;都会出现光屏上找不到像的现象。
蜡烛在一倍焦距内
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(8)小华发现光屏上的像时而清晰时而模糊,请分析造成这一现象的可能原因: 。请你指出烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的不足之处:__________________________________________________________
_________。(写出一种即可)
甲 乙 丙 丁
解析:(8)小华发现光屏上的像时而清晰时而模糊,造成这一现象的可能原因是烛焰晃动、烛焰忽大忽小。烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的不足之处: 成像不稳定;随着蜡烛的燃烧,像不能成在光屏中央;像的亮度不够。
烛焰晃动
成像不稳定(随着蜡烛的燃烧,像不能成在光屏中央;像的亮度不够)
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(9)小明实验时,蜡烛在A、B位置成像如图所示,为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上,他保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像,这表明像距变 了,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强,此透镜焦距 ________(选填“大于”“小于”或“等于”)15 cm。
解析:(9)更换凸透镜,光屏上又出现了清晰的像,说明像距变小,由于物距不变,则更换的凸透镜会聚光的能力较强,焦距变小,由图知,未更换前,透镜的焦距为15cm,故此透镜焦距小于15 cm。
小
小于
4.同学们在实验室做“探究凸透镜成像规律”实验。
(10)用LED灯(发光二极管)代替蜡烛的优点: 。(写出一种即可)
甲 乙 丙 丁
光源稳定(亮度高)