1.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小乐先将毛玻璃光屏、凸透镜、“F”字发光体置于光具座上,并使三者中心在同一高度;再使毛玻璃光屏和“F”字发光体逐渐远离凸透镜并保持与凸透镜距离相同,直至“F”字发光体在毛玻璃光屏上形成清晰的像,如图所示。
(1)由图可知该凸透镜的焦距是 cm。
(2)小乐从毛玻璃光屏背后观察到的清晰像的形状应是 。
(3)若“F”字发光体和凸透镜位置不变,将凸透镜换成焦距为5cm的,要使毛玻璃光屏上能得到清晰的像,应将毛玻璃光屏向 (选填“左”或“右”)移动适当距离。
2.小金用如图甲所示的器材“探究平面镜成像的特点”。小金在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板竖立在白纸上,沿着玻璃板在纸上画一条直线OO’,代表平面镜的位置。把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面,把另一支相同的蜡烛B,放在玻璃板后面移动,直到看上去它与蜡烛A的像完全重合。移动蜡烛A,多做几次实验,并把三次实验的位置记录在白纸上,如图乙。
(1)实验时选择两支相同蜡烛的目的是 。
(2)实验过程中,小金将蜡烛A逐渐远离玻璃板时,蜡烛A的像的大小 。(选填"变大”、“不变”或“变小”);
(3)若不使用直尺和三角板,要验证物、像是否对称,接下去的操作是 。
3.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,如图所示,小明用高为4cm 发光体(由发光二极管组成)作为物体,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不动,下表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据(数据记录时取整数):
(1)分析表中数据可知,实验中所用凸透镜的焦距为 cm。
(2)当光屏上出现清晰实像时,将一镜片放在发光体和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,则所加镜片可以矫正 (选填“近视”或“远视”)的视力缺陷。
(3)将物体、透镜及光屏置于光具座上(如图甲)做成像实验,记录每次成实像的物距u,像距v,物像间距L (u+v),绘出图线乙(以f为长度单位),由图乙可知,要想成实像,发光体与光屏的间距应满足L≥4f。物理学中有一个凸透镜成实像的“新概念”:放大率n=像高/物体高=v/u,结合甲、乙两图,可知当n>1时,像与物的距离随物距的减小而 。
4.小金在探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)当蜡烛凸透镜和光屏的相对位置如图甲所示时,光屏上出现清晰的 (选填
“放大”或“缩小”或“等大")的像。利用此成像原理可以制成 。(选填
“照相机”、“投影仪”和“放大镜”)
(2)保持蜡烛位置不变,小金将自己的近视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间,并靠近凸透镜,若想在光屏上再次得到清晰的像,小金应该向 。(选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动光屏。
5.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)利用太阳光测凸透镜焦距,下列方法中最合理的是 。
(2)当三个元件移动到如图所示位置时,光屏中心出现了清晰的像,则该像的性质是 (写出像的正倒、大小和虚实);由此推断凸透镜的焦距可能是 。
A.f=20cm B.f=15cm
C.f=10cm D.f=5cm
6.利用光具座研究凸透镜成像的规律。当三个元件移动到图示位置时,光屏中心出现了清晰的像。回答下列问题:
(1)该凸透镜的焦距为__________cm。
(2)若在图示情况下,王同学把蜡烛移到35cm刻度处,凸透镜位置不变,王同学将向__________(选填“左”或“右”)移动光屏才能再次看到清晰的像。
(3)若在图示情况下,王同学把蜡烛移到45cm刻度处,凸透镜位置不变,王同学怎么做才能看到清晰的像?______________________________。
7.在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时,冰蓉同学选择了如下器材:蜡烛(模拟所视物)、水凸透镜(模拟人眼晶状体,并与注射器相连)、光屏(模拟人眼视网膜)、光具座等。(注:“水凸透镜”的凸起,程度可以通过注射器注入或吸出水的多少来调节)
(1)她安装并调整好实验装置,如图所示,将点燃的蜡烛置于“水凸透镜”前某一位置时,在光屏上得到了烛焰清晰的像;当向“水凸透镜"内注入水,使“透镜”更凸后,发现光屏上已无烛焰清晰的像;若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像,应在“水凸透镜”前放置一块 透镜;若撤去放置的透镜,应将光屏 (填“靠近”或“远离”)“水凸透镜”",才能得到清晰的像。
(2)根据上述实验,可知近视眼的形成原因是 。
8. 在探究“凸透镜成像规律”的实验中,小华进行了如下探究:
为探究像距与焦距的关系,他选用了焦距不同的凸透镜进行实验.实验时物体固定在光具座25cm刻度线处,凸透镜固定在40cm刻度线处不改变,如图所示.实验数据记录如下表:
实验序号 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1
15 5 7.5
2 7.5 15
3 12 60
(1)分析表中数据可知:保持物距不变时,焦距越大则像距越 .
(2)实验序号1中成的像是 (选填“放大”或“缩小”)的实像, 就是利用这一原理制成的.
(3)做完序号3实验后,小华只更换一个f=13cm的凸透镜安装在光具座40cm刻度线处,发现无论怎样移动光屏,像依然模糊,为了使光屏上的像变清晰,他应该在光具座上的凸透镜前的适当位置再放置一个
9.为探究光的反射定律,小科进行如图所示的实验。
(1)当入射角为40°时,反射角为 。
(2)小科将纸板F绕垂直于镜面ON向后转动,在纸板F上还能看到反射光吗?请分析原因:
(3)实验时,从纸板的不同的方向都能看到光的路径,这是因为光在纸板上发生了 (填“漫”或“镜面”)反射。
10.在探究“平面镜成像特点”的实验中,小科所在的小组的同学们选取一块薄平板玻璃、两根完全相同的蜡烛A和B、刻度尺、白纸、火柴等器材进行实验,如图1甲所示。
(1)实验过程中用玻璃板代替平面镜的原因是: ;
(2)小科将蜡烛A竖直放在水平桌面的白纸上,点燃蜡烛A,她观察发现:平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图1乙所示的三幅图中, 图是产生以上实验现象的原因;
(3)如图2所示,小科把四个模型分别面对玻璃板直立在桌面上,用于研究像与物左右位置的关系,最好选用 。
11.在“研究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)某次实验过程中,小敏移动光屏直到出现清晰的像,蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示,此时所成的是倒立 的实像。
(2)若通过移动透镜,使光屏上再次成清晰的像,透镜应该移到 厘米刻度处。
(3)实验一段时间后,原来成在光屏中央的像,“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有 。
①光屏上移一段距离 ②蜡烛下移一段距离 ③透镜下移一段距离
(4)研究好成像规律后,小敏模拟了近视和远视的矫正,图乙中,小敏给透镜A戴上“眼镜”(凸透镜B),光屏上刚好出现清晰的像,摘下“眼镜”后,光屏上的像变模糊,如图丙所示,若要通过移动蜡烛使像再次清晰,应将蜡烛向 (填“靠近”或“远离”)透镜方向移动一段距离。
12.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图1,小明利用太阳光测量凸透镜的焦距,下列操作最合理的是
(2)凸透镜的位置固定不动,在图2所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像(图中未画出),此时成像情况与 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的原理相同。以下哪些方法可以恰好再次在光屏上成清晰放大的像
A.交换蜡烛和光屏的位置 B.把凸透镜移到30cm刻度线处
C.把蜡烛和光屏同时向右移动20cm
参考答案
1.(1)10.0(或10)。(2) 。(3)右。
2.(1)便于比较像与物的大小;(2)不会;(3)将白纸沿所画直线对折,若A1与B1、A2与B2、A3与3B重合,则表明像与物关于镜面对称。
3.10 远视 增大
4.(1)缩小;照相机;(2)远离;
5.(1)C。(2)倒立、放大的实像;C。
6.(1)10;(2)右;(3)从光屏一侧向凸透镜里看,调整眼睛位置,直到看到清晰的像
7.(1)凹;靠近
(2)晶状体太厚,对光的折射能力太强(或眼球的前后径太长)
【解析】(1) 向水凸透镜内注入水时,透镜更凸,会聚能力较强,将像成在光屏的前面,为了使像正好呈在光屏上,应使光线推迟会聚,使所成的像相对于光屏后移,所以应在水凸透镜前放置一块凹透镜.或者将光屏前移靠近水凸透镜。
(2)根据上述实验,可知近视眼的形成原因是 晶状体太厚,对光的折射能力太强(或眼球的前后径太长) 。
8.(1)大 (2)缩小 ;照相机 (3)凸透镜
【解析】(1)据表格中的数据特点可知,保持物距不变时,焦距越大则像距越大;
(2)据上面凸透镜的成像规律可知,实验序号1中的物距大于像距,所以此时应该成一个倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的;
(3)据图可知,此时的物距是15cm,而若换一个f=13cm的凸透镜安装在光具座40cm刻度线处,相当于增大了凸透镜的焦距,即相当于减小了物距,故此时的像距应该变大,发现无论怎样移动光屏,像依然模糊的原因,就是此时的像距太大导致的,所以为了使光屏上的像变清晰,即需要让光线提前会聚,所以应该在光具座上的凸透镜前的适当位置再放置一个凸透镜.
9.(1)40°(2)不能,因为反射光线、人射光线、法线在同一平面内,纸板F移动后与纸板E不在同一平面内(3)漫
【解析】(1)根据“反射角等于入射角”可知,反射角为40°。
(2)小科将纸板F绕垂直于镜面ON向后转动,在纸板F上不能看到反射光,原因:因为反射光线、人射光线、法线在同一平面内,纸板F移动后与纸板E不在同一平面内。
(3)实验时,从纸板的不同的方向都能看到光的路径,这是因为光在纸板上发生了漫反射。
10.(1)便于确定像的位置(2)C(3)A
【解析】(1)实验过程中用玻璃板代替平面镜的原因是:便于确定像的位置。
(2)像和物体关于平面镜对称,如下图所示:
平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜。我认为在图1乙所示的三幅图中,C图是产生以上实验现象的原因。
(3)物体和像关于平面镜对称,即像相对物体左右颠倒,因此选择的物体不能左右对称。在字母C、A、T、V四个字母中,只有字母C不是左右对称的,故选A。
11.(1)放大(2)45(3)①③(4)远离
【解析】(1)根据图片可知,此时像距大于物距,则所成的是倒立、放大的实像。
(2)此时的物距u=30cm-15cm=15cm,像距v=60cm-30cm=30cm。将二者交换数值,即u=30cm时,v=15cm时,光屏上再次成像,此时透镜的位置为:15cm+30cm=45cm。
(3)①光屏上移一段距离,相当于像向下移动,故①正确;
②蜡烛下移一段距离,则像向上运动,故②错误;
③透镜下移一段距离,像也向下移动,故③正确。 故选①③。
(4)凸透镜对光线有会聚作用,去掉凸透镜B后,光线肯定比原来发散了,即成像位置比光屏的位置靠后。根据“物远像近小”的规律可知,如果要使像向前移动到光屏上,那么蜡烛就要远离凸透镜。
12.(1)C(2)照相机;ABC
【解析】(1)在测量凸透镜的焦点时,必须使太阳光与凸透镜的主轴平行,且承接焦点的白纸要与凸透镜平行,这时得到的光点才可能最小最亮,故选C。
(2)根据图2可知,此时物距大于像距,根据“物远像近小”可知,此时成倒立、缩小的实像,应用为照相机。
A.交换蜡烛和光屏的位置,此时物距小于像距,根据“光路的可逆性”可知,肯定能够成倒立放大的实像,故A正确; B.把凸透镜移到30cm刻度线处,此时物距等于20cm,像距等于40cm,恰好与原来物距和像距相反,肯定能够成倒立放大的实像,故B正确;
C.把蜡烛和光屏同时向右移动20cm,此时此时物距等于20cm,像距等于40cm,恰好与原来物距和像距相反,肯定能够成倒立放大的实像,故C正确。 故选ABC。
光学实验探究
10
20
30
40
50
60
70
80
90
cm
A B C D
白纸
白纸
白纸
白纸
凸透镜
凸透镜
凸透镜
凸透镜
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 cm