重点实验综合全练(四) 探究凸透镜成像的规律课件-2024-2025学年苏科版（2024）物理八年级上册

重点实验综合全练(四)　 探究凸透镜成像的规律 初中物理 1.(新考法·设计实验)(2023江苏泰州中考)小华用如图所示的 器材探究凸透镜成像规律,已知凸透镜的焦距为10.0 cm。 (1)组装并调整器材,使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的 　     上。 主光轴 (2)小华按照实验方案完成各操作步骤,将观测到的现象和数 据记录在表格中,分析表中信息可得: 初中物理 实验序号 物距/cm 像的大小 像的 正倒 光屏到凸透镜 的距离/cm ① 50.0 缩小 倒立 12.5 ② 30.0 缩小 倒立 15.0 ③ 20.0 等大 倒立 20.0 ④ 15.0 放大 倒立 30.0 ⑤ 12.5 放大 倒立 50.0 初中物理 ⑥ 9.0 光屏上没有像 ⑦ 7.0 光屏上没有像 ①当物距　　　    焦距时,成倒立、缩小的实像; ②成实像时,随着物距的减小,像的大小逐渐　　　    。 大于2倍 变大 初中物理 (3)在第⑥、⑦两次实验中小华无论怎样移动蜡烛、凸透镜 和光屏,都不能在光屏上观察到烛焰的像,于是她认为:“物 距小于一倍焦距时,物体通过凸透镜不能成像”这个结论并 不严谨,为得出正确的结论,她应该增加的一步操作是:取下 光屏,　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    在凸透镜右侧透过凸透镜观察烛焰是否成像 。 (4)将一个镜片放在烛焰和凸透镜之间后,光屏上的像变模糊 了,向右移动光屏,光屏上再次出现清晰的像,则所加的镜片 属于　　　    透镜,用来矫正　　　    的视力缺陷。 凹 近视 初中物理 解析　(1)组装器材时,使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的主 光轴上,目的是使像落在光屏的中央。(2)①物距大于2倍焦 距时,成倒立、缩小的实像。②成实像时,物距减小,像距变 大,像变大。(3)光屏上不成像时,取下光屏,在凸透镜右侧透 过凸透镜观察烛焰是否成像,从而确定物距小于焦距时凸透 镜是否成像。(4)放上镜片后,光屏向右移动再次承接到清晰 的像,像距变大,说明镜片对光有发散作用,属于凹透镜,可以 矫正近视眼。 初中物理 2.(新考法·分析论证)(2023辽宁抚顺、铁岭中考改编)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”。   初中物理 (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。 很小、很亮的光斑 光屏 初中物理 (3)将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动,在　　　　　     (选填“50.0 cm~60.0 cm”“60.0 cm~70.0 cm”或“70.0 cm~ 80.0 cm”)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　　　　　　    (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。 (4)在(3)的基础上,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　　　    (选填“远离”或“靠 近”)凸透镜,可使光屏上再次出现烛焰清晰的像。 60.0 cm~70.0 cm 照相机 远离 初中物理 解析　(1)调节光屏使平等于主光轴的光经凸透镜折射后能 在光屏现出很小、很亮的光斑,此时凸透镜和光屏间的距离 即焦距。(2)实验前,为了使像成在光屏中央,要调节烛焰、 凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,应将光屏适当向下调 节。(3)由图乙知,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,像 距在1倍焦距和2倍焦距之间,即在60.0 cm~70.0 cm刻度之间 移动光屏,直至光屏上出现烛焰清晰的像,生活中的照相机就 是利用这一成像原理工作的。(4)在(3)的基础上,将近视眼镜 的镜片放在凸透镜与蜡烛之间合适的位置,因近视眼镜(凹透 镜)对光有发散作用,使像推迟会聚,像距变大,应将光屏远离 凸透镜,可使光屏上再次出现烛焰清晰的像。 初中物理 3.(新考向·创新实验)(2023广东中考)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 初中物理 (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。 实像 上 10 初中物理 (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,如图丙所示,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。 D ①② 初中物理 解析　(1)实像可以用光屏承接,故光屏上的像是实像。(2)烛 焰的像如图乙所示,此时烛焰的像成在光屏的上方,根据过光 心的光传播方向不变可知,此时应将蜡烛向上调节可以使烛 焰的像移到光屏中央。(3)由图甲可知,u<v,且成实像,说明 2f>u=15.0 cm>f,v=30.0 cm>2f,解得15.0 cm>f>7.5 cm,由表中 数据可知,小明选的凸透镜焦距为10 cm。(4)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,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,故看到的像应 是D。(5)探究凸透镜成像的规律与凸透镜的直径之间的关 初中物理 系,选取的凸透镜焦距应相同,凸透镜的直径不同,由表中数 据可知,若要验证其猜想,可在表中选取编号为①②两个凸透 镜进行实验验证。 初中物理 4.(新考法·设计实验)(2022辽宁本溪、铁岭等中考)大威利用 光具座、蜡烛、光屏和直径相同、焦距不同的两个同种材 料制成的凸透镜A(焦距未知)、B(焦距为20 cm)等器材探究 凸透镜成像规律。   初中物理 (1)将蜡烛、凸透镜A、光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛 后发现烛焰的像成在光屏上方。此时应向　　　    调节蜡 烛,使烛焰的像成在光屏中央。 (2)正确调节后,蜡烛、凸透镜A、光屏的位置如图所示。此 时光屏上成倒立、等大的像(像未画出),凸透镜A的焦距为     　　    cm。 (3)凸透镜A固定不动,将蜡烛移动到　　    (选填“35.0” “25.0”或“15.0”) cm刻度线处,移动光屏, 上 10.0 15.0 初中物理 直到光屏上出现清晰的倒立、缩小的像。生活中的　　     (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这 个原理制成的。 (4)在(3)的基础上,保持凸透镜A位置不动,将蜡烛和光屏的位 置对调,发现光屏上成倒立、　　　    的实像。 (5)为了模拟眼睛看清远近不同的物体时,晶状体形状的变化 情况,他应选用凸透镜　　　    (选填“A”或“B”)来模拟 眼睛看远处时的晶状体。 放大 B 照相机 初中物理 解析　(1)为了使像能成在光屏中央,根据过光心的光传播方 向不变可知,可以将蜡烛向上移动。 (2)光屏上成倒立、等大的像,此时物距等于像距且等于二倍 焦距,物距为20.0 cm,故凸透镜的焦距为10.0 cm。 (3)凸透镜成倒立、缩小的像,说明物距大于二倍焦距,则应 将蜡烛移动到15.0 cm刻度线处,生活中的照相机是根据这个 原理制成的。 初中物理 (4)在(3)的基础上,凸透镜A位置不变,对调蜡烛和光屏,由于 光路是可逆的,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、放 大的实像。 (5)眼睛看远处时,晶状体变薄,对光的偏折能力变弱,焦距变 大,使远处物体反射的光会聚在视网膜上,人就能看清远处的 物体。所以选择焦距大的凸透镜B来模拟眼睛看远处时的晶 状体。 初中物理 5.(新考向·创新实验)(2021江苏南京中考)小明用如图所示的 装置做“探究凸透镜成像规律”实验。   (1)图中光屏上恰好成一清晰的像(像未画出),该像的性质是 倒立、　　　　    的实像。 等大 初中物理 (2)图中只移动蜡烛和光屏,可以模拟照相机成像原理的操作 是　　　    (填字母)。 A.都左移 B.都右移 C.蜡烛左移,光屏右移 D.蜡烛右移,光屏左移 (3)完成实验后,他将另一透镜放在图中45 cm刻度线位置,发 现光屏上的像由清晰变模糊,向左移动光屏又发现清晰的像, A 说明该透镜对光有　　　    作用,可以矫正的视力问题是     　　    。 会聚 远视眼 初中物理 解析　(1)图中物距等于像距,说明物距等于二倍焦距,成倒立、等大的实像。(2)照相机是利用凸透镜物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像的原理工作的,所以将蜡烛向左移动可以模拟照相机的成像原理;物距增大,像距减小,应将光屏向左移动才能承接到清晰的像。(3)在凸透镜前放置另一个透镜,向左移动光屏才能承接到清晰的像,说明这个透镜对光有会聚作用,为凸透镜,可以矫正远视眼。 初中物理 6.(新考向·开放性设问)(2024江苏无锡锡山月考)在探究“凸 透镜成像规律”的实验中:        (1)如图甲,平行光正对透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则此凸透镜的焦距是　    cm,如图乙光屏上呈现清晰的像,此像的性质是　　　    的实像(选填“放大”或“缩小”),若保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜至　      cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像。 10.0 放大 40.0 初中物理 (2)在图乙所示情况下,将远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,让光通过远视眼镜后再通过凸透镜,光屏上的像变模糊了,在不移动远视眼镜和凸透镜的条件下,为了在光屏上再次得到清晰的像,你可以将蜡烛适当　　    (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。 靠近 初中物理 (3)课后,小丽和小明又进行实验,当他们相距2 m,用图甲中的 凸透镜观看对方,小明刚好通过透镜能看到小丽面孔正立的 像,如图丙,则下列说法中不正确的是　　　    。 A.此时小丽的面孔在凸透镜的一倍焦距以内 B.图片中小丽将凸透镜水平向右移动一定距离,小明看到正 立的像可能变大 C.小丽从凸透镜中看不到小明的像 D.小丽从凸透镜中看到小明倒立、缩小的像 D 初中物理 解析　(1)凸透镜的焦距f=60.0 cm-50.0 cm=10.0 cm;当蜡烛在 刻度尺的10.0 cm处时,u=15.0 cm,2f>u>f,凸透镜成倒立、放 大的实像;由于光路是可逆的,若保持蜡烛和光屏位置不变, 使物距变为原来的像距,即把凸透镜移至40.0 cm刻度线处,此 时物距变为 30.0 cm,成倒立、缩小的实像。(2)若将远视眼 镜放在蜡烛与凸透镜之间,远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光有 会聚作用,使像提前会聚,像会成在光屏的前方,为能在光屏 上看到清晰的像,可以将蜡烛适当靠近凸透镜,物距减小,根 初中物理 据“物近像远像变大”可知,像距变大,使像仍落在光屏上。 (3)凸透镜成像时,u<f,成正立、放大的虚像,而小明刚好通过 透镜能看到小丽面孔正立的像,则此时小丽的面孔在凸透镜 的一倍焦距以内,则小明到凸透镜的距离u>2f,成倒立、缩小 的实像,此时像距2f>v>f,眼睛中的视网膜相当于光屏,而此时 小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内,所以小丽从透镜中看 不到小明的像,A、C正确,D错误;凸透镜成虚像时,物像同侧, 物距越大,像距越大,像越大,因此若小丽将透镜水平向右移 动一定距离,小明看到正立的像有可能变大,B正确。 初中物理 7.(新考向·项目式学习)(2024江苏泗阳月考)物理兴趣小组学 完“凸透镜成像规律”的知识后,选择如图甲所示的四个透 镜进行探究实验(A和B形状相同,C和D形状相同,制成材料见 图上方文字)。        初中物理   (1)若要探究焦距与透镜材料的关系,则应选择　 　　    。 (2)如果选择A和C两个透镜,那么可以探究凸透镜的焦距与 　　　　　　     的关系。 A、B(或C、D) 凸透镜表面弯曲程度  初中物理 (3)小组利用塑料薄膜制成了一个水透镜,如图乙所示,利用 注射器向水透镜内注水或往外抽水,可以改变水透镜的焦 距。把蜡烛、水透镜和光屏依次放置在光具座上,此时在光 屏上成清晰的像如图丙所示,要想模拟正常人眼睛的成像,小 组同学需要把蜡烛向左移动,并向　　　    (选填“左”或 “右”)移动光屏得到清晰的倒立的实像。 左 初中物理 (4)接着小组要想研究远视眼的成因,保持蜡烛和水透镜的位 置不动,他要用注射器　　　　　　　　    (选填“向水透镜 中注水”或“从水透镜里向外抽水”),并向　    (选填 “左”或“右”)移动光屏,才能在光屏上再次得到清晰的实 像。若此时恰好有一小飞虫飞到透镜上,则光屏上　　　     (选填“有”或“没有”)小飞虫的像。 从水透镜里向外抽水 右 没有 初中物理 解析　(1)要探究凸透镜的焦距和材料的关系,应控制凸透镜 的形状相同,改变透镜的材料,所以应选择A、B(或C、D)透 镜进行探究。(2)A、C两个透镜,材料相同,表面弯曲程度不 同,可以探究凸透镜的焦距与凸透镜表面弯曲程度之间的关 系。(3)外界物体通过人眼成倒立、缩小的实像,要模拟人眼 的成像,需要将物体移到二倍焦距之外,则应将蜡烛向左移 动,物距增大,像距变小,光屏应向左移动。(4)远视眼的晶状 体比正常人眼的晶状体薄一些,折光能力弱,近处物体的像落 初中物理 在视网膜的后方,所以要模拟远视眼的成因,需要从水透镜里向外抽水,水透镜变薄,折光能力变弱,焦距变大,使像推迟会聚,像距变大,应向右移动光屏,才能在光屏上再次得到清晰 的像。小飞虫落在透镜上,在焦点以内不成实像,光屏上没有 小飞虫的像。 初中物理 8.(新考向·项目式学习)(2022陕西中考节选)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 初中物理     甲 乙 初中物理 (2)实验前,调节“F”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　　 　    。 (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“F”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。 光屏中央 “F”光源 初中物理 (4)实验数据如表所示:(物体的高度H=5.0 cm) 实验序号 物距u/cm 像距v/cm 焦距f/cm 像的高度h/cm 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 初中物理 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4、5、6三组数据可知:当物距不变时,凸透镜焦距越 　　　    ,像距越大,像也越大。 根据以上探究可知:人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近 不同物体的;用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时,是通 过同时调节焦距和像距,使物体成大小不同的清晰的像。     1、2、3 大 初中物理 解析　(1)人眼结构中,晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于 光屏,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,光屏到凸透镜的距离不变。 (2)实验前,调节“F”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。 (3)②为了探究使用变焦照相机如何拍得清晰的像,应保持物 距不变,即保持“F”光源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 初中物理 像,分别记录焦距、像距和像的高度。 (4)①像距相同的三组实验分别是1、2、3。②分析4、5、6 三组数据可知,当物距不变时,焦距逐渐变大,像距也逐渐变 大,像的高度也逐渐变高,说明像也逐渐变大,由此得出结论。 初中物理 谢谢观看 初中物理 $$