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小专题(三) 探究凸透镜成像特点实验
探究凸透镜成像的规律是学生实验中的一个重点实验.考查的内容往往是实验器材的调整、像的特点的归纳、成像规律的应用等.这一实验可延伸拓宽为探究凸透镜焦距与材料、凸凹程度的关系、近视眼或远视眼形成原因的探究.
1.探究凸透镜焦距与材料、凸凹程度的关系时注意控制变量法的应用.
2.探究凸透镜成像规律时把握好以下几个方面:
实验探究过程[来源:Zxxk.Com][来源:Zxxk.Com]
放[来源:学&科&网][来源:学科网ZXXK]
在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏[来源:学。科。网]
调
调节蜡烛的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度
探究
调节蜡烛距离凸透镜的位置,然后再适当地移动光屏,直到在光屏上得到最清晰的像.
温馨
提示
光屏上得不到像的原因:(1)蜡烛、凸透镜、光屏没有调节到同一高度;(2)蜡烛处于一倍焦距上或一倍焦距之内;(3)蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座上的光屏无法移动到该位置.
如果在探究的过程中,若凸透镜上半部分用白纸遮住(或凸透镜落上了一只苍蝇、或凸透镜不完整)时,在光屏都能够得到物体完整的像,只不过是比原来暗一些.
凸透镜成像规律的两个关键点
“1倍焦距分虚实,2倍焦距分大小”.以焦点为界,物体在焦点以外成实像,在焦点以内成虚像,在焦点处不成像;以2倍焦距为界,物体在2倍焦距以外成缩小的像,在2倍焦距以内成放大的像,在2倍焦距处成等大的像.
“物近像远像大,焦距以内反变化”,前半句是说在凸透镜成实像时,随着物距的减小,所成的像变大,像距也跟着变大;后半句是说物体在焦点以内时,随着物距的减小,所成的虚像变小,像距也在变小.
类型1 凸透镜焦距大小的实验探究
1.某同学选了如图所示的三个凸透镜来做实验,它们由同种材料组成.提出问题:这三个凸透镜有什么不同?
猜想与假设:三者焦距______.
设计并进行实验:这位同学让一束平行光分别经过凸透镜甲、乙、丙,描绘三束光的光路,得到如图所示的三组光路图,根据这个实验记录,你可以得出什么结论?
实验结论:____________________评估与交流:当凸透镜口径相同时,透镜越______,对光线的折射能力越______,焦距越______.
2.凸透镜的焦距可以在阳光下用刻度尺来测量,小明同学为了探索凸透镜的焦距跟什么因素有关,他做了实验,根据表格中记录的数据,回答下列问题:
实验
次数
1
2
3
4
凸透
镜
厚度
1 cm
0.5 cm
0.5 cm
0.5 cm
直径
4 cm
4 cm
6 cm
4 cm
材料
玻璃
玻璃
玻璃
塑料
焦距
3 cm
5 cm
8 cm
6 cm
(1)此实验运用了____________的科学方法来研究问题的.
(2)比较实验______与______,得出同材料、同直径、凸透镜厚度越厚、凸透镜焦距越小.
(3)比较实验______与______,得出同材料、同厚度、凸透镜直径越大、凸透镜焦距越大.
(4)比较实验2与4,得出___________________________________结论.
类型2 探究凸透镜成像规律
3.(来宾中考)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所选用凸透镜的焦距为10 cm.
(1)点燃蜡烛,调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在 .
(2)当蜡烛与凸透镜的距离如图所示时,烛焰在光屏上成倒立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的实像.照相机、投影仪和放大镜是常用的三种光学仪器,其中遵循此成像规律.
(3)若将蜡烛移到距凸透镜5 cm处时,前后移动光屏,在光屏上 (填“能”或“不能”)得到烛焰的像,此时凸透镜成_________(填“实”或“虚”)像.
4. (徐州中考)用如图所示装置模拟人眼成像情况,此时烛焰在光屏上成清晰的像.
(1)实验时,应使烛焰和______的中心位于凸透镜的主光轴上.
(2)图中物距u应满足( )
A.u>2f
B.u=2f
C.f<u<2f
D.u<f
(3)当蜡烛远离凸透镜时,烛焰的像将落在光屏的______(填“前”或“后”)方.
(4)在第(3)小题的情况下,若用此实验模拟人眼的调节功能,重新在光屏上得到清晰的像,应该进行的操作是( )
A.将光屏靠近凸透镜
B.将光屏远离凸透镜
C.换焦距更大的凸透镜
D.换焦距更小的凸透镜
类型3 探究近视眼、远视眼成因
5.如图所示,在探究“视力的矫正”实验中,用凸透镜模拟人眼的________,用光屏模拟人眼的________,烛焰相当于被观察的物