内容正文:
命题点7 光学创新拓展实验
陕西物理
物理
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1.学习小组用图甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验,发现像的大小不同,亮度也不一样.
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(1)关于像的亮度与哪些因素有关,他们提出以下猜想:
猜想1:与小孔到光屏的距离有关;
猜想2:与小孔的形状有关;
猜想3:与小孔的大小有关.
①类比利用太阳光测凸透镜焦距时,光屏从焦点处远离透镜过程中,光斑
越大越暗的现象,可判断猜想1是______的.
正确
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②验证猜想2时,固定烛焰、纸筒和光屏的位置,更换使用如图乙所示的三个小
孔进行实验,分别观察比较所成像的亮度.他们实验中存在的问题是
________________________.
没有控制小孔的大小相等
③为验证猜想3,固定烛焰、小孔和光屏位置,只改变圆孔直径,观察到的现象如下表.
圆孔的直径 <m></m> 小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0
像的清晰程度 清晰 清晰 清晰 清晰 较模糊 模糊
像的明亮程度 逐渐变亮→
实验现象表明:在小孔成像清晰时,____________________.
小孔越大,亮度越亮
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(2)同学们实验时发现,小孔的位置和像到小孔的距离固定后,物体越近,像就越大,于是测出了不同距离时像的高度,填在下表中.
物体到小孔的距离 <m></m> 50 40 30 20 10
像的高度 <m></m> 1 1.25 1.67 2.5 5
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请根据表格中的数据,在图中作出像的高度 <m></m> 随物体到小孔的距离 <m></m> 变化
的平滑图线.由此可得出的结论是:
_____________________________________________.若蜡烛和小孔的位置
固定,只将屏靠近小孔,可观察到屏上蜡烛的像______(选填“变大”
“变小”或“不变”).
像到小孔的距离一定时,像的高度与距离成反比
变小
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(3)学习小组对像的清晰度与亮度问题做进一步探究,如图丙所示:
图-3
①在纸筒底部中心开一小孔 <m></m> ,又在 <m></m> 上下等距的位置再开两个小孔 <m></m> 、
<m></m> ,光屏上观察到三个像.在 <m></m> 、 <m></m> 两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏
到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则 <m></m> 、 <m></m> 两小孔处三棱
镜放置的方式可能是___.
C
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②他们设想在 <m></m> 、 <m></m> 两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,所
成的像都与 <m></m> 、 <m></m> 两孔处三棱镜所成的像重合,则光线通过这些棱镜的偏
折程度比通过 <m></m> 、 <m></m> 两孔处三棱镜的要____(选填“大”或“小”).
小
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2.(2022陕西21题7分)如图甲所示,人眼的功能类似于照相机.学习了凸透镜成像规律后,小明对人眼和照相机如何成清晰的像,进行了进一步研究.
(1)人眼结构中,视网膜到晶状体的距离不变,相
当于“探究凸透镜成像规律”实验中,______到凸透
镜的距离不变,能否看清远近不同的物体,可能与晶
状体的焦距有关;使用变焦照相机拍照,能否得到清
晰的像,可能同时与焦距和像距有关.于是他用图乙装
置进行探究.
光屏
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(2)实验前,调节“ <m></m> ”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,是为
了使像呈现在__________.
光屏中央
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(3)实验主要步骤:①保持光屏到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的
凸透镜,调节“ <m></m> ”光源到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别
记录焦距、物距和像的高度;②保持____________到凸透镜的距离不变,
换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的
像,分别记录焦距、像距和像的高度.
“ <m></m> ”光源
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(4)实验数据如下表所示:
物体的高度 <m></m>
实验序号 物距 <m></m> 像距 <m></m> 焦距 <m></m> 像的高度 <m></m>
1 17.1 15.0 8.0 4.4
2 30.0 15.0 10.0 2.5
3 60.0 15.0 12.0 1.3
4 25.0 11.8 8.0 2.4
5 25.0 16.7 10.0 3.3
6 25.0 23.1 12.0 4.6
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①分析__________三组数据可知:当像距不变时,物距变大,要成清晰的
像,凸透镜焦距要变大;②分析 <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> 三组数据可知:当物距不变时