内容正文:
2024-2025学年度福建省八年级上学期物理多彩的光章节期中复习光学实验专题练习
考点一 探究光的反射成像规律
考点二 探究平面镜成像规律
考点三 探究光的折射规律
考点四 探究凸透镜成像规律
考点五 探究小孔成像规律
1.(23-24八年级上·安徽合肥·阶段练习)
(1)如图1所示,探究光的反射规律时,在平面镜上方垂直放置一块光屏,在右侧F板上能看到反射光OB,实验时,我们从光屏前不同的方向都可看到光的传播路径是 (选项“镜面”或“漫”)反射的缘故。如果将F板向后折转一定的角度,则在F板上 (选填“能”或“不能”)看到反射光,此时反射光线和入射光线 (选填“一定在”、“不一定在”或“一定不在”)同一平面内;
实验序号
1
2
3
4
物距u/cm
4.2
5.0
6.8
10.0
像距v/cm
3.7
4.5
6.3
9.5
(2)小明同学利用如图2所示的实验器材:两根完全相同的蜡烛、一块较厚的玻璃板M(其中P、Q两个面都可以成像),探究平面镜成像的特点,实验过程如下:
a.证据:如图甲所示,他在桌面上铺一张大白纸,并将玻璃板M竖立在白纸上,点燃蜡烛A,然后将蜡烛B放置在玻璃板后面,多次改变蜡烛A的位置,认真测量并记录了多组实验数据。
b.解释:根据表中的实验数据分析可得出:平面镜成像时,像距小于物距。
c.交流:这个结论与平面镜成像特点明显不相符,观察图2的图乙可知:其主要原因是 ,根据上面表格中的实验数据可推算出实验中所使用的玻璃板M的厚度为 mm。
2.(23-24九年级下·福建厦门·阶段练习)小明利用图甲所示的器材(纸板可绕翻折)探究光的反射定律;
(1)图乙中,用激光笔沿方向入射,当入射光线与平面镜夹角为时,入射角大小为 ;再将纸板绕向后折,纸板上没有反射光线,这一步骤的目的是探究 ;
(2)图乙中,若让另一束光线沿方向射向平面镜,反射光线沿方向射出,这一现象说明 ;
(3)为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律,接下来的操作是 ;
(4)图丙中,保持入射光线不变,将平面镜绕入射点旋转,使入射角增大,则反射光线偏转的角度为 。
3.(23-24八年级上·福建莆田·阶段练习)小明利用如图所示的实验装置,进行“探究光的反射规律”的实验。
(1)使光线以不同角度入射进行实验,测量结果如下表所示。由此得:在反射现象中,反射角 入射角;
试验次数
入射角
反射角
1
30°
30°
2
40°
40°
3
50°
50°
(2)将一束光贴着纸板A沿EO射到O点,若将纸板B向前或向后折,目的是探究反射光线与入射光线是否在 内,此时,在纸板B上 (填“能”或“不能”)看到反射光线;
(3)若将一束光贴着纸板B沿FO射到O点,光将沿图中的 方向射出,根据光路是 。
4.(23-24八年级上·福建莆田·阶段练习)小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平直尺上,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,小心地移动蜡烛B,直到与蜡烛A的像重合,如图所示。在此实验中:
(1)为了便于观察,该实验最好在 (选填“较明亮”或“较黑暗”)环境中进行;此外,采用透明玻璃板代替平面镜,虽然成像不如平面镜清晰,但却能在观察到A蜡烛像的同时,也能观察到 ,巧妙地解决了确定像的位置和大小的问题;
(2)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系;
(3)直尺的作用是便于比较物与像 关系;
(4)移去蜡烛B,并在其位置上放一光屏,则光屏上 (选填“能”或“不能”)接收到蜡烛A烛焰的像,这表明平面镜所成的像是 像(填“虚”或“实”);
(5)若使蜡烛A离玻璃板远些,则它所成像的大小 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(6)如果把平面镜放置向蜡烛A方向倾斜了那实验 成功?(填“能”、“不能”)
(7)实验结论:像与物关于镜面 ,像与物的连线与镜面 。
5.(23-24八年级上·福建三明·期中)如图所示,是沈明同学在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”的实验装置,现请你帮助他完成下列问题:
(1)此实验应在 (选填“较暗”或“较亮”)的环境进行,在实验中应选 (选填“较厚”或“较薄”)的玻璃板,用玻璃板代替平面镜,其目的是 ;
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板 (选填“前”或“后”)观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,由此可以得出像与物体 相同,当蜡烛A向玻璃板靠近时,像的大小 ;
(3)移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上 (选填“能”或“不能”)呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是 像;
(4)实验过程中,若一组同学无论怎样调节后面的蜡烛,都不能与蜡烛的像完全重合,其主要原因可能是 。
6.(23-24九年级下·福建福州·期中)利用如图所示的装置进行探究“平面镜成像特点”的实验。实验步骤如下:
(1)将一块玻璃板竖直立在铺有白纸的水平桌面上;
(2)取两支相同的蜡烛A和蜡烛B,点燃玻璃板前的蜡烛A,并移动玻璃板后的蜡烛B,使它与蜡烛A在玻璃板后所成的像完全重合,并用笔在白纸上标记出蜡烛A和蜡烛B的位置:
(3)多次改变蜡烛A的位置,重复前面的步骤:
(4)用刻度尺分别测量蜡烛A和蜡烛B到玻璃板的距离。在此实验中:
①选用玻璃板代替平面镜的目的是为了便于 ;.
②选取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系;
③实验中多次改变蜡烛A的位置,重复进行实验,目的是为了使结论具有 ;
④移去蜡烛B,并于其所在位置上放一光屏,则光屏 (填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像;
⑤此实验应在 (填“较暗”或“较亮”)环境中进行;
⑥当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
7.(23-24九年级下·福建厦门·期中)小明利用如图装置探究光反射时的规律。
(1)如图所示,实验时,把一个平面镜放在水平桌面上,再把白色纸板ENF(右侧可绕ON翻折)竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON应 于镜面。使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,光在纸板上发生 反射,呈现径迹。光经平面镜反射,沿另一个方向射出;
(2)改变光束入射的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠i和∠r,是为了 ;根据实验结论可知:当入射光EO与平面镜夹角为50°时,反射角为 °;
(3)让光沿图中FO方向照射到镜面,它会沿着OE方向射出。这表明:在光的反射现象中,光路是 的;
(4)为探究反射光、入射光和法线是否在同一平面内,下一步的操作是 。
8.(23-24九年级下·福建厦门·期中)小郝利用如图所示的装置探究“平面镜成像特点”。
(1)用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于 ;
(2)如图甲,在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像 ,说明像与物的大小相等;若用光屏代替蜡烛B,不透过玻璃板直接观察光屏,将 (选填“能”或“不能”)观察到蜡烛A的像,说明所成的是虚像;
(3)如图乙,若将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸进行实验,这种做法的优点是 ;将蜡烛放在A处,小郝从B处观察,可以看到蜡烛的像在 ;
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
(4)为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,小郝只将玻璃板向右平移,则蜡烛像的位置 (选填“向右移动”、“向左运动”或“不变”)。
9.(23-24九年级下·福建福州·期中)小明设计如图所示的装置探究“平面镜成像特点”。
(1)小明在选择器材时,用玻璃板代替平面镜,利用了玻璃透明的特点,便于 (选填“观察”或“确定”)像的位置;选用两个完全相同的棋子是为了便于比较 关系;
(2)在玻璃板前放棋子A,若此时发现棋子A成像不够清晰,可以将手电筒对着 (选填序号)照射;
A.棋子A B.棋子A的像 C.棋子B D.平面镜
(3)为验证“像是实像还是虚像”时,小明将一张白卡片放在棋子B的位置, (选填“直接”或“透过玻璃板”)观察白卡片,没有棋子A的像,说明像是虚像;
(4)当蜡烛A靠近玻璃板时,则它所成像的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)如果将玻璃板竖直向上移动一段距离,会观察到蜡烛A的像 (选填“向上移动”“向下移动”或“不动”)。
10.(23-24八年级上·福建漳州·期中)小桂正在“探索光的折射规律”实验中,如图是一束光从空气射入水中时的光路,实验得到如表数据:
入射角
15°
30°
45°
60°
折射角
11°
22°
33°
44°
(1)分析表格数据可知:光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ;
(2)当光从空气垂直射入水面时,传播方向 ;
(3)小桂让一束光沿着图中BO方向入射向水面时,发现光线沿着OA方向折射进入空气,这表明:光的折射现象中,光路是 ;
(4)小桂接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验,他多次实验的目的是为了 ;
(5)若把如图中A处的激光换成“点光源”S,则眼睛在G处看到S和水中的像S', 更亮(填“S”或“S'”)。
11.(22-23八年级上·福建厦门·期中)小宾利用图甲装置探究“平面镜成像的特点”,实验中用到的器材有:玻璃板、白纸、A、B两支完全相同的蜡烛、刻度尺。
(1)如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板。应选择 mm厚的玻璃板做实验较合适,实验过程中用玻璃板代替平面镜的原因是 ;
(2)选择A、B两支完全相同的蜡烛的目的:为了比较像与物的 关系;
(3)小宾观察发现:玻璃板中蜡烛A的像偏低且倾斜。你认为在图乙的1、2、3三幅图中, 图是产生以上实验现象的原因;生活中小车的挡风玻璃设计成 图所示的形状,从光学角度分析,这样设计的目的是 (写出一条);
(4)调整装置后,小宾第一次将蜡烛A置于玻璃板前5cm处,第二次将蜡烛A向远离玻璃板的方向移动3cm,再次移动蜡烛B直到与蜡烛A的像完全重合,则蜡烛A与蜡烛B的间距为 cm;
(5)如图丙所示,将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛A在玻璃板后的像 运动(填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下”)。
12.(23-24八年级上·福建宁德·阶段练习)小明在做“探究平面镜成像”的实验时,将白纸平铺在桌面上,将玻璃板垂直纸面放置,取两支完全相同的蜡烛 A 和 B,点燃玻璃板前的蜡烛 A,小心地移动蜡烛 B,直到与蜡烛 A 的像重合。
(1)是否要透过玻璃板才能观察到蜡烛A 所成的像?答: ;
(2)实验时应选用 (选填“较薄”或“较厚”)的玻璃板代替平面镜;用玻璃板代替平面镜是为了便于确定像的 ;
(3)选用两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物的 关系;
(4)移去蜡烛B并在其位置上放一光屏,则光屏上 (填“能”或“不能”)接收到蜡烛A 的像,这表明平面镜所成的像是 (填“虚”或“实”)像;
(5)实验过程中,将蜡烛A靠近玻璃板时,蜡烛B应 (选填“靠近”或“远离”) 玻璃板;
(6)本实验多次改变蜡烛A的位置,得到多组数据的目的是 (选填序号);
A.多次测量取平均值减小误差
B.避免实验的偶然性,得到普遍规律
13.(23-24八年级上·福建福州·期中)小李同学使用易拉罐等器材完成了以下物理实验,请回答:
(1)如图甲所示的是小李测量易拉罐底部直径示意图,则使用的刻度尺的分度值为 ,易拉罐底的直径为 ;
(2)接着他将两个空易拉罐的底部分别打上圆孔和方孔,并用两片塑料膜蒙在空易拉罐的开口上,如图乙所示.实验时,将孔对准烛焰观察,发现两片塑料膜上出现烛焰像的形状 (填选“相同”或“不同”),说明在小孔成像的现象中,像的形状与小孔的形状 关,该现象的形成是由于光在空气中沿 传播。
14.(23-24八年级上·福建福州·期中)在探究小孔成像的实验中,小明选用一个空的易拉罐,在其底部中央开一个小圆孔,并将其顶部剪去,蒙上一层半透明薄膜。将点燃的蜡烛按图示的位置放置在小孔的前方:
(1)为让实验效果更明显,应该在 (选填“明亮”或“暗”)的环境中进行实验;
(2)实验中,小明利用此装置可以看到烛焰在半透明膜上成的是 (选填“正立”或“倒立”)的像,此成像的原理是 ;
(3)小明增大蜡烛与小孔之间的距离,在半透明膜上成的像 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)实验中,小明提出问题:小孔成像的清晰度与哪些因素有关?请你对此问题作出猜想与假设: 。
15.(20-21八年级上·福建泉州·期中)学习了光学知识后,爱动脑筋的小花和小朵想自己探究小孔成像现象。如图所示,她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上。分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。
(1)分析比较 两图,可以得出结论:物体通过小孔所成的像与孔的形状无关;
(2)分析比较 两图,可以得出结论:小孔成像时像的形状由物体的形状决定;
(3)通过实验,可以看到烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 (选填:正立/倒立)的实像,说明小孔成像的原理是 ;
(4)树荫下的 形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。
16.(23-24八年级上·福建福州·期中)初中课外实践课上,小明做了个小实验,如图所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机,其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像的特点:
(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是 (填“实像”或“虚像”);其成像的原理是 ;
(2)如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在半透明纸上看到的像是 :
A.三角形光斑B.圆形光斑
C.蜡烛的正立像D.蜡烛的倒立像
(3)晴天正午,小明走在西湖公园的树林下,他看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑,这些光斑是 (选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”)的 (选填“像”或“影子”)。
17.(23-24八年级上·福建泉州·期中)小湘想探究“小孔成像情况”,小湘在两个相同空易拉罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,空罐另一端剪掉(如图甲所示):
(1)由于像的亮度较暗,所以圆筒的 (填“A”或“B”)端用半透明薄纸制成,相当于 ;
(2)分别将小孔对着蜡烛,可以看到烛焰通过小孔的成像情况(如图乙、丙)。可以发现:
①烛焰在半透明薄纸上所成像是 (填“正立”或“倒立”)的 (填实或虚)像;
②物体像的形状与小孔的形状 (填“有关”或“无关”);
③其成像的原理是 ;
(3)接下来,小湘将蜡烛和小孔的位置固定后,若仅移动圆筒位置,他测出了不同距离时像的高度。
像的高度h/cm
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
像到小孔的距离s/cm
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
①当同物体到小孔的距离不变时,像的高度h与像到小孔的距离s成 ;
②如图丁所示,蜡烛AB在半透明纸上成的像A'B'比AB (选填大或小)。
18.(22-23八年级上·福建漳州·期中)为了探究小孔成像现象,兴趣小组的同学在空易拉罐的底部中央钻个小圆孔,将顶部剪去后,蒙上一层塑料膜,制作成一个简易针孔照相机。如图所示,将其水平放置,在左侧固定一支蜡烛形状的发光体,可在塑料薄膜上看到发光体倒立的像;
(1)该现象可以用 来解释;若将发光体向上移动,则塑料薄膜上的像向 (上/下)方移动;若只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状 (改变/不变);
(2)兴趣小组的同学想研究像的大小与哪些因素有关,根据对现有实验器材的观察和思考,他们提出了如下猜想:
A.与物体的大小有关
B.与小孔到物体的距离有关
接着,兴趣小组利用图中的器材,用刻度尺以及不同长度的蜡烛形发光体进行了实验测量。测量数据如表格所示。
蜡烛高度/cm
实验次数
蜡烛与小孔间距/cm
像的高度/cm
6
1
5
6
2
10
3
3
15
2
9
4
5
9
5
10
4.5
6
15
3
12
7
5
12
8
10
6
9
15
4
①分析比第1、4、7(2、5、8或3、6、9)次实验的数据,可验证猜想 ;
②分析比第1、2、3(4、5、6或7、8、9)次实验的数据,可得像的大小与物体到小孔距离的关系是 ;
③除了以上影响像的大小因素外,你认为还有什么因素可能对像的大小有影响(写一条):
19.(23-24八年级上·福建龙岩·期中)下面表格中是“梦想组”同学在硬纸板上挖孔所做的研究太阳的小孔成像实验记录:
小孔的形状
□
○
△
小孔的最大外径/mm
1
5
10
1
5
10
1
5
10
地面光斑形状
小孔距地10cm时
□
□
□
○
○
○
△
△
△
小孔距地20cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地40cm时
○
□
□
○
○
○
○
△
△
小孔距地80cm时
○
○
□
○
○
○
○
○
△
小孔距地120cm时
○
○
○
○
○
○
○
○
○
小明和他的同学分析表中记录的结果,得出了一些结论,请你帮他们补充完整:
(1)由于太阳距我们很远,到达地面的光线几乎平行,所以当小孔到地面的距离很小时,地面上的光斑与小孔的形状是 (填“一致的”或“不一致的”);
(2)分析比较小孔距地面40cm和80cm时的实验记录可知:要想地面上越容易得到太阳的像,小孔应越 (填“大”或“小”),小孔到地面的距离应越 (填“近”或“远”),这个像是 像(填“实”或“虚”)。
20.(23-24九年级下·福建福州·阶段练习)如图小亮用焦距为10cm的凸透镜,探究“凸透镜成像规律”的实验。
(1)把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在 ,其目的是使像成在光屏中央;
(2)如图甲,小亮将蜡烛放在光具座35cm处的位置,光屏应放在 (选填“a”、“b”或“c”)区域内,才能够找到清晰的倒立、 的实像,所成的像的特点与 相同(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(3)在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则需要将光屏向 移动,才能再次看到清晰的像;如果在光屏上看到像如乙所示,应将蜡烛向 调节才能使像成在光屏中央。
21.(23-24九年级下·福建厦门·阶段练习)小红同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲,让平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm;
(2)当元件摆放位置如图乙所示,在光屏上呈现清晰的蜡烛的倒立、 的实像; 成像原理与此相似(填一光学仪器)。保持蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向 (选填“左”或“右”)移动适当距离,光屏上可再次成清晰的像;
(3)小红发现使用单反照相机常要配有几个焦距不同的镜头,有“长焦镜头”、“短焦镜头”。她选择了焦距分别为14cm、16cm的两个透镜,进一步探究不同焦距的凸透镜成像特点。小红把不同焦距的凸透镜成实像时测量得到的物距和像距记录在表格中。分析表格中的数据,回答以下问题:
凸透镜
焦距f=14cm
焦距f=16cm
实验序号
1
2
3
4
5
6
物距u/cm
30
40
60
30
40
60
像距v/cm
26
22
18
34
27
22
①在物距一定时,凸透镜的焦距越大,所成实像的像距越 ;在凸透镜焦距一定时,物距越 ,所成实像的像距越小;(选填“大”或“小”)
②用照相机拍摄远方某处景物时,若要把景物拍得大一点,可以将标准镜头更换为 (选填“长焦”或“短焦”)镜头。
22.(23-24九年级下·福建福州·阶段练习)一双好眼睛,能更好地探索未来,小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜,眼睛是如何看清远近不同物体的?她对这一问题产生了浓厚兴趣。
(1)首先实验开始前,用平行光正对水透镜照射,如图甲所示,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距 cm;
(2)实验时,要使F光源、水透镜、光屏三者的中心在 上;
(3)三者摆放位置如图乙所示,在光屏上成了一个清晰的像(像未画出),该像为倒立、 的实像,依此成像原理可制成 ;
(4)水透镜上飞来一只小飞蛾附着在其表面,在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到烛完整的像;
(5)人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的,水透镜和相当于晶状体、光屏相当于视网膜,当F光源靠近水透镜时,需向水透镜 (选填“注水”或“抽水”)调节的厚度,光屏才能再次看到清晰的像。
23.(23-24九年级下·福建厦门·阶段练习)小明在用焦距为15cm的凸透镜“探究凸透镜成像规律”的实验中,做了如下探究:
(1)小明组装的器材顺序如图甲所示,将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,蜡烛固定在15cm刻度线处,左右移动光屏,当光屏位于 区域内某位置时,在光屏上成清晰的倒立、 的实像, (投影仪/照相机)就是利用这一原理制成的;
(2)小明将蜡烛逐渐靠近透镜继续探究,光屏上成的像将逐渐 (变大变小);当蜡烛移至45cm刻度线处时,可在 (蜡烛/光屏)一侧透过透镜观察到烛焰放大的像;
(3)为了验证实验结论是否对其他透镜也成立,小明用透明橡皮膜充水后模拟不同的透镜继续实验,如图乙所示。此时光屏上恰好成烛焰清晰放大的像(未画出),现给该“透镜”再充入少量水,为了使光屏上的像依然清晰,光屏应 (向左/向右)移动。
24.(22-23八年级下·内蒙古兴安盟·阶段练习)某同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中,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,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致在 (选填“同一直线”或“同一高度”)上,为实验探究做好准备;
(3)如图乙所示,将点燃的蜡烛移到标尺10cm处,再移动光屏,生活中 就是利用这一成像原理来工作的。若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动到35cm刻度线处,此时可将光屏向右移动适当距离能再次得到清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像;
(4)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,结果 。
A.成一半的像
B.没有影响
C.仍能成完整的像,但亮度变暗
D.不能成像
25.(23-24八年级上·福建龙岩·期中)在探究凸透镜成像规律时,小明用镶嵌在白色方格板上的“F”光源替代蜡烛,实验装置如图1乙所示。
(1)如图1甲所示,一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f为 cm;
(2)实验前,调节光源、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度,其目的是 ;
(3)如图1乙所示,光屏上呈现清晰 、倒立的实像,此成像原理可应用在 ;
(4)同学们对小明使用的图1乙实验装置进行如下评价,其中不正确的是( )
A.与烛焰相比,实验使用的光源不会晃动,光屏上所成的像比较稳定
B.零刻度线刻在光具座标尺的中央,可直接测出物距和像距
C.若凸透镜的焦距未知,则利用此实验装置不能测出凸透镜的焦距
(5)光源“F”放在15cm处,其大小如图2甲所示,凸透镜固定在光具座零刻度线上。移动光屏,得到清晰的像。此时小明用手指的指尖触摸凸透镜,则光屏上会观察到( )
A.指尖的影子 B.指尖的像
C.完整的烛焰的像 D.被挡住一部分的烛焰的像
(6)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现 (选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
26.(23-24八年级上·福建三明·期中)洋洋同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中,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,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致在 上,为实验探究做好准备。
(3)把蜡烛放在距凸透镜40 cm处时,如图乙所示,在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立 的实像。若凸透镜不动,把蜡烛往靠近凸透镜的方向移动,要在光屏上成清晰的像,则光屏要 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
(4)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,光屏上成的像( )
A.没有影响
B.不能成像
C.成一半的像
D.仍能成完整的像,但亮度变暗
27.(23-24八年级上·福建宁德·阶段练习)小明在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)正确安装调节好实验装置后。小明开始实验。图乙是他某次的实验情景。此时他在光屏上看到烛焰清晰的像,生活中的 就是利用这一原理制成的;
(2)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上半部分,则光屏上所成的像 (填“完整”或“不完整”);
(3)如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移动一小段距离时,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该在凸透镜和蜡烛之间放置适当的 (填“凸透镜”或“凹透镜”)才能实现, (填“近视”或“远视”)眼就是利用这种透镜矫正的;
(4)实验过程中,蜡烛在燃放中不断缩短,导致光屏上的像向 (填“上”或“下”)移动;
(5)若小明更换焦距更小透镜做实验,蜡烛和透镜的位置保持不动,要在光屏上得到清晰的像,光屏应该 透镜(填“靠近”或“远离”)
参考答案
1.(1) 漫 不能 一定在
(2) 像距测量不正确 5
【详解】(1)[1]实验时,我们从光屏前不同的方向都可看到光的传播路径,这是因为光在光屏上发生了漫反射的缘故。
[2][3]如果将F板向后折转一定的角度,此时两纸板不在同一平面上,则在F板上不能看到反射光;但此时反射光线和入射光线一定在同一平面内。
(2)[1][2]这个结论与平面镜成像特点明显不相符,观察图2的图乙可知:A′是反射面P成的像,测量像距时应是像与反射面P之间的距离,其主要原因是像距测量不正确,根据上面数据推算玻璃板的厚度为
4.2cm-3.7cm=0.5cm=5mm
2. 30° 反射光线、入射光线、法线在同一平面内 在反射现象中,光路是可逆的 改变入射角的大小,多次实验 20°
【详解】(1)[1]图乙中,用激光笔沿AO方向入射,当入射光线与平面镜夹角为60°时,由于入射光线与法线的夹角为入射角,所以入射角大小为
90°-60°=30°
[2]再将纸板F绕ON向后折,纸板F与入射光线不在同一平面上,不能显示反射光线,所以此时纸板F上没有反射光线,故改变纸板F的位置,是为了探究反射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(2)[3]光线从AO入射,从OB射出,若让另一束光线沿BO方向射向平面镜,反射光线沿OA方向射出,这一现象说明在反射现象中,光路是可逆的。
(3)[4]为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律,接下来的操作是改变入射光线的入射角度,即改变入射角的大小,多次实验,得出实验结论。
(4)[5]如下图,保持入射光线AO不变,将平面镜绕入射点旋转,使入射角增大10°,此时入射角
∠AON′=30°+10°=40°
因为反射角等于入射角,所以转动前入射光线与反射光线的夹角
∠AOB=30°+30°=60°
转动后10°后,此时入射角
∠AON′=40°
因为反射角等于入射角,所以转动后入射光线与反射光线的夹角
∠AOB′=40°+40°=80°
则反射光线偏转的角度
∠BOB′=∠AOB′-∠AOB=80°-60°=20°
3.(1)等于
(2) 同一平面 不能
(3) OE 可逆的
【详解】(1)由表中实验数据可知,在光的反射现象中,反射角等于入射角。
(2)[1][2]在实验过程中,将纸板向前或向后折,是为了验证反射光线与入射光线在同一平面内,由于此时纸板B与纸板A不在同一平面内,则此时在纸板B上将不能看到反射光线。
(3)[1][2]在光的反射现象中,光路是可逆的,当光贴着纸板B沿FO射到O点,光将沿OE方向射出。
4.(1) 较黑暗 蜡烛B
(2)大小
(3)到玻璃板的距离
(4) 不能 虚
(5)不变
(6)不能
(7) 对称 垂直
【详解】(1)[1]在较暗的环境中进行实验,会使像更清晰,便于观察。
[2]用玻璃板代替平面镜,同时观察到蜡烛A的像和玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置,便于比较物像大小关系。
(2)选取两段完全相同的蜡烛是运用等效替代法,为了比较像与物的大小关系。
(3)直尺的作用是便于比较物与像到平面镜的距离关系。
(4)[1][2]移去蜡烛B,并在其位置上放一光屏,则光屏上不能承接到像,说明平面镜成虚像。
(5)如果使蜡烛A离玻璃板远一些,物体不变,物体的像和物体大小相等,所以像的大小不变。
(6)如果把平面镜放置向蜡烛A方向倾斜了,像的位置会上升,使蜡烛A的像和蜡烛B不能完全重合,实验不能成功。
(7)[1][2]根据平面镜成像原理可知,物与像关于平面镜对称,且物与像对应点的连线与平面镜垂直。
5.(1) 较暗 较薄 便于确定像的位置
(2) 前 大小 不变
(3) 不能 虚
(4)玻璃板没与纸面垂直
【详解】(1)[1]蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰,现象更明显,所以,应在较暗的环境中进行实验。
[2]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用较薄玻璃板。
[3]玻璃有透光性,玻璃板既能成像,又能看清玻璃板后的物体,便于确定像的位置。
(2)[1][2]点燃蜡烛A与未点燃蜡烛B大小相等,在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A,拿未点燃的完全相同的蜡烛B竖立在玻璃板后面移动,人眼一直在玻璃板前观察,直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,说明像与物体大小相同。
[3]由于像与物大小相同,所以,当蜡烛A向玻璃板靠近时,蜡烛A的大小不变,像的大小不变。
(3)[1][2]虚像不能呈现在光屏上,移去蜡烛B,在其原来位置上放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像,这说明平面镜成的是虚像。
(4)实验时玻璃板要与水平桌面要垂直放置,否则成的像偏高或偏低,故若无论怎样移动,都不能使B蜡烛与A蜡烛的像重合,原因可能是玻璃板没与纸面垂直。
6. 确定像的位置 大小 普遍性 不能 较暗 不变
【详解】(4)[1]实验中用玻璃板代替平面镜,物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替像的另一个物体,便于确定像的位置。
[2]由于平面镜所成的像与物大小相等,所以选两支完全相同的蜡烛是为了比较像与物体的大小关系。
[3]一次实验不具备代表性,应采取同样的实验方案多做几次,使结论具有普遍性,避免实验现象的偶然性。
[4]平面镜成的像是虚像,不是由真实光线会聚形成的,不能被光屏承接,所以移去蜡烛B,在其位置上放一光屏,则光屏不能承接到蜡烛A的像。
[5]蜡烛点燃时比较亮,在较暗的环境中,烛焰和环境的对比度比较大,烛焰的像会更清晰,所以此实验应在较暗环境中进行。
[6]由平面镜成像特点可知,像和物大小相同;蜡烛A的大小不变,当蜡烛A远离玻璃板时,像的大小也不变。
7. 垂直 漫 探究反射角与入射角的大小关系 40 可逆 把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,观察纸板F上有没有反射光线
【详解】(1)[1]法线与镜面垂直,纸板上的直线ON相当于法线,所以ON应垂直于镜面。
[2]我们能在纸板上看到入射光线和发射光线的路径,是由于光线在粗糙的纸板上发生了漫反射。
(2)[3]用量角器测量两侧的∠i和∠r,∠i是入射角,∠r是反射角,可以探究反射角与入射角的大小关系。
[4]入射角为入射光线与法线的夹角,所以当入射光与平面镜夹角为50°时,入射角为40°,根据光的反射定律,反射角等于入射角,为40°。
(3)[5]若将一束光贴着纸板沿FO方向射到O点,光将沿图中的OE方向射出,即光线沿着原来反射光线的路径入射,反射光线会沿着原来入射光线的路径反射,说明在反射现象中,光路是可逆的。
(4)[6]把纸板ENF右侧绕ON向前折或向后折,纸板E与F不在同一平面内,在纸板F上不能看到反射光线,说明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
8. 确定像的位置 完全重合 不能 便于探究像和物与平面镜的位置关系 B 不变
【详解】(1)[1]因为玻璃板是透明的,能在观察到A蜡烛像的同时还可以透过玻璃清楚的看到放在后面的B蜡烛,便于确定像的位置。
(2)[2]在玻璃板前面放置一支点燃的蜡烛A,再拿一支没有点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直到蜡烛B跟蜡烛A的像完全重合,这个实验现象说明像与物的大小相等。
[3]平面镜成虚像,而光屏不能承接虚像,所以若用光屏代替蜡烛B,在玻璃板后面观察光屏,将不能观察到蜡烛A的像,说明所成的是虚像。
(3)[4]若将玻璃板和蜡烛下面的白纸换成方格纸进行实验,这种做法的优点是:能更清楚的看出像和物相对于平面镜的位置,便于探究像和物与平面镜的位置关系。
[5]如图所示,将蜡烛放在A处,小郝从B处观察,根据平面镜成像时像和物关于镜面对称,b处与A关于镜面对称,因此可以看到棋子的像在b处,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(4)[6]为了让右座的同学也能够看清蜡烛的像,小郝只将玻璃板向右平移,平面镜所在的平面位置没变,根据平面镜成像时像和物关于镜面对称,则蜡烛像的位置不变。
9. 确定 像与物的大小 A 直接 不变 不动
【详解】(1)[1]小明在选择器材时,用玻璃板代替平面镜,利用了玻璃透明的特点,既能成像,也便于确定像的位置。
[2]当B棋子与A棋子的像重合时,则可知棋子B与A棋子的像大小相等,又A、B棋子完全相同,故可知像与物的大小相等,故选用两个完全相同的棋子是为了便于比较像与物的大小关系。
(2)[3]在玻璃板前放棋子A,若此时发现棋子A成像不够清晰,可以将手电筒对着棋子A照射,使棋子A反射的光更强一些,可增大像的清晰程度,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(3)[4]虚像不能呈现在光屏上,实像能呈现在光屏上,为验证“像是实像还是虚像”时,小明将一张白卡片放在棋子B的位置,直接观察白卡片,若白卡片上没有棋子A的像,说明像是虚像。
(4)[5]平面镜成像特点为正立、等大的虚像,像与物关于平面镜对称,故当蜡烛A靠近玻璃板时,则它所成像的大小不变。
(5)[6]将玻璃板竖直向上移动一段距离,由于玻璃板所处的平面没有变化,根据像与物的连线与镜面垂直,且像与物到镜面的距离相等,观察到蜡烛A的像不动。
10. 增大 不发生改变 可逆的 避免偶然因素,得出普遍规律 S
【详解】(1)[1]分析表格数据可知:光从空气斜射入水中时,入射角由15°增大到60°,则折射角由11°增大到44°,由此可知,折射角随入射角的增大而增大。
(2)[2]当光从空气垂直射到水面时,入射角等于0°,折射角也等于0°,传播方向不变。
(3)[3]如图所示,该小组同学继续用另一只激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,这说明在光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)[4]本实验中多次实验寻找光折射的普遍规律,进行多次实验的目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
(5)[5]“点光源”S在水中的像S'经过水面反射到眼睛中,反射同时发生折射,有一部分光进入水中,因而直接看点光源S更亮。
11. 2 便于确定像的位置 大小 3 2 减少对司机视线的干扰 16 竖直向下
【详解】(1)[1]当玻璃板越薄,两个反射面成像距离越近,可以近似看成一个像,防止重影,使实验简单化,所以选择2mm的玻璃板。
[2] 实验中用玻璃板代替平面镜,主要是利用玻璃板透明的特点,便于观察像并确定像的位置。
(2)[3]实验时采用两个完全相同的蜡烛,一支蜡烛放在玻璃板的前面并点燃,另一支放在玻璃板的后面,当玻璃板后面的蜡烛和玻璃板前面的蜡烛的像完全重合时,可以比较物像大小关系。
(3)[4]实验时平面镜必须要竖直放置,如果不竖直,不论怎样移动后面的蜡烛都不可能与前面蜡烛的像完全重合,由图可知,图1平面镜竖直放置,不会出现像偏高的情况,图2和图3平面镜没有竖直放置,图2中玻璃板向左倾斜,根据像物关于镜面对称可知,像成在斜上方;3中玻璃板向右倾斜,根据像物关于镜面对称可知,像成在斜下方,故平板玻璃中蜡烛A的像偏低且倾斜,是图3的成像情况。
[5][6]小汽车前面玻璃是倾斜的,图2中玻璃板向左倾斜,汽车内物体的像在汽车的斜上方,司机看前面道路时,物体的像不会影响司机的视线。此外,晚上开车时,来自前方车辆的强光入射到前挡风玻璃,根据光的反射定律可知,被反射到上方,以减少对司机视线的干扰。
(4)[7]由平面镜成像中的像距等于物距,可知小明第一次将蜡烛A置于玻璃前5cm,第二次将A向远离玻璃板的方向移动3cm,此时蜡烛A距离玻璃板8cm,蜡烛B距离玻璃板也是8cm,A与B的间距为16cm。
(5)[8]当蜡烛A沿着桌面向右做直线运动时,根据物像相对于镜面对称的性质,在平面镜中的顺序与现实中的恰好相反,且关于镜面对称,则蜡烛A在平面镜中的像做竖直向下运动。
12. 是 较薄 位置 大小 不能 虚 靠近 B
【详解】(1)[1]平面镜所成的是虚像,因此需要透过玻璃板才能观察到蜡烛A所成的像。
(2)[2]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效 果,所以应选用较薄玻璃板。
[3]用玻璃板代替平面镜,同时观察到蜡烛A的像和玻璃板后面的蜡烛B,便于确定像的位置。
(3)[4]选取两段完全相同的蜡烛运用等效替代法,比较像与物 的大小关系。
(4)[5][6]移去蜡烛B,并在其位置上放一光屏,则光屏 上不能承接到像,说明平面镜成虚像。
(5)[7]平面镜成像中物与像关于平面镜对称,如果使蜡烛A离玻璃板近一些,蜡烛B会靠近 玻璃板。
(6)[8]一次实验不具备代表性,应采取同样的实验 方案多做几次,研究像与物体到镜面距离的普遍规律,避免实验现象的偶然性,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
13. 1 6.60 相同 无 直线
【详解】(1)[1]如图甲所示的是小李测量易拉罐底部直径示意图,两大格之间是1cm,共十格,每格0.1cm=1mm,则使用的刻度尺的分度值为1mm。
[2]易拉罐底的直径为
D=9.60cm-3.00cm=6.60cm
(2)[3][4]在小孔成像的现象中,像的形状与小孔的形状无关。将圆孔或方孔对准烛焰观察,两片塑料膜上出现烛焰像的形状都相同。
[5]小孔成像是因为光在同种均匀介质中沿直线传播。
14. 暗 倒立 光的直线传播 变小 小孔成像的清晰度可能与孔径大小有关
【详解】(1)[1] 因为蜡烛光的强度比较弱,烛焰是成像物体,在明亮的环境中,烛焰成的像比较暗,成像不太清晰,所以要想看得到清晰的像,该实验在较暗的环境下效果更好。
(2)[2] [3] 物体发出或反射的光通过小孔后,在小孔后面的半透膜上形成倒立的实像,这就是小孔成像,其原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。
(3)[4] 小明增大蜡烛与小孔之间的距离,即物距变大了,由于孔到薄膜的距离一定,则在半透明膜上成的像将变小。
(4)[5] 在光源与小孔距离一定时, 小孔越大,成的像越模糊,所以可以进行的猜想与假设是:小孔成像的清晰度可能与孔径大小有关。
15. 乙、丙 甲、丙 倒立 光的直线传播 圆
【详解】
(1)[1]甲、乙两图,小孔形状不同,但是像的形状相同,所以小孔成像与小孔的形状无关。
(2)[2]甲、丙两图小孔形状相同,物体形状不同,像的形状也不同,所以小孔成像与物体的形状有关。
(3)[3][4]小孔成像是光沿直线传播所成的像,通过观察甲、乙、丙的像可知,小孔成像是倒立实像。
(4)[5]晴天太阳透过树叶缝隙,在地面上会形成光斑,这是小孔成像,所成的像与太阳形状相同,所以光斑是圆形的。
16. 实像 光的直线传播 D 太阳 像
【详解】(1)[1][2]实像可以用光屏承接,虚像不能用光屏承接。点燃的蜡烛发出的光通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,这就是小孔成像;蜡烛在塑料薄膜上所成的像是实像,其成像的原理是光的直线传播。
(2)[3]蜡烛经小孔成倒立的实像,像的形状与蜡烛形状相同,像与小孔的形状无关,即蜡烛在半透明纸上成的像是蜡烛的倒立像。
故选D。
(3)[4][5]地面上的圆形光斑就是由于树叶之间形成许多小孔,由于光的直线传播形成的太阳的像。
17. A 光屏 倒立 实 无关 光的直线传播 正比 小
【详解】(1)[1][2]当由于像的亮度较暗,像与环境对比度越大,像越亮,因而像成在比较暗的左侧A处,其中半透明薄纸相当于光屏。
(2)[3][4][5][6]根据乙图,蜡烛AB经过小孔会成倒立的实像,丙图,改变了小孔的形状,像的形状不变,说明像的形状与小孔的形状无关,小孔成像的原理是光的直线传播。
(3)[7][8]分析表格数据发现,蜡烛和小孔的位置固定后,像到小孔的距离越大,像的高度越高,且像的高度与像到小孔的距离的比值都相等,像的高度与像到小孔的距离成正比。
由图知,物距大于像距,蜡烛AB在半透明纸上成的像A'B'比AB小。
18. 光沿直线传播 下 不变 A 见解析 像到小孔的距离
【详解】(1)[1]烛焰发出的光通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,这就是小孔成像,是由光的直线传播形成的。
[2]在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,将发光体向上移动,则塑料薄膜上的像向下移动。
[3]在小孔成像现象中,物体经小孔成的像的形状由物体决定,像的形状与物体的形状相同,与孔的形状无关,只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状不变。
(2)①[4]由1、4、7或2、5、8(或3、6、9)可知,像随物体的增大而增大,故可得结论:像的大小与物体大小有关,物体到小孔的距离一定时,物体越大,所成的像越大,可验证猜想A。
②[5]分析比较1、2、3(或4、5、6,或7、8、9)三次实验的数据可知,物体的大小不变,蜡烛与小孔的距离变大,而像变小;故可得结论:当物体大小一定时,物体倒小孔距离越大,所成的像越小。
③[6]小孔成像的大小还与小孔到光屏的距离有关,我们可以用双筒制成可以移动的光屏来探究,即改变小孔到光屏的距离观察光屏上的像是否变化。
19. 一致的 小 远 实
【详解】(1)[1]由表中实验数据可知,当小孔到地面的距离足够小,地面上的光斑与小孔的形状是一致的,这不是太阳的像。
(2)[2][3][4]比较小孔距地面40cm和80cm时的实验记录可知,当小孔到地面的距离越远时,小孔越小,地面上就越容易得到太阳的实像。
20. 同一高度 c 放大 投影仪 右 上
【详解】(1)[1]探究凸透镜成像实验中,在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上且中心大致在同一高度上,像才能呈在光屏的中心。
(2)[2][3][4]如图,物距
u=50cm-35cm= 15cm
则2f>u>f,像距v>2f,成倒立、放大的实像,所以光屏要放在c区域前后移动,成像特点与投影仪成像特点相同。
(3)[5][6])近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,放在凸透镜前时,使光线发散,像呈现在光屏的后方,像距增大,在光屏上要得到清晰的像,光屏要远离凸透镜,即要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像;由图乙可知,光屏上的像在光屏的上方,要使像能够成在光屏中央,可向上移动蜡烛。
21. 10.0 缩小 照相机 左 大 大 长焦
【详解】(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)[2][3]当元件摆放位置如图乙所示,在光屏上呈现清晰的蜡烛的像,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
[4]根据光路可逆,当透镜移动到使物距等于移动前的像距,像距等于移动前的物距的位置时,光屏上可再次成清晰的像。
(3)①[5]由表格可知,物距u=30cm时,焦距f=14cm对应的像距为v=26cm,焦距f=16cm对应的像距为v=34cm,故在物距一定时,凸透镜的焦距越大,所成实像的像距越大。
[6]由表格可知,当凸透镜焦距一定时,如f=14cm时,物距越大,像距越小。
②[7]由(3)中结论可知,用照相机拍摄远方某处景物时,长焦镜头成像时像距大,所成的像更大,所以所拍景物大一些。
22. 10.0 同一高度直线 缩小 照相机 能 注水
【详解】(1)[1]如图甲所示,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,该光斑为凸透镜焦点,焦点到凸透镜光心的距离为凸透镜的焦距,则凸透镜的焦距为
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm(2)[2]实验时,要使F光源、水透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是使像能成在光屏的中央。
(3)[3][4]如图乙所示,此时的物距大于二倍焦距,在光屏上接收到清晰倒立、缩小的实像,依此成像原理可制成照相机。
(4)[5]物体有无数点组成,物体上任一点射向凸透镜有无数条光线,经凸透镜折射后,有无数条折射光线会聚成该点的像,当飞蛾遮住凸透镜的一部分,另外部分仍能折射光线成像,所以光屏上可以看到烛完整的像,只是会聚光线比原来变少,像变暗了。
(5)[6]由题意知,当F光源靠近水透镜时,物距减小,所以要想在像距不变的情况下,在光屏上得到一个 清晰的像需要将凸透 镜的焦距变短,需要使凸透镜对光线的会聚能力变强,故应对水透镜注水。
23. Ⅱ 缩小 照相机 变大 光屏 向左
【详解】(1)[1][2][3]凸透镜焦距是15cm,当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,物距为
u=50cm﹣15cm=35cm
大于2倍焦距,所以此时成倒立、缩小的实像,像在1倍和2倍焦距之间,即在Ⅱ区,照相机是根据这个原理制成的。
(2)[4]将蜡烛逐渐靠近透镜,物距变小,根据“成实像时,物近像远像变大”可知,像距变大,光屏上成的像将逐渐变大。
[5]当蜡烛移至45cm刻度线处时,此时的物距为5cm,小于1倍焦距,成正立放大的虚像,像物同侧,则应该在光屏这一侧透过凸透镜观察。
(3)[6]给该“透镜”再充入少量水,透镜的焦距变小,像提前会聚,为了使光屏上的像依然清晰,光屏应该向左移动。
24. 10.0 同一高度 照相机 放大 C
【详解】(1)[1]让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小最亮的光点,这点是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离即为焦距,由图中可知凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2]在做实验时,把蜡烛、光屏依次放在光具座上,将烛焰、光屏三者中心调到同一高度处,可以使像成在光屏的中央。
(3)[3][4]如图乙所示,将点燃的蜡烛移到标尺10cm处,物距为40.0cm,大于2f,成倒立缩小的实像,此成像条件在生活中的应用是照相机;将蜡烛向右移动到35cm刻度线处时物距变为15.0cm,此时f <u<2f,成倒立、放大的实像。
(4)[5]用不透明的硬纸板挡住透镜上半部分,凸透镜的下半部分仍能折射光线成像,只是会聚光线比原来变少,像的亮度会变暗,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
25.(1)10.0
(2)使像清晰的成在光屏的中央位置
(3) 缩小 照相机
(4)C
(5)C
(6)近视眼
【详解】(1)凸透镜能把平行光线会聚一点,由图甲可知,光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处,焦点到光心的距离为
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm故凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)为了能使像清晰的成在光屏的中央位置,要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
(3)[1][2]由图乙可知,物距u=30.0cm,此时u>2f,光屏上成倒立缩小的实像,人们利用这一原理制成了照相机。
(4)A.小明在实验中:用发光二极管按“F”字样替代蜡烛作为光源,与烛焰相比,不受空气流动的影响,实验使用的光源不会晃动,所以光屏上所成的像比较稳定,故A正确,不符合题意;
B.零刻度线刻在光具座标尺的中央,可直接读出物距和像距,方便测量物距和像距,故B正确,不符合题意;
C.根据凸透镜成像规律,当物距等于2倍焦距时(此时像距也为2倍焦距),成倒立等大的实像,可以根据像与物大小相等时测出像距和物距,根据u=v=2f算出焦距,故C错误,符合题意。
故选C。
(5)用手指的指尖触摸凸透镜,光无法透过透镜遮住部分成像,但未被遮住部分仍能将光透过透镜进行成像,所以只能影响像的亮暗,不影响像的性质,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(6)如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,此时像成在光屏的前方,此现象可以体现近视眼的成像情况。
26.(1)10.0
(2)同一高度上
(3) 缩小 远离
(4)D
【详解】(1)光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,所以焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈现在光屏的中心。
(3)[1]把蜡烛放在距凸透镜40cm处时,物距u=40.0cm,处于蜡烛位于2倍焦距之外,所以成倒立、缩小的实像。
[2]凸透镜不动,把蜡烛往靠近凸透镜的方向移动,物距减小,应该增大像距,即光屏要远离凸透镜。
(4)遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
27. 照相机 完整 凹透镜 近视 上 靠近
【详解】(1)[1]由图乙知,像距小于物距,此时成倒立缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的。
(2)[2]挡住透镜上半部分,下半部分仍能折射 光线成像,所以光屏上所成的像是完整的,只是像的亮度会变暗。
(3)[3][4]把光屏向右移动一小段距离,要想在光屏上再次得到清晰的像,根据凸透镜成像规律“物近像远,像变大”可知,应使像向右移动,则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜,近视眼是利用这种透镜矫正的。
(4)[5]蜡烛在燃放中不断缩短,向下移动,此时蜡烛的焰心和凸透镜的光心连线倾斜向上,则光屏上的像向上移动。
(5)[6]更换焦距更小透镜做实验,凸透镜对光的会聚能力增强,所成的像会靠近凸透镜,因此光屏应该靠近透镜
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