考点十五 凸透镜成像的规律—2026年中考物理二轮复习高频考点专项训练
一、实验探究题
1.某同学用焦距的凸透镜做探究凸透镜成像规律的实验。如图所示,调整好蜡烛、凸透镜和光屏的位置后,光屏上刚好得到了烛焰清晰的像。
(1)如图所示的成像特点与 填“照相机”“投影仪”“放大镜”或“显微镜”成像特点相同。
(2)不改变图中蜡烛和光屏的位置,将凸透镜移至光具座 刻度处,光屏上可以再次得到清晰的像。
(3)该同学改用焦距为的凸透镜再次进行实验,他将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在和图中相同的位置,为了使光屏上也能成清晰的像,他可以在烛焰和凸透镜之间放一个合适的 透镜。利用这个实验原理可以矫正 填“近视眼”或“远视眼”。
2.以下是某实验小组进行的两组光学实验:
(1)图甲是“探究平面镜成像特点”的实验。
① 实验中选取两只完全相同的蜡烛,是为了比较像和物的 关系。
② 移去玻璃板后面的蜡烛,将光屏放在此处,则光屏上 (选填“能”或“不能”)接收到烛焰的像。
③ 将蜡烛远离玻璃板,像的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)图乙、丙、丁是探究“凸透镜成像规律”的实验。
① 让一束平行光射向凸透镜,移动光屏,直到光屏上出现最小最亮的光斑,如图乙所示,则该透镜的焦距为 cm。
② 把蜡烛放在距凸透镜15 cm处,如图丙所示,在凸透镜的另一侧前后移动光屏,光屏上会得到一个倒立、 的实像。
③ 若烛焰在光屏上所成的像如图丁所示,为了使像能清晰地呈在光屏中央,应将凸透镜向 (选填“上”或“下”)移动。
3. 如图所示,小明和同学们在做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)在挑选透镜时,小明把两个透镜甲、乙分别正对太阳光,在光屏上出现了如图1所示的光斑,则应选 (选填“甲”或“乙”)透镜来进行实验。实验前安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置,使烛焰、光屏中心位于凸透镜的 上;
(2)实验操作过程中,小明调节蜡烛、光屏至图2位置时,光屏上刚好成清晰的像,则此时光屏上的像应该是倒立、 、实像,利用这个成像原理人们制成了 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);
(3)同组的小华只将蜡烛移至0刻度线位置时,发现光屏上像消失了,在不改变蜡烛位置的情况下,为了在光屏上重新看到清晰的像,下列方法不可行的是( )
A.将光屏向左移
B.将凸透镜向右移
C.在凸透镜左边戴上合适的远视眼睛
D.换一个焦距更大的凸透镜
4.在探究凸透镜成像规律时,思思小组用了几个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源,实验装置如图所示:
(1)为了确定凸透镜的焦距,小捷将凸透镜正对太阳光,再把光屏放在另一侧,改变凸透屏的距离,直到光屏上出现一个 (填“亮点”或“亮环”)为止透镜中心的距离为10cm,确定出焦距f= cm。
(2)凸透镜固定在光具座的零刻度线上,思思将光源移至光具座30cm处后,再移动光如图所示位置,光屏上会出现清晰 (填“放大”、“缩小”、或“等大”)的实像,如果它将光源远离凸透镜一些,这时光屏应向 (填“左”或“右”)移动,获得清晰的实像。
(3)如果将光源移至7cm处,凸透镜成的是放大的 (填实像或虚像)
5.小周同学用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前,小明找到一个焦距为12cm的凸透镜,然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏,将焰心、透镜中心、光屏中心调节在 。
(2)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16m刻度线处,如图a所示。则人眼在图中的 (选填“A”或“B")处能观察到蜡烛的像,像是图b中的 (选填“1”“2”“3”或“4”)。
(3)光屏上得到发光体清晰的像时,一只小飞虫飞到了凸透镜上,此时光屏上____(选填“A”“B”或“C”)。
A.会有小飞虫的像
B.会出现小飞虫的影子
C.发光体的像完整且暗了一些
(4)实验过程中,如图所示,光屏上刚好成清晰的实像,则此时光屏上所成的是 像(填成像的特点)。如果将F光源向右移动一点,为了再次在光屏上成一个清晰的像,则需要将光屏向 (选填“左”或“右”)移动,与原来的像相比,此时的像会 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
6.小华同学用焦距为15厘米的凸透镜、一个高度为3厘米的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。实验中,所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h分别记录在表中。在验证得到凸透镜成缩小实像、放大实像的初步规律后,又做了进一步研究。
① 分析比较实验序号1-6数据中物距u、像距v的变化情况及成像变化的情况,可得出的初步结论是: 。
② 分析比较实验序号1-6数据中像距v与物距u的比值及像高与物高的比值,可得出的初步结论是:凸透镜成实像时, 。
③ 小华同学在进一步分析比较表中的数据及成像情况后,提出了一个猜想:“当物体处于凸透镜的两倍焦距处,可能会成等大的实像”。
(a)为验证该猜想,小华应在物距为 厘米范围内继续实验;
(b)为了进一步验证该猜想,小华准备再添加些器材继续进行实验。在下列所提供的器材中,你认为最需要添加的实验器材是 。(选填序号)
A.若干个高度不同的发光体 B.若干个焦距不同的凸透镜
C.若干个大小不同的光屏 D.若干个长度不同的光具座
7.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中
(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具坐上,调节凸透镜、光屏的高度,使 ,这样做的目的是 .
(2)某同学的实验数据如表,请分析表格中的各项数据回答下列问题:
次数 物体到凸透镜的距离u/cm 像到凸透镜的距离v/cm 像的大小(放大或缩小) 像的正倒
1 30 15 缩小 倒
2 20 20 等大 倒
3 14 35 放大 倒
4 10 / 不成像 /
5 8 / 放大 正
①由表格中可知,该凸透镜的焦距约为 cm(选填“10”、“20”、“30”).
②分析1、2、3次实验的数据可知:当u f时,这时所成的像是 像,这些像都是 立的(选填“正”、“倒”).
③在第2次实验中,你可以得到的结论是: .
④在第5次实验中,你可以得到的结论是: ,利用凸透镜的这个规律,可应用于 (举一个实例).
(3)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 .
8.小明在家中发现了一副眼镜,于是利用眼镜的镜片进行了如下实验.
(1)如图甲所示,说明该镜片对光有 作用;
(2)按图甲方式将凸透镜正对太阳光,在凸透镜的后面放置一个光屏,调整凸透镜的位置,直到光屏上出现一个最小、最亮的亮点,这个过程的作用是: ;
(3)如图乙所示,光屏上所成的是倒立、 的实像,从图中还能知道烛焰、镜片、光屏的中心在 ;
(4)若用镜片在光屏上成放大的像,在图乙基础上,继续进行怎样的操作才能得到这样的像. .
9.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置同定不动,实验操作规范。在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
(1)实验前,首先调节光源和光屏的高度,使它们的中心位于凸透镜的 上,其目的是使 。
(2)这个像的成像原理与 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)相同。若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比刚才的像要 些。
(3)再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜(图中未画),若只移动光屏,这时需要将光屏向(选填“左”或“右”) 移动才能在光屏上成清晰的像。
(4)随着蜡烛的燃烧,蜡烛越来越短,可以观察到光屏上的像 选填“向上”或“向下”)移动。
(5)为了粗测凸透镜的焦距,小明上午第二课下课后,将凸透镜与地面平行放置,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,小明认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其理由是: 。
10.在用焦距为10cm的凸透镜来探究凸透镜成像规律的实验中,小刚将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图所示.
(1)当把蜡烛放在光具座上如图所示位置,点燃蜡烛,移动光屏,可在光屏上得到烛焰清晰的倒立的 的实像(选填“放大”或“缩小”).
(2)若遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是 (选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”).
(3)若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜,当“眼睛”戴上近视眼镜时,烛焰刚好在“视网膜”上成一清晰的像;若取下近视眼镜,则清晰的像会成在“视网膜”的 (选填“前面”或“后面”).
11.在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)某小组在开始探究中,对器材摆放及调整的操作是:①将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,保证三者处于同一直线上;②调整蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上。你对上面的操作改进是 ;
(2)将点燃的蜡烛放置于焦距为10cm的凸透镜左侧如图位置,在右侧图示位置的光屏上接收到了清晰的像 (填完整的像的性质),读出刻度尺上的像距是 cm;
(3)如图,蜡烛不动,将凸透镜移至刻度尺上40cm位置处,发现光屏 (选填“向左适当移动后”、“向右适当移动后”或“保持不动”),光屏上将重新接收到清晰的像;
(4)如图,凸透镜看作眼睛的晶状体,当给这个“眼睛”戴上一个近视眼镜或老花镜,发现光屏适当向左移动后得到清晰的像,则给“眼睛”佩戴的是 镜。
12.小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验,如图所示,实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、两个焦距不同的凸透镜A和凸透镜B、平行光光源(接通电源后可发出平行光)、光具座等器材。
(1)小华首先测量凸透镜A的焦距:将凸透镜A固定在光具座上50cm刻线处,平行光光源发出平行于透镜主光轴的平行光照射到凸透镜A上,在透镜另一侧移动光屏直到光屏上的光斑最小,如图甲所示,凸透镜A的焦距f1= cm;
(2)如图乙所示,保持凸透镜A位置不变,将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时,移动光屏,在光屏上可以得到烛焰 、 的 像(选填“放大”、“缩小”、“正立”、“倒立”、“虚”、“实”);此成像特点常应用在 (选填“放大镜”、“照相机”或“幻灯机”)上;
(3)保持蜡烛位置不变,小华用焦距为f2的凸透镜B替换凸透镜A,将凸透镜B固定在光具座上50cm刻线处。通过移动光屏,在光屏上得到烛焰倒立、缩小的像。由此现象可以判断:凸透镜A和凸透镜B的焦距大小关系为f1 f2(选填“小于”或“大于”)。
13.在探究凸透镜成像规律的实验中
(1)如图1所示,为了测出凸透镜的焦距,小明把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,由此可以测出凸透镜的焦距是 cm.
(2)小明将蜡烛、凸透镜和光屏安装在光具座上如图2所示,要使烛焰的像能成在光屏的中央,应将蜡烛向 (填“上”或“下”)调整.使它们的中心跟烛焰大致在 。
(3)当移动蜡烛距凸透镜25cm处时,在光屏上呈清晰倒立、 (填“放大”或“缩小”)的 (填“实”或“虚”)像。再将蜡烛向透镜移近一些,要使光屏上重新呈清晰的像,光屏应向 (填“左”或.“右”)调节。
(4)小明将蜡烛移至距透镜8cm处,发现无法在光屏上成像,用眼睛向左观察透镜,却看见烛焰呈 (填“放大”或“缩小”)、正立的虚像。
14.在探究“凸透镜成像规律”的实验中.
(1)如图甲所示,让平行光正对着凸透镜照射,左右移动光屏,直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,测得凸透镜的焦距f = cm。
(2)如图乙所示,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,左右移动光屏,在光屏上不能得到清晰的烛焰像。为什么?答: 。
(3)如图丙所示,烛焰能在光屏上形成清晰的像,此像是倒立、 (填“放大”或“缩小”)的实像,成像特点与 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)成像特点相同。如果此时撤去光屏,人眼在如图丙所示的位置 (填“能”或“不能”)直接看到烛焰的实像。
(4)在图丙中,保持凸透镜的位置不变,如果蜡烛向左移动5cm,为了在光屏上得到一个清晰的像,光屏应该向 (填“左”或“右”)移动。
答案解析部分
1.【答案】(1)照相机
(2)25
(3)凸;远视眼
【解析】【解答】1)物距大于像距,像成倒立缩小的实像,与照相机成像特点相同
综上 第1空为照相机
2)折射中,光路时可逆的,所以凸透镜 移至光具 座25cm处
综上 第1空为25
3)焦距为12cm,成像位置变远,所以需要使得成像距离减小,使用凸透镜汇聚光线,可以用来矫正远视眼
综上第1空为凸;第2空为远视眼
【分析】根据远视眼、近视眼特点、透镜成像规律填空
1、透镜成像规律:物体距透镜小于一倍焦距,呈正立放大的虚像,应用为放大镜;
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,呈倒立立放大的实像,应用为投影仪;
物体大于二倍焦距,呈现倒立缩小实像,应用为照相机,人眼睛。
2、远视眼,光线汇聚作用较弱,需要凸透镜(对光线具有汇聚作用)进行矫正
近视眼对光线汇聚作用较强,需要凹透镜(对光线具有发散作用)进行矫正。
2.【答案】(1)大小;不能;不变
(2)10.0;放大;下
【解析】【解答】(1)①两只蜡烛大小相同,后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以两只蜡烛等长是为了比较像与物大小关系用的。②虚像光屏接收不到,实像光屏能接收到。而平面镜成的是虚像,所以光屏上不能接收到蜡烛A烛焰的像③平面镜成的像与物大小相同,和物到镜的距离无关,人们感觉到的近大远小是一种视觉效果,不影响真实的大小,将蜡烛远离玻璃板,像的大小将不变。(2)①由图中,平行光线经凸透镜后会聚到一点,说明凸透镜对光线具有会聚作用,光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,所以焦距为30.0cm 20.0cm=10.0cm.②把蜡烛放到距凸透镜15cm的位置,即物体恰好处于1倍焦距和2倍焦距之间,所以此时光屏上成一个倒立、放大的实像;③要使烛焰的像清晰地成在光屏的中央,像需要向下移动,因为过光心的光线经凸透镜后方向不变,所以应该将凸透镜向下移动。
故答案为:(1)大小;不能;不变;(2)10.0;放大;下.
【分析】平面镜成像时成的是虚像,像和物体的大小相等,到平面镜的距离相等,凸透镜成像时,当物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像.
3.【答案】(1)乙;主光轴
(2)缩小;照相机
(3)C
【解析】【解答】1)乙光斑明显,所以选择乙透镜进行试验, 实验前安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置,使烛焰、光屏中心位于凸透镜的 主光轴
综上第1空为乙;第2空为主光轴
2)物距大于像距,所以 光屏上的像应该是倒立、 缩小的实像,应用为照相机
综上第1空为缩小;第2空为照相机
3)物像变远,像距变小,所以需要减小物距,AB正确,C凸透镜对光线有汇聚作用,会使得像提前汇聚,减小像距,C错误,D焦距更大的凸透镜使得像距变大,D正确
综上选C
【分析】根据透镜成像规律填空
1、透镜成像规律:物体距透镜小于一倍焦距,呈正立放大的虚像,应用为放大镜;
物距大于一倍焦距小于二倍焦距,呈倒立立放大的实像,应用为投影仪;
物体大于二倍焦距,呈现倒立缩小实像,应用为照相机,人眼睛。
2、测量焦距的方法: 将凸透镜正对太阳光,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个 亮点,此时亮点与凸透镜中心的距离为焦距。
3、透镜成像试验:实验步骤:1)实验前,应调节凸透镜、蜡烛烛焰、光屏的中心大致在同一水平高度,环境越暗,物体反射光越明显,所以实验应在较暗的环境中进行;2) 点燃并蜡烛,在光屏上得到一个等大、清晰的烛焰的像,测量此时物到透镜的距离(焦距);3)移动蜡烛,观察像的变化
4.【答案】(1)亮点;10
(2)缩小;左
(3)虚像
【解析】【解答】(1)为了确定凸透镜的焦距,首先要找到凸透镜的焦距,所以将凸透镜正对太阳光,再把光屏放在另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个最小、最亮的点,便为焦点。由图知道,焦点到凸透镜中心的距离为10cm,所以此凸透镜的焦距为10cm。(2)由(1)知道,f=10cm,由于凸透镜固定在光具座的零刻度线上,小捷将光源移至光具座30cm处,即此时物距u=30cm>2f
由凸透镜成像规律知道,此时成倒立、缩小的实像。若将光源远离凸透镜,则物距增大,根据凸透镜成像的规律知道,像距要减小,所以光屏要靠近凸透镜即向左移动。(3)如果将光源移至7cm处,则u=7cm由凸透镜成像规律知道,此时成倒立、放大的虚像。
【分析】(1)在探究凸透镜成像时,平行光经过透镜后会会聚到一个点上,此点即为焦点,焦点到光心的距离为焦距;
(2)当物距u>2f时,像距f(3)当物uu,成正立、放大的虚像,应用为放大镜。
5.【答案】(1)同一高度
(2)A;4
(3)C
(4)倒立的缩小的实;右;变大
【解析】【解答】(1) 实验前要使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样像才能成在光屏的中央位置。 因此,将焰心、透镜中心、光屏中心调节在同一高度。
(2) 已知凸透镜焦距 f = 12 cm ,蜡烛在 10 cm 刻度线处,透镜移至 16 cm 刻度线处,物距 u = 16 cm 10 cm = 6 cm 。 小于一倍焦距,所以物像同源,在A处观察,像为正立的放大的虚像;
(3) 小飞虫飞到凸透镜上,凸透镜的一部分被遮住,但仍有其他部分的光线通过凸透镜折射成像,所以像依然完整;但由于通过的光线减少,像的亮度会变暗。 故C正确,AB错误;
(4) 由图 c 可知,物距大于像距,根据成像规律,此时成倒立、缩小的实像。当 F 光源向右移动,物距减小,根据“物近像远像变大”的规律,像距会增大,所以光屏要向右移动才能再次成清晰的像。
【分析】 本题考查探究凸透镜成像规律的实验,需掌握实验操作要点、成像规律及应用。
6.【答案】凸透镜成实像时,像和像距随物距的减小而增大;像高与物高的比值等于像距与物距的比值;27.50 - 33.75;B
【解析】【解答】①分析实验1 6的数据,物距不断减小,像距不断增大,像的高度不断增大,由此我们可以得出:凸透镜成实像时,像和像距随物距的减小而增大;②表格中第一组数据,像距v与物距u的比值= ,像高与物高的比值= . ,第二组数据,像距v与物距u的比值= ,像高与物高的比值= ,同理,计算第三、四…组数据可得:凸透镜成实像时,像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值。③(a)凸透镜焦距为15厘米,为了验证实验猜想,小华应在物距为27.50 - 33.75厘米范围内继续实验; (b)为了验证实验猜想,需要若干个焦距不同的凸透镜来进行实验,而高度不同的发光体、大小不同的光屏、长度不同的光具座都不能验证实验结论的有效性。
故答案为:B.
【分析】凸透镜成实像时,物近像远像变大;物远像近像变小;一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。
7.【答案】(1)三者中心在同一高度;使像成在光屏中央
(2)10;>;实;倒;u=2f,成倒立等大的实像;u(3)三者中心不在同一高度;物距小于一倍焦距
【解析】【解答】(1)做凸透镜成像实验应在光具座上依次放置蜡烛,凸透镜,光屏,凸透镜必须位于蜡烛和光屏之间.使它们的中心大致在同一高度上,目的是成像在光屏的中心,便于测出物距和像距;(2)由第二次实验数据u=20cm时,v=20cm,成倒立等大的实像,这时u=2f=20cm,所以f=10cm.分析1、2、3次实验的数据可知:当u>f时,这时所成的像是实像,这些像都是倒立的.在第2次实验中,可以得到的结论是:u=2f成倒立等大的实像.在第5次实验中,可以得到的结论是:uf成实像u=2f倒立等大的实像;u故答案为:(1)三者中心在同一高度;使像成在光屏中央(2)10;>;实;倒;u=2f,成倒立等大的实像;u【分析】本题考查学生对凸透镜成像的规律的实验的掌握和理解,属于记忆内容。两个难点(1)凸透镜,光屏,凸透镜必须位于蜡烛和光屏之间.使它们的中心大致在同一高度上,目的是成像在光屏的中心,(2)u=2f成倒立等大的实像,可以用这个规律来测焦距。
8.【答案】(1)会聚
(2)测量凸透镜的焦距
(3)缩小;同一高度上
(4)向右移动蜡烛至焦距和2倍焦距之间,同时向右移动光屏,直到屏上出现清晰的放大像
【解析】【解答】解:(1)据图可知,在另一侧的纸上会形成小的光斑,说明该透镜对光线有会聚作用,所以是凸透镜;(2)将凸透镜正对太阳光,在凸透镜的下面放置一个光屏,调整凸透镜的位置,直到光屏上出现一个最小、最亮的亮点,即焦点,用刻度尺测出光屏到凸透镜的距离即为焦距;(3)由图可知,物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,光屏上成倒立、缩小的实像;实验过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度,目的是使烛焰的像成在光屏的中央.(4)用镜片在光屏上成放大像,即放大的实像,由凸透镜成像规律可知,其条件是:2f>u>f;
操作:向右移动蜡烛至焦距和2倍焦距之间,同时向右移动光屏,直到屏上出现清晰的放大像.
故答案为:(1)会聚;(2)测量凸透镜的焦距;(3)缩小;同一高度上;(4)向右移动蜡烛至焦距和2倍焦距之间,同时向右移动光屏,直到屏上出现清晰的放大像.
【分析】(1)所谓会聚和发散都是相对于原来的光线而言的,与原来的光线相比,向中间聚集了,就是会聚,反之就是发散;(2)焦点到光心的距离为焦距;(3)要解决此题,需要知道在实验中,为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度.凸透镜成像规律之一:u>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f;(4)2f>u>f,成倒立、放大的实像,v>2f.
9.【答案】(1)主光轴;像成在光屏的中央
(2)照相机;右;大
(3)右
(4)向上
(5)凸透镜没有正对太阳光
【解析】【解答】(1)要使像成在光屏的中心,就要使发光体、凸透镜和光屏的中心在同一高度上,故实验前,可以首先调节光源和光屏的高度,使它们的中心位于凸透镜的主光轴上;(2)如图,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用此原理制成的;将蜡烛向右移动少许,物距变小,像距变大,像变大,要使光屏上的像清晰,光屏应远离凸透镜,即向右移动;(3)凹透镜对光线有发散作用,在凸透镜左侧附近放置一凹透镜时,使光线发散,像会聚在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜即向右移动;(4)随着蜡烛的燃烧,蜡烛越来越短,可以观察到光屏上的像向上移动了;(5)太阳光可以近似看为平行光源,将凸透镜正对着太阳光,太阳光经凸透镜后将会聚在焦点,所以把光屏置于另一侧,改变光屏与凸透镜间的距离,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,这个光斑便为焦点。测出光斑到凸透镜的距离,便是焦距。而旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其原因是:凸透镜不一定正对太阳光(太阳光不一定垂直凸透镜).
故答案为:(1). 主光轴;(2). 像成在光屏的中央;(3). 照相机;(4). 右;(5). 大;(6). 右;(7). 向上;(8). 凸透镜没有正对太阳光。
【分析】(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心.
(2)当物距大于像距时成倒立缩小的实像;物近像远像变大,物远像近像变小;
(3)近视眼镜是凹适镜,当近视眼镜靠近凸透镜时,会聚能力减弱,使像呈在光屏的后方;
(4)蜡烛燃烧,烛焰向下移动,光屏位置不变,要使像成在光屏中央位置,根据光线过光心不改变方向,凸适镜中心在烛焰中心和光屏中心连接上,可以判断光屏的移动方向;
(5)平行于主光轴的光线会聚于一点,此点为凸透镜的焦点;由焦点到凸运镜光心的距离叫做焦距,粗略测量薄透镜的焦距时,可以测出从焦点到凸透镜的距禽即可.
10.【答案】(1)缩小
(2)完整的像
(3)前面
【解析】【解答】解:(1)如图,已知f=10cm,u=30cm,则u>2f,凸透镜成倒立、缩小的实像.(2)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,还是完整的像;只是由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,亮度会减弱.(3)近视眼不戴近视眼镜,由于晶状体变厚,像呈在视网膜的前方,给“眼睛”戴上近视眼镜,使光线发散一些,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像,若取下近视眼镜,又恢复到原来状态.
故答案为:(1)缩小;(2)完整的像;(3)前面.
【分析】(1)光屏上能承接到的像是实像,凸透镜成实像时,当u>2f,成倒立缩小的实像.(2)要解决此题需要掌握凸透镜成像的成因.凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;如果不遮住凸透镜的下半部分,透过的光多,像就亮;遮住凸透镜的下半部分,透过的光少,像就暗.(3)近视眼是晶状体变厚,晶状体对光线的会聚能力增强,使像成在视网膜的前方,戴凹透镜使光线发散一些,使像呈在视网膜上.
11.【答案】(1)点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上
(2)倒立放大实;30.0
(3)保持不动
(4)老花(远视、凸透)
【解析】【解答】(1)应该改正②,改为:点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,目的是使像呈现在光屏的中心,便于测出物距和像距。
(2)已知凸透镜的焦距为10cm,蜡烛到凸透镜的距离为15.0cm,大于1倍焦距小于2倍焦距,根据凸透镜成像的规律,在右侧图示位置的光屏上接收到了清晰的倒立、放大的实像。读出刻度尺上的像距是55.0cm-25.0cm=30.0cm
(3)保持蜡烛位置不动,将凸透镜移至刻度尺上40cm位置处,根据光路是可逆的,物距变大,像距变小,像会变小,光屏保持不动,光屏上将重新接收到清晰的像。
(4)近视镜是凹透镜,对光线具有发散作用,推迟了光线的会聚,因此光屏必须远离透镜,才能使光屏上得到清晰的像;远视镜是凸透镜,对光线具有会聚作用,提前了光线的会聚,因此光屏必须靠近透镜,才能使光屏上得到清晰的像,则给“眼睛”佩戴的是凸透镜的老花镜。
【分析】(1)实验前,调节、烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度上,使得像呈现在光屏的中央;
(2)当物距f2f,成倒立、放大的实像,应用为幻灯机、电影放映机、投影仪;
(3)当物距u=2f时,像距v=2f,成倒立、等大的实像,应用为测焦距;
(4)物距不变像距减小,故透镜为凸透镜。
12.【答案】(1)10.0
(2)倒立;放大;实;幻灯机
(3)大于
【解析】【解答】(1)由图甲可知,平行光光源发出平行于透镜主光轴的平行光照射到凸透镜A上,在透镜另一侧移动光屏直到光屏上的光斑最小,则最小的光斑即为焦点,焦点到凸透镜光心的距离为10.0cm,所以凸透镜的焦距f1=10.0cm.
(2)如图乙所示,保持凸透镜A位置不变,将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时,此时物距u=50.0cm 35.0cm=15.0cm,f1(3)蜡烛和凸透镜的位置不变,凸透镜A成倒立、放大的实像,说明此时物距处于1倍和2倍焦距之间;凸透镜B成倒立、缩小的实像,说明物距大于2倍焦距,即u=15.0cm>2f2,所以f2<7.5cm,故凸透镜A和凸透镜B的焦距大小关系为f1大于f2.
故答案为:(1)10.0;(2)倒立、放大;实;幻灯机;(3)大于.
【分析】凸透镜成像的规律及应用:
物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例
u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机
u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距
f2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机
投影仪
13.【答案】(1)10.0
(2)下;同一高度
(3)缩小;实;右
(4)放大
【解析】【解答】(1)利用聚焦太阳光的方法测量焦距,如图1所示,为了测出凸透镜的焦距,小明把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,由此可以测出凸透镜的焦距是10.0cm.
(2)要使像成在光屏的中心,应将蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心安装在光具座上同一高度,所以如图要使烛焰的像能成在光屏的中央,应将蜡烛向下调整.使它们的中心跟烛焰大致在同一高度。
(3)当移动蜡烛距凸透镜25cm处时,物距大于二倍焦距,在光屏上呈清晰倒立、缩小的实像。再将蜡烛向透镜移近一些,即物距减小,像距应增大,所以要使光屏上重新呈清晰的像,光屏应向右调节。
(4)小明将蜡烛移至距透镜8cm处,物距小于焦距不能成实像,但在同侧成正立放大的虚像,所以用眼睛向左观察透镜,却看见烛焰呈放大、正立的虚像。
【分析】(1)刻度尺读数要有准确值、估读值加单位,图中刻度尺的分度值是1cm,读数时应估读到cm的下一位,即10.0cm;
(3)凸透镜成实像时,物远像近像变小,物近像远像变大。
14.【答案】(1)15.0
(2)蜡放在一倍焦距以内(其它答案合理均给分)
(3)放大;投影仪;能
(4)左
【解析】【解答】(1)这个最小最亮的光斑就是凸透镜的焦点,则焦距f=35cm-20cm=15cm;
(2)如图乙所示,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,左右移动光屏,在光屏上不能得到清晰的烛焰像。可能为:蜡放在一倍焦距以内;
(3)根据丙图可知,此时像距大于物距,因此成倒立、放大的实像,成像特点与投影仪的特点相同。
如果此时撤去光屏,人眼在如图丙所示的位置能直接看到烛焰的实像。
(4)在图丙中,保持凸透镜的位置不变,如果蜡烛向左移动5cm,此时物距增大,根据“物近像远大”的规律可知,此时像距减小,即为了在光屏上得到一个清晰的像,光屏应该向左移动。
【分析】(1)焦距是从光心到焦点之间的距离;
(2)当物体在焦点或一倍焦距以内时,成正立、放大的虚像,此时不能在光屏上看到这个虚像;
(3)当凸透镜成实像时,如果像距大于物距,那么成倒立、放大的实像;如果像距小于物距,那么成倒立、缩小的实像。光屏上的像都是由光线实际会聚而成,因此成在光屏上的像,肯定能够被我们看到。
(4)根据“物近像远大,物远像近小”的规律解答。
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