实验06 探究凸透镜成像的规律
基础考点梳理
1. 凸透镜成像原理: 光的折射
2. 实验装置图(如图所示)
3. 实验器材:光具座(足够长)、凸透镜(焦距已知)、蜡烛、光屏等
(1)光具座(带刻度)的作用: 便于测量物距和像距
(2)光屏的作用: 承接蜡烛的像
4. 实验前器材组装
(1)组装时,凸透镜要位于蜡烛和光屏中间
(2)点燃蜡烛后,调整蜡烛使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 同一高度 的目的: 使烛焰通过凸透镜所成的像呈现在光屏中央,便于观察和比较像与物的关系
5. 实验环境:在 较暗 的环境中进行实验的目的: 使实验现象更明显
6. 确定凸透镜焦距的方法
(1)平行光聚焦法: 用平行于凸透镜主光轴的光(或太阳光)垂直照射凸透镜,当光屏上承接到最小最亮的光斑时,该光斑到凸透镜光心的距离为焦距
(2)2倍焦距法: 当光屏上承接到倒立、等大的实像时,此时物距或像距的1/2为凸透镜的焦距
7. 实验过程
(1)无论怎样移动光屏,在光屏上都找不到烛焰像的原因
a. 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度
b. 烛焰在一倍焦距以内(u<f,成虚像)
c. 烛焰在焦点上(u=f,不成像)
d. 光具座不够长(像距太长,超出了光具座的长度范围,光屏无法承接)
(2)蜡烛燃烧逐渐变短时,像在光屏上的位置变化情况(像向上移动)及调节方法: a.将光屏向上移动;b.将蜡烛向上移动;c.将透镜向下移动
(3)用纸遮住凸透镜的一部分时,光屏上所成像的变化情况: 光屏上成的像仍然完整,但会变暗一些
(4)若凸透镜上有一污点或小虫时,像上 不会出现 污点或小虫
(5)将光屏和蜡烛位置对调,光屏上还能否成清晰的像: 根据光路的可逆性,将光屏和蜡烛位置对调,仍能在光屏上成清晰的像
(6)实像与虚像的观察区域(如图所示)
a. 物距大于一倍焦距时成实像,光屏上能承接到像,应从A处观察
b. 物距小于一倍焦距时成虚像,光屏上不能承接到像,应从B处观察
8. 成像规律的动态分析
(1)保持凸透镜位置不变,根据像的要求调整蜡烛或光屏的位置
①成实像时的操作: a.要使像变大:保持凸透镜位置不变,蜡烛靠近凸透镜,光屏远离凸透镜;b.要使像变小:保持凸透镜位置不变,蜡烛远离凸透镜,光屏靠近凸透镜
②成虚像时的操作: a.要使像变大:保持凸透镜位置不变,蜡烛远离凸透镜;b.要使像变小:保持凸透镜位置不变,蜡烛靠近凸透镜
(2)在凸透镜和物体之间放眼镜(透镜)时像的变化
①放近视眼镜(凹透镜)时,因凹透镜对光有发散作用,使像距变大,若要使光屏上再次出现清晰的像,应将光屏向远离透镜方向移动
②放远视眼镜(凸透镜)时,因凸透镜对光有会聚作用,使像距变小,若要使光屏上再次出现清晰的像,应将光屏向靠近透镜方向移动
9. 实验结论
当u>2f时,成倒立、缩小的实像;当u=2f时,成倒立、等大的实像;当f<u<2f时,成倒立、放大的实像;当u<f时,成正立、放大的虚像
10. 实验改进
(1)用发光二极管代替蜡烛的好处:二极管所成像更稳定并且容易对比像与物的大小
(2)用带方格的光屏代替白色光屏的目的: 便于比较像的大小变化
精选真题汇编
1.(2023•镇江)小华利用“F”光源来研究凸透镜成像。
(1)实验前,小华应调整“F”光源和光屏的中心在凸透镜的 上。
(2)小华将“F”光源、凸透镜和光屏按照图1所示位置放置时,光屏上能成清晰的像,所成的像是 立的。凸透镜的焦距为 cm。
(3)小华继续进行研究,当出现图2所示场景时,光屏上的像是清晰的。
①依此成像原理可制成 (选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”)。
②现保持光源和光屏位置不变,小华将凸透镜移至另一位置,发现光屏上也成清晰的像,此时凸透镜所在位置的刻度是 cm。若要再模拟近视眼成因,小华仅需将光屏向 移动少许。
2.(2023•牡丹江)【善于动手,乐于探究】
小明利用光具座复习光学实验。
(1)在研究凸透镜成像规律的实验中,把蜡烛、凸透镜(f=10cm)和光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛,调整它们的高度和位置,直至光屏上成清晰的像,如图甲所示,光屏上成倒立、 的实像, (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这条规律。
(2)为研究平面镜成像特点,用薄玻璃板替换凸透镜放到光具座上,撤去光屏。
①在玻璃板前观察,可以看到蜡烛清晰的像。拿另一支完全相同但不点燃的蜡烛,放在玻璃板后面,前后移动直到看上去与前面那支蜡烛的像完全重合,如图乙所示。此时,像的大小与物体的大小 ,像与物体到平面镜的距离 。
②用光具座研究平面镜成像特点,只能研究物体和像同时沿光具座移动的情况,这样实验得出的结论缺乏 。
③请在图丙中画出烛焰上的一点A在平面镜中的像A'。
3.(2023•营口)小飞同学“探究凸透镜成像规律”的实验
(1)小飞按图1安装好器材,点燃蜡烛,调整 、凸透镜(f=10cm)、光屏三者的中心在同一高度。
(2)如图1所示,光屏上会出现烛焰清晰缩小 (选填“正立”或“倒立”)的像;透镜位置保持不变,将蜡烛移动到光具座35cm处,光屏向 (选填“左”或“右”)移动到适当位置,光屏上又重新出现烛焰清晰的像;将蜡烛移动到光具座42cm处,小飞在凸透镜的右侧,通过凸透镜观察到烛焰正立的像,蜡烛继续靠近凸透镜,烛焰的像 (选填“变大”或“变小”)。
(3)将一个眼镜片放在上图中蜡烛和凸透镜间的某一位置,光屏上的像变模糊了,凸透镜和光屏的位置保持不变,向左移动蜡烛,又能在光屏上看到烛焰清晰的像,说明该镜片是 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
(4)完成实验后,小飞利用图甲所示装置探究光的反射规律。白色硬纸板ENF垂直于水平放置的平面镜,法线ON垂直镜面,使一束光贴着纸板沿EO射到O点,反射光线沿OF射出,当入射光线远离法线时,反射光线将 (选填“靠近”或“远离”)法线;如图乙所示。把纸板NOF向后折,在纸板上看不到反射光线,由此初步得出:反射光线、入射光线、法线在 平面内。
4.(2023•自贡)小明同学将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放在如图所示的位置时,在光屏上观察到了清晰的像。
(1)由图可以判断出实验所用透镜的焦距为 cm。
(2)小明把蜡烛移到光具座的10cm刻度线处,需要把光屏向 适当移动(选填“左”或“右”),才能在光屏上得到一个清晰的像,此时的像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
5.(2023•朝阳)某实验小组在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)实验前要调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在 ,目的是使像成在光屏的中央。
(2)移动蜡烛和光屏到如图所示位置,光屏上出现了烛焰清晰的像(像未画出),生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是这一成像原理的应用。
(3)实验过程中,小明同学不小心用手指指尖触摸到了凸透镜,这时光屏上 (选填“会”或“不会”)出现指尖的像。
(4)实验一段时间后,蜡烛燃烧变短。要使像仍然成在光屏的中央,应将光屏向 移动。
(5)另外一个实验小组用由几个发光二极管做成的“F”字样的发光体代替蜡烛进行实验,你认为其好处是 (写出一点即可)。
6.(2023•凉山州)小丁在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)当烛焰、焦距为10cm的凸透镜A位于图甲中位置时,光屏上得到一个清晰的像,该像是一个倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;
(2)保持蜡烛位置不变,小丁用焦距为5cm的凸透镜B在原位置替换凸透镜A,要使光屏上仍得到烛焰清晰的像,应该将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜B的方向移动;
(3)如图乙所示,蜡烛和凸透镜之间放上近视眼镜,光屏上能得到清晰的像,若取下眼镜,要在光屏上重新得到清晰的像,应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
7.(2023•通辽)同学们为了探究平面镜成像的特点,准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。
(1)如图所示,将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置,选用 (选填“平面镜”或“玻璃板”)竖直放置在乙位置,未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧,移动蜡烛B到丙位置时,发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。
(2)取下蜡烛B,并在丙位置处放一光屏,光屏上不能承接到蜡烛A的像,说明平面镜成的像是 (选填“实像”或“虚像”)。
(3)接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律,将乙处器材换成一个凸透镜,再将蜡烛A移至35cm刻度线处,丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的。此时,用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜,移动光屏也得到了清晰的像,则此时的像较原来的像 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)在上一步实验的基础上,小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,可将光屏适当向 (选填“左”或“右”)移动。
8.(2023•锦州)小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,这个凸透镜的焦距可能是 (填选项);
A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm
(2)小明把蜡烛向右移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。他可以将光屏向 移动或者不移动光屏,将一个度数合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片放在凸透镜和烛焰之间,都能让光屏上的像重新变清晰;
(3)完成上述探究后,小明把凸透镜换成一块薄玻璃板,透过玻璃板能看到烛焰正立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像,把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,光屏上 (选填“有”或“没有”)烛焰的像。
9.(2023•福建)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲所示,用平行光测出凸透镜的焦距为 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上,调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在 。
(3)调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置,则烛焰在光屏上成倒立、 的像。根据这一成像特点,可制成 。
(4)若要使光屏上的像变小,应使蜡烛与凸透镜的距离变 ,再调节光屏位置。
10.(2023•衡阳)小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律:
(1)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,该凸透镜的焦距为 cm。
(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到 。
(3)小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处,如图乙所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、 的实像。生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的。
(4)接着,小明保持凸透镜在光具座上的位置不动,如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换,发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中,光路是 的。
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
11.(2023•滨州)某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中:
(1)实验前,应先调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。
(2)如图所示,烛焰恰好在光屏上成倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)清晰的实像,这是 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的工作原理。
(3)若凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏的位置, (选填“仍能”或“不能”)在光屏上得到清晰的像,这说明光发生折射时,光路是 的。
(4)若保持图中蜡烛、凸透镜的位置不变,只把光屏向右适当调节,光屏上烛焰的像逐渐变得模糊,这与 (选填“近视眼”或“远视眼”)形成原因相同。
12.(2023•安徽)某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点,将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置,B是AC的中点,如图1所示。在AB之间朝向A观察,看到的光源形状如图2中的甲所示。
(1)在B处竖直放置一块平面镜,镜面朝向光源,小丽在AB之间观察平面镜中的像,小明在BC之间观察光屏。此后,小亮将平面镜更换为一个凸透镜,恰能在光屏上成等大的像,他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中,小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的 (选填“①”“②”“③”或“④”)。
①甲、丙、戊 ②乙、丙、丁 ③乙、乙、丁 ④乙、乙、戊
(2)小亮继续实验,要在光屏上得到一个缩小的像,可保持光源位置不变,将凸透镜向 (选填“A”或“C”)移动,并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。
13.(2023•青岛)在第一次天宫授课中,王亚平制作了一个悬在空中的水球,透过水球看到了她倒立、缩小的像,如图甲所示。老师告诉小海这个水球相当于一个凸透镜,小海利用图乙所示器材进行探究,将焦距为10cm的凸透镜固定在50cm刻度线处。
(1)当小海将蜡烛和光屏移至图乙所示位置时,烛焰恰好在光屏的中心成清晰的倒立、缩小的像,这个像是 (选填“实”或“虚”)像,此时物距u与焦距f的关系是 (选填“u>2f”、“f<u<2f”或“u<f”)。
(2)当小海将蜡烛移至35cm刻度线处时,应向 移动光屏,才能在光屏上成清晰的倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像。
(3)依据上述实验规律,小海判定:透过水球看到王亚平倒立、缩小的像时,她到水球球心的距离u与水球透镜焦距f的关系满足 (选填“u>2f”、“f<u<2f”或“u<f”)。
(4)凸透镜在生活中有许多应用,请列举一例: 。
14.(2023•沈阳)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,选用的凸透镜焦距为10cm,将实验器材调节好,把点燃的蜡烛放在距凸透镜较远的地方,然后逐渐移近,观察烛焰成像情况并记录物距和像距。
(1)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图1所示,此时烛焰的像成在光屏的中央,烛焰的像是倒立、 的实像;若只将凸透镜调高,则光屏上烛焰的像会向 移动;
(2)如图1,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移动到光具座上30cm刻度处,移动光屏直到光屏上再次出现清晰的像,则像移动的距离 (填“大于”、“等于”或“小于”)蜡烛移动的距离;
(3)实验中,小丽观察到图2中的物点S的虚像S',请根据凸透镜成像原理,在图中完成物点S发出的光线a经过凸透镜后的折射光线;
(4)毕业典礼上,小丽想拍摄教学楼的全景,但她所在的位置只能拍摄到教学楼的一部分,由于无法改变拍摄位置,她只能通过改变照相机镜头焦距使像变小,从而拍摄到全景。小丽的照相机镜头相当于一个焦距可变的凸透镜,为了拍摄到全景,她应该调节照相机镜头的焦距,使其适当 (填“变大”或“变小”)。
15.(2023•呼和浩特)在探究“凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示,此时能在光屏上看到烛焰倒立、清晰的像,这个像是 (选填“虚像”或“实像”);若保持透镜位置不变,从图示位置开始,将蜡烛沿光具座向右移动,移动过程中,不断调节光屏位置,在光屏上得到烛焰清晰的像,直到移动光屏不成像时,这个过程像的大小 (选填“逐渐变大”或“逐渐变小”或“先变大后变小”或“先变小后变大”);继续将蜡烛沿光具座向右移动,人在透镜的 (选填“左侧”或“右侧”)可以看到烛焰正立放大的像。
16.(2023•哈尔滨)在观察“凸透镜对光的作用”实验中,小明做了如图所示的实验。
(1)对比两图可以得到结论:光从空气射入凸透镜时, 。
(2)小明利用此凸透镜、蜡烛、光屏等器材继续探究凸透镜成像规律,记录部分数据如表。
实验序号 | 物距u/cm | 像距v/cm | 像的性质 |
1 | 60.0 | 12.0 | 倒立缩小实像 |
2 | 35.0 | 14.0 | 倒立缩小实像 |
3 | 30.0 | 15.0 | 倒立缩小实像 |
4 | 20.0 | 20.0 | 倒立等大实像 |
5 | 12.5 | 50.0 |
小明根据表中数据发现:
①凸透镜成缩小实像时,像距和物距的大小关系是 。
②当像距等于物距时,成像的性质是 。
③小明进一步猜想,当物距为12.5cm时,成像的性质是 。
④观察前三组数据,小明发现同一物体都成缩小的像,那么随着像距的增加,像会变大吗?为了探究这个问题,原表格中还需要增加的项目是 。
17.(2023•宿迁)在实验操作大赛上,小明与小华分别展示了下面两个实验:
(1)图甲是小明展示的“探究平面镜成像特点”的实验,他在透明玻璃板中既能够看到蜡烛A的像,同时又能看见玻璃板后的蜡烛B,这是因为在玻璃与空气分界面处分别发生了 、 (选填“光的直线传播”、“光的反射”或“光的折射”);
(2)图乙是小华展示的“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镜的焦距为10cm,当各元件位于图中的位置时,光屏上承接到清晰的像,这个像是倒立、 的实像。将蜡烛移至5cm刻度线处,其他元件的位置不变,若使清晰的像呈现在光屏上需在蜡烛与透镜间放置一个 眼镜。
18.(2023•辽宁)小宋进入实验室准备探究凸透镜成像规律的实验时,恰好看到窗户通过凸透镜在光屏上所成的清晰的像,如图甲所示,此时凸透镜和光屏分别在光具座的50cm、61cm刻度线处,如图乙所示。
(1)图甲光屏上窗户的像是倒立、 的实像,生活中 就是应用这一成像原理工作。如果实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜,根据他观察到的现象,可知光具座上凸透镜的焦距为 cm;
(2)把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处,凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变,调整烛焰、凸透镜和光屏高度,使三者的中心在 。可以适当的向 (填“左”或“右”)移动光屏,使光屏上得到烛焰清晰的像。
(3)在(2)的基础上,把蜡烛向右移动一段距离,光屏上的像模糊了,可以在凸透镜和蜡烛之间适当位置放一个度数合适的 (填“近视”或“远视”)镜片,使光屏上再次呈现烛焰清晰的像。
19.(2023•鞍山)小明利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。
(1)实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏,使它们的中心在同一水平高度,这样做的目的是 ;
(2)当蜡烛与凸透镜的位置如图所示时,在光屏上可得到烛焰清晰的、 (选填“放大”或“缩小”)的像,生活中利用此成像规律制成的光学仪器是 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);
(3)保持蜡烛与凸透镜位置不变,用另一个凸透镜替换原透镜,发现需将光屏向右移动才能在光屏上重新得到清晰的像,此时像与原来的像相比 (选填“变大”或“变小”),新换用的凸透镜的焦距 (选填“大于”或“小于”)原凸透镜的焦距;
(4)如果小明只将图中的凸透镜换成薄玻璃板,前后移动光屏,他 (选填“能”或“不能”)在光屏上直接观察到烛焰的像。
20.(2023•丹东)小潘同学选用焦距为15cm的凸透镜,做“探究凸透镜的成像规律”的实验。
(1)实验在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境中进行,现象更明显。
(2)小潘将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度,这样做的目的是使像呈现在 。
(3)小潘将蜡烛放在10cm刻度线处,移动光屏到如图所示位置,光屏上恰好呈现一清晰的像,该像的性质是倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
(4)保持凸透镜位置不变,小潘将蜡烛移动到25cm刻度线处,若想在光屏上得到清晰的像,应把光屏向 移动(选填“左”或“右”),像将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)保持凸透镜位置不变,小潘将蜡烛移动到40cm刻度线处,无论怎样移动光屏,在光屏上都找不到清晰的像,当小潘的眼睛在凸透镜的右侧,透过凸透镜观察到烛焰 、放大的像(选填“正立”或“倒立”),生活中的 就是利用这样的成像原理工作的(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
21.(2023•大庆)某实验小组进行探究凸透镜成像的实验,操作如下:
(1)实验前,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度。
(2)正确测出凸透镜的焦距f,当物距u<f时,烛焰成正立放大虚像;当u=f时, (填“能”或“不能”)观察到烛焰的像;当u>f时,烛焰成 (填“正立实像”、“正立虚像”、“倒立实像”或“倒立虚像”)。同学们分析得出:像的虚实由 大小关系决定。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成像的特点与 (填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)原理相同。
(4)若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜,光屏上所成的像与原来相比 (填“变小”、“变暗”或“变不完整”)了。
(5)若仅将图甲中凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,则需将光屏 (填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像。
(6)如图乙所示,凸透镜的焦距为10cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度,同时沿光具座匀速向左运动,经过2.5s,光屏上成清晰 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的像。
22.(2023•辽宁)小毛用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究“凸透镜成像的规律”。
(1)小毛将一束平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,直到光屏上出现 ,此时凸透镜和光屏的位置如图甲所示,从而正确测出凸透镜的焦距。
(2)实验前,为了使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,应将如图乙所示的 适当向下调节。
(3)将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动,在 (填“50cm~60cm”、“60cm~70cm”或“70cm~80cm”)刻度之间移动光屏,直至光屏上出现烛焰清晰的像。生活中的 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理工作的。
(4)在(3)的基础上,保持凸透镜位置不动,对调蜡烛和光屏,则光屏上烛焰的像相对烛焰是 (填“放大”或“缩小”)的。此时小毛将近视眼镜的镜片放在凸透镜与蜡烛之间合适的位置,则应将光屏 (填“远离”或“靠近”)凸透镜,可使光屏上再次出现烛焰清晰的像。
23.(2023•北京)在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时,三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验,部分实验数据如表中所示。
表1(f1=5cm):
物距u/cm | 像高h/cm |
11 | 5 |
17 | 2.5 |
40 | 0.9 |
表2(f2=8cm):
物距u/cm | 像高h/cm |
24 | 3 |
36 | 1.7 |
40 | 1.5 |
表3(f3=10cm):
物距u/cm | 像高h/cm |
25 | 4 |
28 | 3.3 |
40 | 2 |
(1)由表中数据可知:物体高度、凸透镜焦距一定时,物距变大,所成实像高度的变化情况是: ;物体高度、物距一定时,凸透镜焦距变大,所成实像的高度变化情况是: 。
(2)讲台上有一发光体,同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像,小京所用凸透镜离发光体较近,小强所用凸透镜离发光体较远,发现两人光屏上呈现的像的高度相等,则小京所用凸透镜的焦距 小强所用凸透镜的焦距。(选填“大于”“等于”或“小于”)
24.(2023•广东)小明在学习了凸透镜成像的规律后,继续深入探究。选用表中某一规格的凸透镜做实验,调整好器材后如1图甲所示,此时烛焰在光屏上成放大的像。
凸透镜编号 | 焦距/cm | 直径/cm |
① | 5 | 3.5 |
② | 5 | 4.5 |
③ | 10 | 4.5 |
④ | 15 | 4.5 |
(1)光屏上的像是实像还是虚像? 。
(2)一段时间后,小明发现烛焰的像如1图乙所示,此时将蜡烛向 调节可以使烛焰的像移到光屏中央。
(3)小明选的凸透镜焦距为 cm。
(4)小明将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如2图所示,则小明看到的像应是 (选填字母)。
(5)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关。若要验证其猜想,则可在表中选取编号为 两个凸透镜进行实验验证。
25.(2023•河南)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)小强发现用凸透镜看远处物体时,可以看见倒立、缩小的像;用该凸透镜看自己的指纹时,能看见正立、放大的像,由此猜想:凸透镜成像的特点可能与 有关。
(2)在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,调节三者的高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃蜡烛;调节高度的目的是使像能呈现在
(3)实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上承接到蜡烛清晰的像(像未画出),这个实验现象可以说明 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)的成像特点。
26.(2023•随州)在“探究凸透镜成像规律”实验中,当蜡烛、凸透镜和光屏处于如图所示的位置时,在光屏上恰好得到一个清晰的像。
(1)此凸透镜的焦距f= cm。
(2)保持凸透镜位置不变,若将蜡烛放置在42cm刻度线处,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理工作的。
(3)保持凸透镜位置不变,蜡烛从30cm处移动到10cm刻度线处,光屏应向 (选填“左”或“右”)移动才能得到清晰的像。
27.(2023•岳阳)在探究性学习活动中,小聪做了如下两个光学实验。
(1)图甲是探究平面镜成像特点的实验,改变蜡烛A的位置,发现外形相同的蜡烛B总能与蜡烛A的像重合,表明像与物的大小 ;蜡烛A的像不能用光屏承接,说明平面镜所成的像是 像;
(2)图乙是探究凸透镜成像规律的实验,凸透镜的焦距是10cm,图中光屏上恰好成一清晰的像,这个像是 (选填“正立”或“倒立”)缩小的实像。
28.(2023•武汉)用F为焦点,焦距为f的凸透镜探究成像规律,在实验中:
(1)发光物体和凸透镜的位置如图所示,图中光屏未画出,光屏上所成清晰的像在图中 (填数字序号)区域,像的箭头方向是竖直向 的,像的大小比发光物体要 。
(2)将光屏放在凸透镜右侧,发光物体放在A处,发现无论怎样调整光屏的位置,在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏,从凸透镜右侧向凸透镜看去,观察到发光物体的像,此像到凸透镜的距离 (填“大于”、“等于”或“小于”)发光物体到凸透镜的距离。
29.(2023•苏州)在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,并将蜡烛烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上,目的是使像成在 。
(2)按要求进行观察和测量,并将部分观测情况记录在下列表中:
实验序号 | 物距w/cm | 像距v/cm | 像的性质 |
1 | 60 | 20 | 倒立、缩小、实像 |
2 | 30 | 30 | 倒立、等大、实像 |
3 | 20 | ||
4 | 10 |
①凸透镜焦距f= cm。
②当物距u=20cm时,像距v= cm。
③当物距u=10cm时,像的性质是 。
(3)如图乙是航天员王亚平太空授课制作水球时呈现的情景,假设她稍向后远离水球,则她在球中所成的像将 (变大/变小/不变)。
30.(2023•重庆)(1)小帅在探究水沸腾前后温度变化特点的实验中,安装烧杯和温度计时应先确定两者中 的位置;实验过程中,某时刻温度计的示数如图1甲所示为 ℃;图1乙是水的温度随时间变化的关系图象,分析图象可知:水在沸腾过程中温度 。
(2)小刚用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图2所示时,适当调节 的高度后便可开始实验;当蜡烛距凸透镜25cm时,移动光屏,在光屏上承接到一个清晰缩小的像,生活中的 就是根据该成像规律制成的;把蜡烛适当靠近凸透镜,应将光屏 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜,才能再次承接到清晰的像。
31.(2023•重庆)(1)在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中:
①如图甲所示,在组装实验装置的过程中,应先调整 (选填字母)部分;
②从水温达到90℃开始,小波每隔1min记录一次温度,某时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 ℃;
③小波根据实验数据,作出了水沸腾前后水温随时间变化的图象,如图丙。由图象可知:水沸腾时,不断吸热,温度 。
(2)在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
①小宇先将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧,然后点燃蜡烛,并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在 ;
②实验所用凸透镜焦距f=10cm,移动蜡烛、凸透镜及光屏位置到如图丁所示时,恰能在光屏上得到一个清晰、倒立、 的实像,生活中的 是利用该成像规律制成的。
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