2025年中考物理实验探究题专项:透镜及其应用
2025-01-16
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内容正文:
2025年中考物理实验探究题专项:透镜及其应用
一、实验题
1.如下图,小皓同学利用光具座、凸透镜、蜡烛和光屏做“探究凸透镜成像实验”,请你帮助小皓同学完成下面的几个问题:
(1)小皓想知道凸透镜的焦距,于是他把透镜放置于一束平行光前,移动光屏在光屏上出现一个最小最亮的光点如图B,则透镜的焦距为 (精确到分度值后一位小数);
(2)小皓同学摆放了如图A所示的装置,他固定好蜡烛和透镜的位置后,不管怎样移动光屏,蜡烛的像都无法呈现在光屏的中央,这是因为 ;
(3)修正了上述问题后,小皓同学使用了如图B的透镜,然后需要将光屏向 (选填“左”或者“右”)移动就会得到一个 , 的实像,生活中的 (选填“照相机”,“幻灯机”或者“放大镜”)与该成像原理相同;
(4)好奇的小皓在上面实验结束后,把透镜换成的凸透镜继续探究,他发现光屏上成像的位置变得模糊,这个现象与 (选填“近视眼”、“远视眼”或者“正常眼”)的成像原理相同,如需得到清晰的像,可以把光屏向 (选填“左”或者“右”)移动。
2.小明在“探究凸透镜成像的规律”实验中。
(1)测量凸透镜焦距时,小明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-1所示,则该凸透镜的焦距为 cm;
(2)然后将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致在 ;
(3)再将点燃的蜡烛移到刻度线处,如图-2所示,移动光屏,直到在光屏上得到一个倒立、 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;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来工作的;
(4)在如图-2所示的实验基础上,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移动到10cm刻度线处,要想在光屏上再次成清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动适当的距离,在光屏上的像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在如图-2所示的实验中,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,如图-3所示,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏靠近凸透镜移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
3.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中时,凸透镜的位置固定不动,在图甲所示位置时。
(1)实验前,应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上,目的是 。
(2)为了确定凸透镜的焦距,小明让一束平行光经过凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,可确定出焦距f= cm。
(3)图甲中烛焰在光屏上所成的是 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的 (选填“虚”或“实”)像。
(4)当蜡烛在30cm处时,光屏应在 cm处才能得到 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)、 (选填“正立”、“倒立”)的实像。
(5)若图甲中将烛焰向右移动一小段距离,则应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比原来的像要 (选填“大”或“小”)些。
(6)图甲中保持透镜、光屏位置不变,将蜡烛左移,应在透镜和蜡烛之间加 (选填“凸透镜”或“凹透镜”),才能在光屏上成清晰的像。
(7)凸透镜成虚像时,像与物在 (选填“同”或“异”)侧,且像是 (选填“倒立”或“正立”)的。
(8)若图甲中保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜移动到 cm刻度处,光屏上会再次出现一个清晰的像。
4.如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图,已知凸透镜的焦距为10cm。
(1)为了便于观察实验现象,实验环境应该 (选填“较亮”或“较暗”)一些;
(2)为了使烛焰的像呈现在光屏的中央,应调整烛焰,凸透镜和光屏,使它们的中心大致在 ;
(3)随着蜡烛燃烧变短,为了使像仍能成在光屏的中央,这时最合理的调整是 ;
A.只需将凸透镜向下移动一些
B.只需将光屏向上移动一些
C.将凸透镜和光屏都向下移动一些
D.以上方法都可以
(4)将图中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,在光具座上移动光屏, (选填“能”或“不能”)找到某一位置,使像清晰的呈现在光屏上,理由是 。
5.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)如图乙所示,将点燃的蜡烛移到标尺10.0cm处,再移动光屏,直到在光屏上得到一个清晰的像为止。生活中 就是利用这一成像原理来工作的;
(4)若保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到标尺35.0cm处,会在光屏上得到一个倒立 的实像;
(5)如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,结果 。
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
6.小明用同一光源做了以下几个光学实验请回答下列问题。
(1)实验1:在探究凸透镜成像规律的实验中,发现像成在光屏的上方,要使像成在光屏中央,应向 (选填“上”或“下”)调节凸透镜;调好后,发现光屏上的像与光源等大,则凸透镜的焦距为 cm。小明又将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间且较靠近凸透镜,结果光屏上原来清晰的像变得模糊,将光屏远离凸透镜移动到某一位置时,光屏上又看到烛焰清晰的像,由此可知该眼镜片可用来矫正 眼(选填“近视”或“远视”)。
(2)实验2:利用实验1的装置,光源位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置带小孔的遮光板,若还想承接与光源等大的像,光屏应该 (选填“左移”、“右移”或“不动”)。
(3)实验3:利用实验1的装置,光源及光屏位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板(不考虑玻璃板厚度),在光源一侧透过玻璃板观察,能否在光屏位置看到像: (选填“能”或“否”)。
7.如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,小红先将凸透镜正对着太阳光,由于凸透镜对光有 作用,所以调整凸透镜和白纸之间的距离,能够在白纸上找到一个最小最亮的点,这一操作过程是为了测量 。
(2)如图乙所示,调整蜡烛、凸透镜、光屏到图中的位置,在右侧光屏上恰好得到一个清晰的 (选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。
(3)用焦距较小的凸透镜替换原来的凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了,若不改变蜡烛和凸透镜的位置,要使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏 凸透镜。
8.小明利用如图所示装置探究凸透镜成像规律,所用凸透镜的焦距为10cm。
(1)蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,若想在光屏上得到清晰的像,保持蜡烛和凸透镜的位置不动,应将光屏适当向 移动;
(2)保持凸透镜的位置不变,蜡烛移动至32cm刻度线处,则人眼应在图中 (字母)处观察烛焰的像,生活中的 成像原理与此相同。
9.在“研究凸透镜成像条件”的实验中小利同学做此实验时得到的像如图a、b所示,请回答下列问题。
(1)光具座上有A、B、C三个位置用于放置蜡烛、凸透镜、光屏(如图a),在放置上述三个器材时,应使它们的中心高度 。
(2)图a中所观察到的像是 像(描述要完整)。利用凸透镜的这一成像原理可制成 。
(3)在光屏上得到烛焰的清晰的像后,如果将透镜的下半部分遮住,我们将看到烛焰的 (A.上半部分B.下半部分C.全部,用代号填写)的像。
(4)小莉同学做实验时,发现烛焰在光屏上的像偏高,如图b所示,若要使烛焰成像在光屏中心,只调节光屏,应将光屏向 (填“上”、“下”)调节。
10.小田用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验的过程中遇到了问题,请你帮他解决:
(1)如图甲所示,透镜的焦距f为 cm;调整器材高度时,应点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 ;
(2)如图乙所示,将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,把点燃的蜡烛放置在光具座15cm刻度线处时,移动光屏,能成倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像;
(3)将蜡烛移至45cm刻度处时,从凸透镜 (选填“左侧”或“右侧”)通过凸透镜可以看到烛焰的 (选填“虚”或“实”)像;
(4)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,所成像向 (选填“上”或“下”)移动,要使像能够成在光屏的中央,保持蜡烛和凸透镜不动,只需光屏将向 (选填“上”或”下”)调整;
(5)如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。当光屏上出现清晰的像后,用不透明物体挡住透镜上半部分,光屏上的像将会 (选填“是”或“不是”)完整的。
11.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距为10cm。
(1)实验中出现了如图所示的情形,要使像成在光屏中央,应将光屏向 (选填“上”或“下”)调整。
(2)将烛焰放在距离凸透镜25cm处,调节光屏得到烛焰清晰的像,应用这一成像规律工作的仪器有 (写出一个即可)。
(3)在上述实验的基础上,将蜡烛远离透镜,将光屏靠近透镜,使光屏上得到烛焰清晰的像,则光屏上的像 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.小红用如图所示的实验装置探究凸透镜成像的规律。
(1)实验前,应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致处于 ;
(2)如图所示,此时光屏上呈现最清晰的像,成像特点与 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。保持上述实验中蜡烛、光屏位置不变,将凸透镜移动到 cm刻度,可以再次在光屏得到烛焰清晰的像;
(3)改用焦距为5cm的凸透镜继续进行实验,将这个凸透镜放在光具座上50cm刻度线处,如图所示,不改变光屏的位置,将点燃的蜡烛从光具座上5cm刻度线处缓慢地向右移动到40cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数为 (填“0”“1”“2”或“3”)次。
13.在探究“凸透镜成像规律”实验中。
(1)如图甲,平行光正对凸透镜照射时,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f= cm;
(2)当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时,光屏上能否观察到烛焰清晰的像?(选填“能”或“不能”)。
①若能,请在下面横线上写出像的性质;
②若不能,请在下面横线上说明仅在蜡烛和凸透镜之间加什么透镜才能在光屏上看到清晰的像。答: 。
14.芳芳在做探究“凸透镜成像规律”的实验:
(1)如图1所示,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、最亮的光斑。由图可知,该凸透镜的焦距是 cm;
(2)点燃蜡烛后,调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心大致在同一高度上,其目的是 ;
(3)如图2,芳芳将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(4)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,在凸透镜位置不变时,要在光屏上成清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动,才能在光屏上再次成清晰的像;
(5)芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,此时 (选填“能”或“不能”)在光屏上接收到清晰的像;
(6)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动;
(7)若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏上都得不到像,请你指出一条可能的原因: 。
15.用蜡烛、凸透镜(焦距未知)、光屏和光具座(长度是)等器材做“探究凸透镜成像的规律”实验。
(1)如图甲所示为凸透镜成像的物距和像距的对应关系,u表示物距,v表示像距,此凸透镜的焦距为 ;
(2)用该凸透镜进行实验,将其固定在刻度处,蜡烛放在刻度线处,光屏应移至标尺的 (选填“”,“”或“大于”)范围内,才能承接到一个清晰的像,此时所成的像是倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。再将蜡烛和光屏取下互换位置,光屏上 (选填“有放大的像”、“有缩小的像”或“没有像”)。如果将近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像变模糊了,可以只将蜡烛适当 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜,光屏上又能呈现清晰的像;
(3)在图乙中,不改变透镜位置,当换用不同焦距的凸透镜,移动蜡烛和光屏,下列无法完成凸透镜“实像成像规律”探究的是______;
A.焦距为的凸透镜
B.焦距为的凸透镜
C.焦距为的凸透镜
(4)在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,物距u随时间t的变化如图所示,则像距v与t的大致变化关系为图中的______。
A. B. C. D.
试卷第1页,共3页
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《2025年中考物理实验探究题专项:透镜及其应用》参考答案
1. 10.0 见解析 左 倒立 缩小 照相机 近视眼 左
【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、最亮的光斑,这点是凸透镜的焦点,由图可知:焦点到光心的距离是
40.0m-30.0cm=10.0cm
所以凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2]从图中可以看出,此时不管怎样移动光屏,蜡烛的像都无法呈现在光屏的中央,是因为凸透镜、光屏、烛焰的中心未在同一高度处的缘故,为使烛焰的像能成在光屏的中央,应把蜡烛向上调。
(3)[3][4][5][6]由题意及图可得,此时的物距为30cm,大于2倍的焦距,根据凸透镜成像规律,此时想要成清晰的像,需要将光屏向左移动,使像距介于一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、缩小的是实像,照相机就是利用这个原理制成的。
(4)[7][8]更换透镜后,透镜的焦距变小,在不改变发光体和凸透镜的位置时,相当于增大了物距,像呈现在光屏的前方,与近视眼的原理是相同的,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知物距变大,像距要变小,所以要在光屏上成清晰的像,光屏将向左靠近透镜。
2. 10.0 同一高度 放大 投影仪 左 变小 远视
【详解】(1)[1]焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距,由图-1可知,凸透镜的焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)[2]为了使像成在光屏的中央,需要将烛焰、凸透镜及光屏三者的中心在同一高度。
(3)[3][4]如图-2所示,物距
50.0cm-35.0cm=15.0cm
此时物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立放大的实像,投影仪应用此原理制成的。
(4)[5][6]保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移动到10cm刻度线处,物距变大,像距变小,所以光屏应该向左移动,此时所成的像将变小。
(5)[7]在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,说明该镜片把光线会聚了,凸透镜对光线有会聚作用,凸透镜可以矫正远视眼。
3. 使像成在光屏中央 10.0 缩小 实 70 等大 倒立 右 大 凹透镜 同 正立 23
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,应调节烛焰、光屏三者的中心大致在同一高度上。
(2)[2]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,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。由图乙可知,凸透镜的焦距为
f=40cm-30cm=10cm
(3)[3][4]由图甲可知,此时物距
u=50cm-10cm=40cm>2f
为照相机的成像原理,成倒立缩小的实像。
(4)[5][6][7]当蜡烛在30cm处,此时物距
u=50cm-30cm=20cm=2f
成倒立等大的实像,像距等于物距,故光屏应在70cm处。
(5)[8][9]若图甲中将烛焰向右移动一小段距离,此时物距减小,根据成实像时,物近像远像变大可知,此时像的大小比原来的像要大些。
(6)[10]图甲中保持透镜、光屏位置不变,此时物距增大,根据成实像时,物远像近像变小可知,像距变短,利用凹透镜对光线具有发散作用,在透镜和蜡烛之间加凹透镜,才能在光屏上成清晰的像。
(7)[11][12]根据凸透镜成像的规律,当物体到凸透镜的距离小于焦距时,像与物在同侧,所成的像为虚像。
(8)[13]根据折射时光路是可逆的,保持蜡烛和光屏的位置不变,此时物距等于原来的像距63cm-50cm=13cm,此时物距处于f和2f之间,即凸透镜移到23cm处,凸透镜成倒立放大的实像。
4. 较暗 同一高度 C 不能 像距过大,超出了光具座所提供的长度
【详解】(1)[1]探究凸透镜成像规律的实验,用点燃的蜡烛的烛焰成像,在较暗的环境中效果明显,更易观察。
(2)[2]实验中需要调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,使像成在光屏中央。
(3)[3]随着蜡烛燃烧变短,为了使像成在光屏中央,最合理的方法是让烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度,因此应将凸透镜和光屏都向下移动一些,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)[4][5]将图中的凸透镜换成焦距为30cm的凸透镜,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,则物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立、放大的实像,像距大于二倍焦距,即v>60cm,由图可知,像距过大,超出了光具座所提供的长度,所以光屏上找不到清晰的像。
5. 10.0 同一高度 照相机 放大 D
【详解】(1)[1]当平行光经过凸透镜时,会发生偏折,汇集于凸透镜焦点,焦点到凸透镜光心的距离,称为焦距,由图可知,该凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2]为了使像成在光屏中心,实验时要将蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心调整至同一高度。
(3)[3]将点燃的蜡烛移到标尺10.0cm处,此时物距为40.0cm,大于两倍焦距,成的是倒立、缩小的实像,与照相机的成像原理相同。
(4)[4]保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到标尺35.0cm处,此时物距为15.0cm,处于一倍和两倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像。
(5)[5]如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住,凸透镜没有被纸板遮挡的部分仍能成完整的像,但因为经过凸透镜的光线变少,所以像会变暗。
故选D。
6. 下 10.0 近视 不动 能
【详解】(1)[1]由图知,烛焰、凸透镜和光屏三者中心不在同一高度,烛焰的像比较靠上,根据光线过光心不改变方向,所以蜡烛向上移动,或凸透镜向下移动,或光屏向上移动,像才能成在光屏的中心。
[2]如图,物距
u=40.0cm一20.0cm=20.0cm
像距
u=60.0cm一40.0cm=20.0cm
物距等于像距,成倒立、等大的实像,满足条件
u=2f=20.0cm
凸透镜的焦距
f=u==20.0cm=10.0cm
[3]将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间且较靠近凸透镜,结果光屏上原来清晰的像变得模糊,将光屏远离凸透镜移动到某一位置时,光屏上又看到烛焰清晰的像,说明透镜对光线起发散作用,凹透镜对光线有发散作用,近视眼镜为凹透镜,由此可知该眼镜片可用来矫正近视眼。
(2)[4]取下凸透镜,在原透镜位置正确放置带小孔的遮光板,是通过小孔成像,小孔成等大实像时物距等于像距,光屏的位置不动。
(3)[5]光源及光屏位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板,是利用平面镜成像,因平面镜成像时像距等于物距,故在光源一侧透过玻璃板观察,能在光屏位置看到像。
7. 会聚 焦距 放大 投影仪 靠近
【详解】(1)[1][2]凸透镜对光有会聚作用,它会将正对着它射来的平行的太阳光会聚在一点,这一点是透镜的焦点。测出这点到透镜中心的距离,就等于透镜的焦距,凸透镜成像情况与透镜的焦距有关。
(2)[3][4]此时,物距小于像距,这是物距大于一倍焦距小于二倍焦距时的成像情况,像距大于二倍焦距。此时成的是倒立、放大的实像。投影仪就是利用这一原理工作的。
(3)[5]当用焦距较小的凸透镜替换原来的凸透镜时,物距与焦距的比值变大了,相对来说,相当于物距变大了,此时像要变小,像距也要变小。因此要想在光屏得到的清晰的像,需要将光屏向透镜方向移动。
8. 左 B 放大镜
【详解】(1)[1]蜡烛和凸透镜的位置不动,则此时物距为
成倒立、缩小的实像,像距应,即,则应将光屏移到50.0cm~60.0cm的刻度范围内,故应将光屏向左移动。
(2)[2][3]保持凸透镜位置不变,蜡烛移动至32cm刻度线处,此时的物距小于焦距,成正立、放大的虚像,像与物体在凸透镜的同一侧,则人眼应在图中B处观察烛焰的像,生活中放大镜的成像原理与此相同。
9. 在同一水平直线上 倒立、放大的实 投影仪 C 上
【详解】(1)[1]为使烛焰的像能呈现在光屏的中心,需要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心位置跟烛焰中心的位置大致在同一高度。
(2)[2][3]由图知,像比物体大,是倒立的,能够在光屏上呈现,所以为实像,所以成的是倒立、放大的实像,其应用是投影仪或幻灯机。
(3)[4]将凸透镜的一部分遮住后,其它部分仍能折射光而成完整的像,只是像比原来变暗。
(4)[5]凸透镜成倒立的实像,若烛焰的像成在光屏的上方,说明光屏的位置太靠下,所以光屏要向上移动。
10.(1) 10.0 同一高度上
(2)缩小
(3) 右侧 虚
(4) 上 上
(5) 靠近 是
【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
[2]为了使像成在光屏的中心,实验前需要调整烛焰、凸透镜、光屏,使三者的中心大致在同一高度,因此需要点燃蜡烛。
(2)将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处,把点燃的蜡烛放置在光具座15cm刻度线处时,此时物距为35cm,大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
(3)[1][2]蜡烛移至45cm刻度线处时,物距
此时u<f,成正立、放大的虚像,像物同侧,所以应在右侧观察。
(4)[1][2]随着蜡烛的燃烧,蜡烛越来越短,根据光线过光心不改变方向,像向上移动,则把光屏向上移动即到中央。
(5)[1]如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,物距变大,像距变小,仍要在光屏上得到清晰的像,光 屏应向靠近透镜的方向移动。
[2]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。
11.(1)下
(2)照相机
(3)变小
【详解】(1)实验开始前,首先在光具座上依次安装发光体、凸透镜和光屏,并进行调节,使它们的中心在同一高度,实验中出现了如图所示的情形,要使像成在光屏的中央,应将光屏向下调整。
(2)已知凸透镜的焦距为10cm,将烛焰放在距离凸透镜25cm处,物距大于2倍焦距,调节光屏可得到倒立、或缩小的实像,应用这个原理工作的仪器为照相机。
(3)在上述实验的基础上,将蜡烛向远离透镜方向移动,物距变大,像距变小,要在光屏上得到清晰的像应将光屏靠近透镜,光屏上的像变小。
12. 同一高度 照相机 35 0
【详解】(1)[1]为使得像成在光屏中心,实验前,应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致处于同一高度。
(2)[2]如图所示,此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用是照相机。
[3]根据光路可逆,将物距和像距对调,仍可以在光屏得到烛焰清晰的像,所以保持上述实验中蜡烛、光屏位置不变,应将凸透镜移动到35cm刻度处。
(3)[4]改用焦距为5cm的凸透镜继续进行实验,将这个凸透镜放在光具座上50cm刻度线处,则图中光屏在二倍焦距以外,将点燃的蜡烛从光具座上5cm刻度线处缓慢地向右移动到40cm刻度线处,则物距始终大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,光屏上始终不能呈现清晰的像,即在光屏上得到烛焰清晰像的次数为0。
13.(1)10.0
(2)能,倒立等大的实像
【详解】(1)由图甲可知,焦点到凸透镜的距离为
30.0cm−20.0cm=10.0cm
所以凸透镜的焦距为f=10.0cm。
(2)当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时,则
u=v=20.0cm=2f
时,在光屏上能成倒立等大的实像。
14. 10.0 使像成在光屏中央 缩小 远离 不能 上 物距等于1倍焦距
【详解】(1)[1]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、最亮的光斑,此光斑为焦点,由图得,该凸透镜的焦距是
(2)[2]凸透镜中,过光心的光线不发生偏转,点燃蜡烛后,调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心大致在同一高度上,其目的是为了使像成在光屏的中心。
(3)[3]由图得,物距大于像距,此时凸透镜成的是倒立、缩小的实像。
(4)[4]芳芳将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处,在凸透镜位置不变时,此时物距为
此时凸透镜成的像是放大、倒立的实像,像与物体在凸透镜两边,像距满足
所以要在光屏上成清晰的像,光屏应向远离凸透镜方向移动。
(5)[5]芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处,在凸透镜位置不变时,物距为
此时凸透镜成的像是虚像,不能在光屏上呈现。
(6)[6]实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,由过光心的光线不发生偏转得,光屏上的像向上移动。
(7)[7]虚像不能在光屏上呈现,若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏上都得不到像,可能是因为物距小于一倍焦距,凸透镜成的是虚像。
15.(1)10
(2) 60~70cm 缩小 有放大的像 远离
(3)C
(4)C
【详解】(1)如图所示,当物距是20cm时,像距也是20cm,根据凸透镜成像规律,蜡烛此时位于2倍焦距处,所以焦距是10cm。
(2)[1][2]将凸透镜固定在50cm处,蜡烛放在10cm处,此时物距是40cm,因为凸透镜焦距是10cm,所以蜡烛在两倍焦距外,根据凸透镜成像规律,此时成倒立缩小的实像,成像在1倍焦距和2倍焦距之间,故像在60~70cm范围内。
[3]将蜡烛和光屏取下互换位置,根据光路可逆,光屏上仍然有像。因为此时蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间,根据凸透镜成像规律,此时成倒立放大的实像。
[4]将近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,因为近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,此时像会成在光屏的后方,根据物远像近像变小规律,应该将蜡烛远离凸透镜。
(3)要想成实像,蜡烛要在1倍焦距外直到2倍焦距外。根据图示,蜡烛在50cm处,尺子能提供的最大物距和像距只有50cm。焦距为12cm和5cm时,对应的2倍焦距为24cm和10cm,尺子够用;当焦距为30cm时,对应的2倍焦距为60cm,尺子不够用。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(4)将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透,物距逐渐增大,根据凸透镜成实像时规律:物远像近像变小,像距逐渐减小,像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距。物体在一倍焦距和二倍焦距之间时,像在二倍焦距以外,且蜡烛移动较小的距离,像就移动很大的距离,所以像距变化较快;物体在二倍焦距以外时,像在一倍焦距和二倍焦距之间时,且蜡烛移动较大的距离,像移动较小的距离,所以像距变化较慢,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
答案第1页,共2页
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