内容正文:
第
二
部
分
专
题
选
讲
专题四 探究凸透镜成像规律
探究凸透镜成像规律实验是光学中最重
要的实验,对于实验必须从实验目的、实验器
材、实验步骤、实验结论及实验注意事项等方
面进行掌握.该实验也是中考必考的热点.
对于本实验,还有许多需要注意的地方,
尤其是对于实验结论,看似比较复杂,其实有
规律可循.为了更透彻地理解掌握和灵活运
用本实验的结论,特将有关内容整理如下:
1.
测透镜焦距:比较常用且非常简单的
方法是:将太阳光看作是平行光,利用凸透镜
的会聚作用,测出光心到最小最亮光斑间的
距离即为透镜焦距.
2.
实验前要调整透镜、光屏和烛焰的高
度,使它们的中心大致在同一高度上.注意是
烛焰的高度而不是蜡烛的高度.
3.
实验时若时间长蜡烛变短,则在光屏
上所成的烛焰的像将上升.
4.
若用不透明的物体遮住透镜的一部
分,所成的像仍然是完整的,但要变暗.
5.
实验过程中若有风吹动烛焰,则像移
动的方向与烛焰移动的方向相反.
6.
若某次在光屏上成清晰的像,则固定
烛焰和光屏,只移动透镜,仍可在光屏上成清
晰的像,这就是所谓的“二次成像”.
7.
一倍焦距内、外分虚、实,二倍焦距
内、外分大、小.意思是:物体在一倍焦距以内
时成的是虚像,在一倍焦距以外成的是实像,
在一倍焦距上时不成像;物体在二倍焦距以
内时成的是放大的实像,在二倍焦距以外时
成的是缩小的实像,在二倍焦距上时成的是
等大的实像.
8.
成实像时,随着物距减小,像距增大,
像也增大.
9.
物距u、像距v和焦距f 满足如下公
式:1
f
=
1
u+
1
v.
10.
凸透镜成像在实际中的三种重要应
用:照相机、投影仪和放大镜,分别对应三种
不同的成像条件.
11.
为了减少蜡烛燃烧和烛泪带来的环
境污染,现在一般用多个发光二极管做成
“F”形作为成像物体.这样既环保,成像又清
晰,而且不用多次调整高度,效果极好.
例 同学们要探究“凸透镜成像规律”.
他们来到实验室,选用的器材如图所示.
(1)请你简要说出实验探究前应怎样合
理摆放和调整器材.
(2)器材调好后,蜡烛从离透镜较远的地
方逐渐向透镜移动,调整光屏位置,在光屏上
测出了不同位置时像的高度.并将数据填在
表格中.凸透镜焦距f=10
cm.
物体到凸透镜距离u/cm 60 30 20 15 12
像的高度h/cm 0.4 1 2 4 10
文莉同学通过实验现象得出的结论是:
凸透镜成的像是倒立的;
林哲同学通过实验数据得出的结论是:
物体到凸透镜距离越近,像就越大.请你对他
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专
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选
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们的实验过程及实验结论作出点评.
解析 本题是课本凸透镜成像特点的变
式,联系日常学习中的探究过程即可解决本
题.在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,器
材的摆放要将透镜放在中间,保持三者的中
心在同一个高度上,这样可以使像成在光屏
的中心位置上,便于观察.
答案 (1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放
在同一直线上;调整烛焰、凸透镜、光屏的中
心大致在同一高度. (2)①两位同学的结论
在收集的证据范围内成立,符合数据和现象
所体现出的规律.②两位同学都没有收集u
≤f 范围内的证据,所以结论不完整.
点评 对于实验数据的分析要结合凸透
镜成像规律的特点进行分析,但是虚像无法
呈现在光屏上,实验时往往会忽略这点.
1.
在探究凸透镜成像的实验中:(1)让一
束平行光射向凸透镜,得到图甲所示的光路,
由图可知,该凸透镜的焦距为 cm.
(2)如图乙所示,把蜡烛、凸透镜和光屏
依次放在光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、凸透
镜、光屏的中心大致在 .
(3)将点燃的蜡烛移至距凸透镜15
cm
处,调节光屏,能观察到光屏上清晰的像如图
丙中的 (选填字母).
2.
小王用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座
等器材探究凸透镜成像的规律.实验桌上现
有A,B 两个凸透镜,其中凸透镜A 的焦距
为50cm,凸透镜B 的焦距为10cm.光具座
上标尺的刻度范围如图所示.
(1)小王想探究凸透镜成像的规律,应选
用 (选填“A”或“B”)凸透镜.
(2)小王在上图的光具座上,不断改变蜡
烛与透镜间的距离,并移动光屏进行实验,所
获得的实验数据如下表所示.
实验
次序
物体到凸透镜
的距离u/cm
光屏上像到凸透镜
的距离v/cm
光屏上像
的大小
1 60 12 缩小
2 30 15 缩小
3 20 20 等大
4 15 30 放大
5 12 60 放大
分析实验数据可知:
①从实验次序2,3,4可以看出,当成实
像时,物体到凸透镜的距离越短,光屏上像的
大小就越 .