凸透镜成像规律实验专题[含答案解析]

实验专题（二）------探究凸透镜成像特点一、提出问题：凸透镜成像，像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系二、实验器材：带刻度的光具座、蜡烛、光屏、透镜（焦距在10～20cm之间）、刻度尺．三、实验步骤：1、先测出透镜的焦距：让凸透镜在阳光下来回移动，找着最小、最亮的点，用刻度尺量出亮点与凸透镜的距离，这就是这个凸透镜的焦距．2、实验探讨像的大小、正倒、虚实跟物距的关系：[方案]①把透镜放在光具座标尺中央，从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置．②点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度．③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离．把数据记录在表格中．④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出，将数据记录在表格中．⑤当蜡烛到一定位置上时，光屏没有像，用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像，把蜡烛与凸透镜、像与凸透镜的距离，像是放大还是缩小的，像的正倒，填入表格中．物距（u）像距（v）正倒大小虚实应用特点物，像的位置关系u＞2f2f＞v＞f倒立缩小实像照相机、摄像机-物像异侧u=2fv=2f倒立等大实像精确测焦仪成像大小的分界点物像异侧2f＞u＞fv＞2f倒立放大实像幻灯机、电影、投影仪-物像异侧u=f---不成像强光聚焦手电筒成像虚实的分界点-f＞uv＞u正立放大虚像放大镜虚像在物体同侧虚像在物体之后物像同侧1．在“探究凸透镜的成像规律”实验中：（1）如图1所示，可知该凸透镜的焦距为______cm；（2）如图2所示，应将光屏向______（选填“上”或“下”）调整，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，其目的是______；（3）当烛焰距离凸透镜25cm时，移动光屏使光屏上成倒立、______的实像，生活中的______就是利用这个原理制成的；（4）接下来将蜡烛向凸透镜方向移动，若在光屏上还能得到清晰的像，应将光屏______凸透镜（选填“靠近“或“远离”）．2.如图所示，是探究凸透镜成像规律的实验装置，烛焰、透镜和光中心大致在，当凸透镜的焦距f=10cm、物距u=15cm、像距v=30cm时，光屏上得到______、______的实像；若撤去光屏，简要说明观察该像的方法．3．小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，选用了焦距未知的凸透镜：（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图所示，则该凸透镜的焦距为______cm．（2）正确安装调节好实验装置后，小明同学进一步实验，当把烛焰放在凸透镜25cm处时，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立______（选填“放大”或“缩小”）的清晰的实像．（3）应用（2）中描述的凸透镜成像原理，可以制成______（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）．（4）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜下半部分，则光屏上所成的像______（选填“完整”或“不完整”）．4．某同学用一个未知焦距的凸透镜探究凸透镜的成像规律．探究过程中将观察到的现象和测量的数据记录在下表中，请解答下列问题：（1）该凸透镜的焦距是______cm．（2）在表中填出实验序号2、4中像的性质和实验序号4中像距的大小．实验序号物距/cm像距/cm像的性质120倒立缩小的实像21531010倒立等大的实像454/正立放大的虚像5.用焦距10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，如图所示．（凸透镜的位置固定不动）（1）为了便于观察实验现象，实验环境应该______（选填“较亮”或“较暗”）一些，此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短，则光屏上烛焰的像也将逐渐向______移动．（2）记录实验数据如下表，请将所缺的实验数据和像的性质补充完整．实验序号物距u/cm像距v/cm像的性质13015①22020倒立、等大的实像315②倒立、放大的实像46无正立、放大的虚像请根据实验序号4的成像规律，写出在生活中的一个应用③______．（3）若已在光屏上成清晰的像，此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分，则所成的烛焰的像为______（选填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”）．（4）晓红在早上9：00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动，她将凸透镜与水平地面平行放置，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，她认为此点就是凸透镜的焦点．你认为她这种活动过程存在的问题是：______．6．在“探究凸透镜成像规律”的实验中（1）实验装置正确安装并调节后，小芳同学某次实验情景如图所示，此时她在光屏上看到了烛焰清晰的像，生活中的______就是利用这一原理制成的．（2）实验过程中，如果用不透明的硬纸板档住凸透镜的上半部分，则光屏上的像______．A．只出现烛焰像的上半部分B．只出现烛焰像的下半部分C．出现烛焰完整的像，但像更小了D．像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了（3）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移一小段距离后，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个______（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）．（4）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向上移动，为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，请写出一种可行的方法：______．7．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某同学的实验如图甲所示：（1）要使蜡烛的像成在光屏的中央，应将光屏向______（选填“上”或“下”）调整．（2）若此凸透镜的焦距为10cm，蜡烛放在距离凸透镜15cm处，调节另一侧光屏的位置可得到烛焰清晰、倒立、______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的______（选填“实”或“虚”）像；（3）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成LED灯、光屏换成带有方格的光屏，如图乙所示．①蜡烛换成LED灯的优点是______．②光屏换成带有方格光屏的优点是______．8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm．（1）调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，如图所示，这样调整的目的是为了______；（2）把点燃的蜡烛由图示位置移至光具座的14cm刻度处时，需将光屏向______（选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰、倒立、______的实像；______就是利用这一成像规律工作的；（3）完成实验后，继续模拟远视镜的缺陷，给透镜戴上远视眼镜，调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成一个清晰的像；取下远视眼镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏______（选填“远离”或“靠近”）透镜．9.根据人眼视物的原理，某同学想探究“凸透镜的焦距与厚度的关系”，他猜想凸透镜的焦距还与凸透镜的材料和口径有关．他自制了一个口径不变的“水凸透镜”，通过注射器向“水凸透镜”中注水或向外抽水，改变“水凸透镜”的厚度．实验装置如图所示．（1）将平行光源、“水凸透镜”和光屏放在光具座上，调整平行光源、“水凸透镜”、光屏的中心大致在同一______上．（2）实验中，“水凸透镜”的厚度变化不宜过大，且厚度无法测量，可以通过注射器内水的体积间接反映“水凸透镜”的厚度．画出记录实验数据的表格，表格中要有必要的信息．（3）实验中，调整好“水凸透镜”的厚度，使平行光源发出平行光，移动光屏找到焦点，测量出“水凸透镜”的焦距．请具体说明移动光屏找到焦点的实验操作：______．11．某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示．（1）要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向______（填“上”或“下”）调节．（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜20cm时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是______cm．（3）当烛焰距凸透镜35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰、倒立、______的实像，日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是______（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．要使烛焰在光屏上所成的像变大，应保持透镜的位置不动，调节蜡烛的位置，同时将光屏______（填“靠近”或“远离”）透镜，直至得到清晰的像．（4）实验中怎样操作，才能在光屏上得到最清晰的像______．11.如图所示的甲、乙两图分别是“探究平面镜成像特点”和“探究凸透镜成像规律”的实验装置．（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，将点燃的蜡烛A整立在玻璃板前面，再拿一支跟它完全相同的未点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，这样操作的目的是为了______，同时也证明了像与物体的大小相等．（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，调整蜡烛、透镜和光屏到图乙所示位置时，光屏上出现清晰的烛焰的像，此时甲、乙两图中平面镜与凸透镜所成像的不同点是______，此时保持凸透镜位置不动，将蜡烛逐渐向凸透镜的焦点靠近，要想在光屏上观察到清晰的烛焰的像，则光屏应从图乙的位置向______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，所成像的大小将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．答案：1.（1）10（2）下，使像成在光屏的中央（3）缩小，照相机（4）远离2.（1）同一高度上（2）倒立，放大（3）眼睛在光屏原来位置右侧某一区域向左看．3.(1)10(2)缩小（3）照相机（4）完整4.（1）5cm(2)倒立缩小的实像，15cm,倒立放大的实像5.（1）较暗，向上（2）倒立缩小实像30放大镜（3）亮度稍暗的完整像（4）凸透镜没有正对着太阳光6.（1）照相机（2）D（3）近视眼镜（4）将蜡烛向上调节（或将凸透镜向下调节或将光屏向上调节））7.（1）下（2）放大，实（3）实验现象更明显，便于比较像的大小8.(1)像成在光屏中央（2）左，缩小，照相机（3）远离9.(1)高度（2）（3）将光屏从离凸透镜较近的地方，沿着光具座，向远离凸透镜的方向移动，观察光屏上的光斑，直到这个光斑最小最亮，然后停止移动。10.（1）上（2）10（3）缩小，照相机，远离（4）调节光屏到某一位置，将光屏靠近或远离凸透镜时，像都会变模糊，此时光屏上的像最清晰。11.（1）确定像的位置（2）平面镜成正立、等大的虚像，凸透镜成倒立、缩小的实像；远离；变大。