2025年中考物理第二轮实验题专训：透镜及其应用的探究题

2025年中考物理第二轮实验题专训:透镜及其应用的探究题 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、实验题 1.物理学习小组,选择如图所示四个透镜进行实验(其中A、B和C、D两组形状相同,它们分别用玻璃、塑料、水晶制作而成): (1)为了探究“焦距大小与透镜球形面弯曲程度关系”,小组应选择图中哪两个做实验? 答: (选填字母序号);通过实验得到了如图甲、乙所示的实验现象,比较两次实验现象,可以得到结论:凸透镜表面越凸,焦距越 . (2)你觉得凸透镜的焦距除了和凸起程度有关以外,还可能和什么其他因素有关?你的猜想是 . (3)如图甲所示,太阳光通过三棱镜后,在光屏上会形成一条彩色光带,产生该现象的原因是白光中包含的不同颜色的光通过三棱镜发生折射时的偏折程度不同;如图乙所示,这个物理小组分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴入射,测得它们的焦距F1、F2,则F1 F2(选填“大于”、“等于”和“小于”). 2.小华探究凸透镜的成像规律. (1)课间,小华到室外利用太阳光来测量凸透镜的焦距,得到如图甲所示的光路图. (2)当烛焰位于如图乙所示位置时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立的 实像,若将蜡烛远离透镜2cm,此时像的大小比原来的像要 些(选填“大”或“小”).若不移动光屏,在凸透镜前适当的位置放置 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”),也可以在光屏上再次出现清晰的像. (3)实验中你是如何观察烛焰经凸透镜所成的虚像的: . 3.实验小组的同学利用凸透镜,配合其它器材,通过合作完成了相关探究。 (1)鉴别:桌上有凸透镜和凹透镜,请设计一种不影响透镜清晰度的简捷方法挑选出凸透镜: 操作方法 ; 判断依据 ; (2)测焦距: 阳光明媚,同学们来到教室外面,太阳光通过凸透镜在墙上出现了一个椭圆形的光斑,然后移动透镜直到光斑最小时,测出光斑到凸透镜镜面的垂直距离,得出该凸透镜的焦距,在汇报时,老师指出他们测的这个距离并不是凸透镜的焦距,请你帮他们分析实验失败的两个原因: 一是 ; 二是 ; 于是他们调整了实验方案,如图所示,重新测出了凸透镜的焦距为 cm; (3)探讨“凸透镜的成像规律”: ①仪器的安装 将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上, (点燃\不点燃)蜡烛,调节高度,使 和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,目的是 ;实验中他们发现光屏上的像偏下,那么应该把凸透镜向 (上\下)调节; ②找清晰的像 实验成败的关键是能否在光屏上呈现烛焰清晰的像。如图所示,实验小组的同学先将凸透镜移到50cm刻度线处,将蜡烛移到10cm刻度线处,算出此时的物距u= cm;接着移动光屏,当光屏上的像由不清晰变为清晰、再由清晰变为不清晰,通过对比找到了清晰的像的位置。实验小组的三个同学分别完成上述操作,测出的像距分别是11cm、14cm、17cm,他们测得结果差异较大的原因是 ; ③成像规律的探究 (a)光屏移到如上图所示位置时,会呈现清晰的 (正立\倒立)、 (放大\等大\缩小)的像; (b)保持凸透镜位置不动,将蜡烛每次向凸透镜靠近5cm,并且移动光屏直到呈现清晰的像,做了五次,他们发现光屏逐渐向 (靠近\远离)凸透镜方向移动,像的大小 (变大\不变\变小\先变大后变小\先变小后变大); (c)实验时,用手挡在光屏前,发现光屏上的像消失了,在手上却出现了一个圆形光斑,把手拿开,光屏上再次呈现清晰的像,由此判断凸透镜成的是 (实\虚)像; (d)如上图所示,保持蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向 (蜡烛\光屏)方向移动,光屏上会再次呈现清晰的 (正立\倒立)、 (放大\等大\缩小)的像;由此他们推断出通过凸透镜的光发生折射时光路是 的; (e)要使得出凸透镜成像规律具有普遍性,需要改变 (物距\凸透镜的焦距)重复实验; (f)实验小组的同学用两个不同的凸透镜,进行了两次实验,如图所示; 在实验1中,在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”;在实验2中,通过凸透镜观察到正立、放大的“烛焰”,则实验1中使用的凸透镜的焦距 (大于\小于\等于)实验2中使用的凸透镜的焦距; ④拓展探究 (a)当烛焰在光屏上成实像时,用一本书放在凸透镜前,从上向下移动,逐渐遮挡住镜面,发现光屏上的像大小将 (变大\变小\不变),像的亮度将 (变亮\变暗\不变);当书把凸透镜全部遮住时,光屏上的像将 ; (b)将蜡烛透镜A的距离由200cm处移至150cm处的过程中,光屏上所成的像与透镜间的距离均约为12cm,据此判断透镜的焦距约为12cm,运用这种方法测出来的焦距与实际相比 (偏大\等于\偏小);由于光屏上的像太小,于是用另一个焦距为5cm的凸透镜B将像放大了再观看,如图所示,为了不改变像的正倒,此时凸透镜B到光屏的距离应 ;若取下光屏,将凸透镜B放在 (原光屏左侧一点\原光屏\原光屏右侧一点)的位置,通过透镜B还能看到刚才的像,这跟 (望远镜\显微镜)的成像原理相似; (c)实验小组的同学为了模拟幻灯机,如图所示,在鞋盒侧壁上开了一个孔,将凸透镜嵌在小孔中,将正在播放电影的手机固定在鞋盒中适当的位置,盖上盒盖,居然可以墙上看电影,此时手机到凸透镜的距离应满足 的条件,为了便于观看,手机上的画面应该朝 (上\下); (d)他们发现用蜡烛做实验不能全面的体现出像和物的正倒关系,于是用LED灯做成字母“F”替换蜡烛,在光屏上成清晰的像,在光屏后面观察物和屏上的像,他直接看到的物为“F”,则他看到屏上像的形状为 ; A. B. C. D. (e)实验小组的同学用自制的水透镜来探究眼睛的成像原理和视力的矫正(当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大)。如图甲所示能在光屏上成清晰的像,现将蜡烛向右移动一段距离,保持水透镜和光屏位置不动,要在光屏再次呈现清晰的像,应 (向水透镜里注水\从水透镜里抽水);一个同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”,如图乙所示,当将光屏向右移动后,他发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该同学戴的是 眼镜(近视\远视)。 4.在“探究凸透镜成像规律”的实验中: (1)如图甲,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;实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在 高度上。 (2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像。 (3)实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向 (选填“上”或“下”)方移动。 (4)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向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 眼镜(选填“近视”或“远视”)。 5.如图所示,铭远同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。 (1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,实验前,应调节烛焰和光屏的中心在上 ;之后,固定好光源和光屏,无论怎样移动凸透镜,光屏上始终不能呈现清晰的像,原因可能是 ; (2)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,像的特点是倒立 的实像,如果去掉光屏,眼睛处 (选填“能”或“不能”)看到这个像;若仅将蜡烛与光屏位置对调,仍能在光屏上看到清晰的倒立 的实像; (3)如果将蜡烛移至距透镜5cm处,此时应从 (选填“蜡烛”“光屏”)一侧透过透镜观察像的特点; (4)在图乙所示实验场景下,该同学给水透镜“戴上”一种眼镜(如图丙所示),当从水透镜中注入适量的水后,他发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断图丙中戴上的眼镜是 眼镜(选填“近视”或“远视”)。 (5)如图1所示为某同学的照片,图2是将图甲中的水透镜紧贴照片,然后逐渐远离照片,透过透镜看照片的像,则在远离的过程中看到的顺序是 。 A.②③④① B.③②①④ C.②③①④ D.④①②③ 6.小丽在做“探究凸透镜成像规律”的实验中进行了如下操作: ⑴如图所示,她将一束平行光经过凸透镜,调节光屏的位置直到在屏上得到一个最小、最亮的光斑,则该凸透镜的焦距是 cm. ⑵如果在实验中将蜡烛和透镜的位置固定后,无论怎样移动光屏都得不到像,其原因可能是 (回答一种情况即可). ⑶调整后,小明把蜡烛置于如图所示的位置,移动光屏得到一个清晰的蜡烛的像(光屏未画出),该像是 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;我们知道 (选填 “照相机”或“投影仪”)就是利用这一成像规律制成的. ⑷小明给凸透镜“戴上”自己的近视眼镜,为了使烛焰在光屏上再次成清晰的像,应将光屏 (选填“远离”或“靠近”)透镜. 7.如图所示,乐乐同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。 (1)如图甲所示,一束平行于主光轴的光射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为 cm; (2)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏在图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成 (选填“照相机”或“投影仪”); (3)在图乙所示实验场景下,乐乐同学从水透镜中抽出适量的水后,他发现烛焰清晰的像变得模糊了,为了使光屏上再次得到清晰的像,乐乐同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图丙所示),在不移动光屏的情况下,光屏上也能成清晰的像,由此判断乐乐同学戴的是 透镜(选填“凸”或“凹”)。 8.小刚同学利用如图所示的装置探究“平面镜成像的特点”。 (1)用薄玻璃板代替平面镜的目的是 ; (2)把点燃的蜡烛A、薄玻璃板安装在如图所示的位置,这时薄玻璃板所在的平面与光具座应该是 放置的。将与蜡烛A等大的蜡烛B放在玻璃板右侧,移动蜡烛B直至与蜡烛A的像完全重合,此时蜡烛B应位于图中 cm刻度线处; (3)保持器材在光具座上的位置不变,将薄玻璃板换成凸透镜,蜡烛B换成光屏,小刚将光屏向右移动一段距离,光屏上出现了烛焰明亮清晰的像,这个像的性质应该是倒立、 的实像。凸透镜的焦距应该 (填“大于10cm”“等于10cm”或“小于10cm”)。若这个像成在了光屏的上方,小刚应向 调节蜡烛A的高度,才能使烛焰的像成在光屏的中心。 9.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律"实验。 (1)为了保证像成在光屏中央,调整凸透镜和光屏的中心与烛焰中心大致在 ;如图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。此凸透镜的焦距 cm。 (2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出),则该像是 立、 的实像。 (3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片,则将光屏向 (选填“左"或“右",下同)移动才能再次看到清晰的像。 (4)若在图乙中让蜡烛缓慢向左移动,发现光屏上“烛焰尖部"变模糊,则将晃屏向 移动,“烛焰尖部"又会变清晰。 10.如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置,透镜固定在光具座的50.0cm刻度处,蜡烛和光屏各位于光具座上0cm和100.0cm刻度处。 (1)实验时,调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上,使像成在光屏的中央。为了能从不同方向看到光屏上的像,光屏应选用 (选填“光滑”或“粗糙”)的白板; (2)将蜡烛和光屏以相同大小的速度同时向靠近凸透镜方向移动,当光屏位于70.0cm时恰好在光屏上看到一个清晰的像,则该透镜的焦距是 cm; (3)实验时,保持凸透镜在光具座上50.0cm刻度线处,将蜡烛移至光具座上10.0cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像的性质是倒立的、 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像, (选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜”)就是根据这一原理工作的;此时,将蜡烛和光屏的位置对调, (选填“向左”“向右”或“不”)移动光屏,会在光屏上得到一个清晰的像; (4)如果向右移动蜡烛后,不移动光屏,要在光屏上得到清晰的像,应该在蜡烛和光屏之间放上一个 透镜(选填“凸”或“凹”)。 11.在探究“凸透镜成像规律”的实验中。 (1)如图甲所示,让平行光正对着凸透镜照射,左右移动光屏,直到光屏出现一个最小最亮的光斑,测得凸透镜的焦距f= cm; (2)如图乙所示,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,左右移动光屏,在光屏上能否得到清晰的烛焰像?为什么?答: 、 ; (3)如图丙所示,烛焰能在光屏上形成清晰的像,此像是 、 的实像。如果此时撤去光屏,人眼在如图所示的位置 (选填“能”或“不能”)直接看到烛焰的实像; (4)在图丙中,保持凸透镜的位置不变,如果蜡烛向左移动5cm,为了在光屏上得到一个清晰的像,光屏应该向 (选填“左”或“右”)移动。 12.用焦距10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,如图所示.(凸透镜的位置固定不动),记录实验数据如下表: (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,实验时应该将烛焰、凸透镜、光屏调整到 ,实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短,则光屏上烛焰的像也将逐渐向 移动; (2)表格空白的地方应该填内容是 ; (3)若已在光屏上成清晰的像,此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分,则所成的烛焰的像为 (选填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”). 13.小渝将水充入一个透明塑料模具,制成“水凸透镜”,并用此装置探究凸透镜成像规律。 (1)如图甲所示将水凸透镜固定到光具座上,用平行光照射透镜,前后移动光屏,直到光屏上呈现一个 的光斑,测出凸透锐的焦距为10.0cm; (2)再将蜡烛置于光具座上,并让烛焰、透镜光心和光屏中心处于 ,蜡烛如图乙所示位置放置时,光屏上恰好呈现清晰的像,此时物距为 m,光屏上呈现 (选填“放大”或“缩小”)的实像,这与生活中 (选填“放大镜”、“照相机”或“投影仪”)原理相同; (3)保持图乙中各物体位置不变,将装水的注射器连接上水凸透镜,如图丙所示,缓慢向透镜中注水,水凸透镜厚度增加,光屏上的像逐渐模糊,为使像变清晰,应当 (选填“向左”或“向右”)移动光屏,重新呈现的像与之前的像相比 (选填“更大”、“更小”或“大小不变”)。同组的小南认为,如果不移动蜡烛和光屏,而将一个度数适当的老花镜紧贴着放在水凸透镜左侧,也能使光屏上的像重新清晰,你认为小南的说法是 (选填“正确”或“错误”)的。 14.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。 (1)在凸透镜焦距未知的情况下,小东将部分实验证据填入表格。请你将表格的空白处填写完整,并写出你填写的依据 ;该透镜的焦距为 。 序号 物距/cm 成像情况 像距/cm 1 50 倒立、缩小、实像 12.5 2 40 倒立、缩小、实像 13 3 15 倒立、放大、实像 30 4 12.5 倒立、放大、实像 5 20 倒立、等大、实像 20 (2)小红得出成像规律后,她用凸透镜制作了简易照相机,如图,其中大纸筒一端嵌上一个凸透镜,小纸筒一端蒙上一层半透明纸。 ①如图,请完成A点通过凸透镜所成像的光路图 。 ②如果想在半透明的纸上观察到清晰的像接下来应将半透明纸板 ,这个像的性质是 。 ③若想在半透明的纸上观察到的像变大,应如何操作 15.小华做“探究凸透镜成像规律”实验: (1)将平行光 凸透镜,移动光屏,直至光屏上形成一个最小最亮的光斑,如图甲所示,该凸透镜的焦距为 cm; (2)将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上,这样做目的是使像呈现在 ; (3)将蜡烛移动到图乙所示位置,需向 侧移动光屏,直至在光屏上找到 的倒立、缩小的实像。 试卷第1页,共3页 试卷第1页,共3页 学科网(北京)股份有限公司 《2025年中考物理第二轮实验题专训:透镜及其应用的探究题》参考答案 1. AC 小 凸透镜的焦距可能与透镜材料有关 大于 【详解】(1)[1] 要探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”,应选择材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同的透镜做实验,故应选A、C; [2] 由甲、乙所示的实验现象可知,凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越小; (2)[3] A、B两个凸透镜球形表面弯曲程度相同,而材料不同,因此可以用它们探究:凸透镜的焦距大小与材料的关系; (3)[4]根据图甲可知,红光的偏折程度比紫光小,所以经过同一个凸透镜之后,紫光会提前会聚,红光会延迟会聚,因此用红光测得的焦距会大于用紫光测得的焦距。 2. 放大 小 近视眼镜 在光屏一侧透过透镜观察 【详解】(2)由图示可知,透镜的焦距为20cm,烛焰所处的位置在一倍焦距到二倍焦距之间,所成的像是倒立放大的实像;若将蜡烛远离透镜2cm,此时的物距变小,像将会变小,像距将变小,如果不移动光屏,则需在适当位置放出一个凹透镜(近视镜),也可以让光屏上再次出现清晰的像;(3)凸透镜所成的虚像与物体在透镜的同一侧,所以应在光屏一侧透过透镜观察. 3. 用透镜看近处书本上的字 见解析 见解析 见解析 10.0 点燃 烛焰 使像成在光屏中央 上 40.0 没有使光屏上的像最清晰时就测量像距 倒立 缩小 远离 变大 实 蜡烛 倒立 放大 可逆 凸透镜的焦距 小于 不变 变暗 消失 偏大 小于5cm 原光屏右侧一点 望远镜 下 C 向水透镜里注水 近视 【详解】(1)[1][2]操作方法是用透镜看近处书本上的字;使字的像放大的是凸透镜,缩小的是凹透镜,因为物距小于凸透镜一倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,属于放大镜原理。 (2)[3][4][5]凸透镜可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点,焦点到光心的距离是焦距。失败的原因一是可能没有让凸透镜正对太阳光,二是可能没有准确测量光斑到凸透镜中心的距离。由图可知,凸透镜的焦距为 (3)① [6][7][8]将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调节高度,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,目的是使像成在光屏中央。 [9]实验中他们发现光屏上的像偏下,根据过光心的光线传播方向不变,那么应该把凸透镜向上调节,使像重新成在光屏中央。 ②[10][11]物距为 u=50.0cm-10.0cm40.0cm 测出的像距分别是11cm、14cm、17cm,他们测得结果差异较大的原是没有使光屏上的像最清晰时就测量像距。 ③(a)[12][13]光屏移到如上图所示位置时,物距大于两倍焦距,且大于像距,成倒立、缩小的实像。 (b)[14][15]保持凸透镜位置不动,将蜡烛每次向凸透镜靠近5cm,并且移动光屏直到呈现清晰的像,做了五次,即把物体移到了35cm处,此透镜的焦距是10cm,所以蜡烛在一倍焦距以外,遵循物近像远,像变大的规律,所以像距变大(即光屏逐渐向远离凸透镜方向移动),且像也变大。 (c)[16]实验时,用手挡在光屏前,发现光屏上的像消失了,在手上却出现了一个圆形光斑,把手拿开,光屏上再次呈现清晰的像,只要能呈现在光屏上的,都是实像,由此判断凸透镜成的是实像。 (d)[17][18][19][20]光折射中,光路是可逆的,保持蜡烛和光屏位置不变,将凸透镜向蜡烛方向移动,当物距和像距对调时,物距小于像距,光屏上会成一个清晰的倒立、放大的实像。 (e)[21]要使得出凸透镜成像规律具有普遍性,需要换用不同的凸透镜重新做实验,即改变凸透镜的焦距重复实验。 (f)[22]由图可知,实验1中,在凸透镜的另一侧的光屏上观察到倒立、放大的“烛焰”,即物距在一二倍焦距之间;在实验2中,通过凸透镜观察到正立、放大的“烛焰”,则物距小于一倍焦距,由此判断实验1中使用的凸透镜的焦距小于实验2中使用的凸透镜的焦距。 ④(a)[23][24][25]当烛焰在光屏上成实像时,用一本书放在凸透镜前,从上向下移动,逐渐遮挡住镜面,光线仍可以通过透镜的其余部分成完整的像,发现光屏上的像大小将不变,由于透过凸透镜的光线减少,像的亮度将变暗;当书把凸透镜全部遮住时,没有光透过透镜,光屏上的像将消失。 (b)[26][27][28][29] 物距大于二倍焦距时,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,根据“物远像近像变小”可推知:当物体到凸透镜的距离远远大于二倍焦距时,像距稍大于焦距。将蜡烛透镜A的距离由200cm处移至150cm处的过程中,光屏上所成的像与透镜间的距离均约为12cm,据此判断透镜的焦距约为12cm;因为像距仍大于一倍焦距,小明运用这种方法测出来的焦距与实际相比偏大;由于光屏上的像太小,于是用另一个焦距为5cm的凸透镜B将像放大了再观看,为了不改变像的正倒,根据放大镜原理,此时凸透镜B到光屏的距离应小于5cm,这样呈现的倒立缩小实像在B透镜的焦点之内;若取下光屏,将凸透镜B放在原光屏右侧一点的位置,通过透镜B还能看到刚才的像,这跟望远镜的成像原理相似,凸透镜A相当于物镜,凸透镜B相当于目镜。 (c)[30][31]当物距满足时,像距大于二倍焦距,成倒立、放大的实像,应用是投影仪、幻灯机,所以为了便于观看,手机上的画面应该朝下。 (d)[32]凸透镜成倒立的实像,上下左右均颠倒,所以在光屏后面观察物和屏上的像,他直接看到的物为“F”,则他看到屏上像的形状为C选项。 (e)[33][34]如图甲所示能在光屏上成清晰的像,现将蜡烛向右移动一段距离,物距变小,则像距变大,要在光屏再次呈现清晰的像,应往水透镜里注水,减小像距,增强凸透镜的折光能力,使得像提前会聚成像;一个同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”,如图乙所示,当将光屏向右移动后,他发现烛焰的像再次变得清晰,像远离水透镜,说明戴上的是具有发散作用的凹透镜,由此判断该同学戴的是近视眼镜。 4. 10.00 同一 放大 上 远视 【详解】(1)[1]由题意可知,该光斑到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距,由图甲可知,凸透镜位于10.0cm处,光斑位于20.0cm处,故该凸透镜的焦距为 f=20.0cm-10.0cm=10.0cm [2]为了使像成在光屏中央,实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们在同一高度上。 (2)[3]由图乙可知,此时物距为15cm,大于一倍焦距小于二倍焦距,故可知此时凸透镜所成的像为倒立、放大的实像。 (3)[4]实验过程中,随着蜡烛的燃烧,烛焰的高度逐渐降低,经凸透镜折射后,烛焰的像在光屏上的位置会向上方移动。 (4)[5]在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜后,将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,说明此时光线会聚点向透镜方向移动,即放入该眼镜后,凸透镜对光的偏折能力将增强,故可知该眼镜是凸透镜,即远视眼镜。 5. 同一高度 光源与光屏距离太近 缩小 能 放大 光屏 近视 B 【详解】(1)[1] 根据透过透镜中心的光线传播方向不变,实验前应调节烛焰和光屏的中心在上同一高度。 [2] 之后固定好光源和光屏,无论怎样移动凸透镜,光屏上始终不能呈现清晰的像,原因可能是光源与光屏距离太近,在一倍焦距以内,像在透镜左侧。 (2)[3] [4] [5] 该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图乙所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,此时物距大于像距,像的特点是倒立缩小的实像,去掉光屏后在眼睛处能看到这个像;若仅将蜡烛与光屏位置对调,根据光路的可逆性,此时物距小于像距,仍能在光屏上看到清晰的倒立放大的实像。 (3)[6] 如果将蜡烛移至距透镜5cm处,此时物距小于一倍焦距,物像同侧,成正立放大的虚像,此时应从光屏一侧透过透镜观察像的特点。 (4)[7] ]在图乙所示实验场景下,该同学给水透镜“戴上”一种眼镜(如图丙所示),当从水透镜中注入适量的水后,凸透镜的折射能力变强,他发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断图丙中戴上的眼镜是由凹透镜制成的近视眼镜。 (5)[8] 将凸透镜紧贴在照片,说明物距小于一倍焦距,凸透镜成的虚像是放大的,物体离凸透镜越近,像越接近物体的大小,也就是成的虚像越小,故先看到③,然后是②,当在一倍焦距远离凸透镜的过程中,看到的像逐渐变大;当大于一倍焦距时,成倒立的像,即看到的为①,继续远离大于2倍焦距时,看到的是倒立缩小的实像,即为④,故四个像的顺序为③②①④。 故选B。 6. 10.0 蜡烛烛焰、透镜和光屏三者的中心不在同一高度 缩小 照相机 远离 【分析】(1)根据凸透镜对光线的折射作用知:平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,然后可知其焦距;(2)为使像成在光屏中央,实验前要调节烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度;(3)根据物体在凸透镜二倍焦距之外的成像性质进行判断;(4)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小. 【详解】(1)由焦距的概念知,凸透镜的焦距:f=40.0cm-30.0cm=10.0cm; (2)实验中将蜡烛和透镜的位置固定后,无论怎样移动光屏都得不到像;其原因可能是因为物距小于一倍焦距,成了虚像,不能成在光屏上;也有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上,像无法成在光屏上;还有可能物体在焦点上,不能成像,或光具座的长度小于凸透镜的4倍焦距. (3)小明把蜡烛置于如图2所示的位置,此时的物距为u=40.0cm-10.0cm=30.0cm,物距大于二倍焦距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机; (4)小明给凸透镜“戴上”自己的近视眼镜,即凹透镜,则光线会发散,像的位置会向右移动,故应将光屏远离凸透镜,才能在光屏上呈现清晰的像. 7. 8.0 照相机 凸 【详解】(1)[1]光屏上得到一个最小光斑时,这个点是凸透镜的焦点,该点到凸透镜的距离为焦距,由图可知,此时水透镜的焦距为8.0cm。 (2)[2]由图可知,此时物距大于像距,由凸透镜成像的规律可知,此时光屏上呈现倒立、缩小的实像,所以利用此成像特点可制成照相机。 (3)[3]当从水透镜中抽出适量的水后,对光线的会聚能力变弱,相当于增大了焦距,在物距不变的情况下,像距会变大,像会向右移动,乐乐同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”,在不移动光屏的情况下,光屏上也能成清晰的像,说明此时的像提前会聚了,所以该眼镜为凸透镜。 8. 便于确定像的位置 垂直 70.0 放大 大于10cm 上 【详解】(1)[1]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,所以应选用薄玻璃板;透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧,故可以方便的确定像的位置。 (2)[2][3]把点燃的蜡烛A、薄玻璃板安装在如图所示的位置,这时薄玻璃板所在的平面与光具座应该是垂直放置的,此时物距为 u=50.0cm﹣30.0cm=20.0cm 平面镜成像中像距等于物距,则像距也为20.0cm,所以蜡烛位置为 50.0cm+20.0cm=70.0cm (3)[4][5]保持器材在光具座上的位置不变,将薄玻璃板换成凸透镜,蜡烛B换成光屏,小刚将光屏向右移动一段距离,则此时物距小于像距,光屏上出现了烛焰明亮清晰的像,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,此时物距满足 f<u=20cm<2f 解得 10cm<f<20cm [6]若这个像成在了光屏的上方,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。 9. 同一高度 10.0 倒 放大 右 左 【详解】(1)[1][2] 为了保证像成在光屏中央,调整凸透镜和光屏的中心与烛焰中心大致在同一高度; [3][4] 由图知,光斑即焦点处,所以焦距f=60.0cm−50.0cm=10.0cm; 当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时,物距为50cm−35cm=15cm,大于1倍焦距小于2倍焦距,凸透镜能成倒立放大的实像; (2)[5]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; (3)[6]火焰向左移动,物距增大,像距减小,将光屏向左移动,“烛焰尖部"又会变清晰。 10. 粗糙 10.0 缩小 照相机 不 凸 【详解】(1)[1]凹凸不平的表面会把平行的入射光线向着四面八方反射,这种反射叫漫反射。为了从不同方向观察光屏上的像,光屏应选用粗糙的白板。 (2)[2]凸透镜固定在光具座的50.0cm刻度处,蜡烛和光屏各位于光具座上0cm和100.0cm刻度处,将蜡烛和光屏以相同大小的速度同时向靠近凸透镜方向移动,当光屏位于70cm时恰好在光屏上看到一个清晰的像,像距为 v=70.0cm-50.0cm=20.0cm 此时的光屏移动了 l=100.0cm-70.0cm=30.0cm 蜡烛也移动30.0cm,位于30.0cm处,物距为 u1=50.0cm-30.0cm=20.0cm 像距等于物距,则该透镜的焦距为 (3)[3][4]实验时,保持凸透镜在光具座上50.0cm刻度线处,将蜡烛移至光具座上10.0cm刻度线处,此时的物距 u2=50.0cm-10.0cm=40.0cm>2f 移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像的性质是倒立的、缩小的实像,照相机就是根据这一原理工作的。 [5]此时,将蜡烛和光屏的位置对调,根据光路的可逆性,不移动光屏,会在光屏上得到一个清晰的像。 (4)[6]凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,如果向右移动蜡烛(物距变小),则像距应变大,若不移动光屏,要在光屏上得到清晰的像,根据凸透镜对光线有会聚作用,故可在烛焰和透镜之间放置一个凸透镜。 11. 15.0 不能 因为物距小于焦距,凸透镜成正立放大的虚像,不能用光屏接收 倒立 放大 能 左 【详解】 (1)[1]在图甲中,平行光线经凸透镜折射后会聚到一点,光屏上得到的最小、最亮的光斑,即是凸透镜的焦点,所以凸透镜的焦距为 (2)[2][3]由图乙可知,此时的物距为 则 所以根据凸透镜成像规律可知,成正立放大的虚像,故不能用光屏接收。 (3)[4][5]由图丙可知,此时的物距为 物距大于焦距但小于二倍焦距,凸透镜成倒立放大实像。 [6]当撤去光屏,人眼相当于一光屏,所以人眼在光屏的位置能直接看到烛焰的实像。 (4)[5]当凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动5cm,此时物距增大,根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”可知,为了在光屏上得到一个清晰的像,需要减小像距,即将光屏向左移动。 12. 较暗 同一水平高度 上 倒立、放大的实像 亮度稍暗的完整的像 【详解】(1)在做凸透镜成像时,为了便于观察,应是光线较暗的环境下进行;为了使像能成在光屏的中心处,应让烛焰、凸透镜、光屏调整到同一水平高度;根据成像规律可知,当蜡烛变短时,像将会上移;(2)由表格数据可知,第3次实验时的物距是小于像距的,所以成的像是倒立、放大的实像;(3)透镜的每一点都能成一个完整的像,当遮住一部分后,使得所透过透镜的光线变少,而不会影响到像的完整,只是所成的像的亮度将会变暗一些. 13. 最小、最亮 同一高度 0.15 放大 投影仪 向左 更小 错误 【详解】(1)[1]凸透镜能把平行于主光轴的光线会聚到焦点处,可以在光屏上形成一个最小最亮的光斑,此时光心到焦点的距离为焦距。 (2)[2]应将透镜、蜡烛火焰、光屏的中心调到同一高度,像才能成在光屏的中央位置。 [3]此时蜡烛在35cm刻线处,凸透镜在50cm刻线处,物距为 [4][5]焦距为10cm,物距为15cm,在一倍和二倍焦距之间,成倒立放大的实像,是投影仪原理。 (3)[6]向透镜中注水,水凸透镜厚度增加,凸透镜对光线的会聚能力增大,焦距减小,保持物距不变,蜡烛的光线相比于原来会提前会聚,故此时应该向左移动光屏。 [7]焦距减小,物距不变根据凸透镜的特殊光线作图,可看出像变小,作图如下: [8]当向水凸透镜内加入水后。使透镜凸起程度变大,会聚能力增强,将像成在光屏的前面,为了使像正好呈在光屏上,应使光线推迟会聚,使所成的像相对于光屏后移,所以应在水凸透镜前放置一块凹透镜透镜。而老花镜是凸透镜,由此判断该同学的说法是错误的。 14.(1) 50,因为光路是可逆的。 10cm (2) 向左移动 倒立缩小的实像 减小物距,增大像距 【详解】(1)[1][2]凸透镜的焦距未知,实验序号1中物距为50cm,成倒立、缩小的实像,所以,它在生活中的应用是照相机;因为在凸透镜成像的过程中,光路是可逆的,因此,从实验序号1的物距与像距关系可以看出,实验序号4中,当物距为12.5cm时,其像距为50cm;实验序号5中,当物距为20 cm时,像距为20 cm,此时物距等于像距等于二倍焦距,成倒立等大的实像,因此透镜焦距为10 cm。 (2)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线过焦点,过焦点处的入射光线的折射光线平行于主光轴,如图所示: [2][3]由图可知,此时透镜所成的实像在半透明纸板前面,所以要想在半透明纸板上成清晰的实像,应该将半透明纸板向左移动;此时在纸板上所成的实像是倒立缩小的实像。 [4]若凸透镜不动,为了使所成的像变大,根据凸透镜成实像的规律,应减小物距,该物体靠近凸透镜一些,并要增大像距,还需将半透明纸远离透镜。 15. 正对 10.0 主光轴 光屏的中央 右 烛焰清晰 【详解】(1)[1][2]由图甲可知,将平行光正对凸透镜,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,焦距是焦点到透镜光心的距离,凸透镜的焦距为 f=60.0cm-50.0cm=10.0cm (2)[3][4]为了使像成在光屏的中央,需要使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。 (3)[5][6]由图乙可知,物距 u=50.0cm-20.0cm=30.0cm>2f 像距 2f>v>f 20.0cm>v>10.0cm 需要向右移动光屏,直至在光屏上找到烛焰清晰的倒立、缩小的实像。 答案第1页,共2页 答案第1页,共2页 学科网(北京)股份有限公司 $$