2026年中考物理复习---探究凸透镜成像的规律
2026-06-12
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摘要:
**基本信息**
聚焦凸透镜成像规律,通过15道实验探究题系统覆盖焦距测量、成像条件、动态变化及视力矫正,形成“概念-规律-操作-应用”的完整逻辑链,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础实验操作|4题(如第3、13题)|焦距测量、中心等高调节|从凸透镜焦点概念切入,建立焦距与成像关系基础|
|成像规律应用|5题(如第1、5题)|u与f关系判断、像的性质分析|依据u>2f、f<u<2f、u<f规律,推导实像/虚像及应用(照相机/投影仪)|
|动态变化分析|3题(如第2、9题)|蜡烛/透镜移动、焦距变化|结合“物近像远像变大”规律,分析像距/像大小动态调整|
|视力矫正结合|3题(如第6、11题)|凹/凸透镜对成像影响|联系近视/远视成因,理解透镜对光线的会聚/发散作用|
内容正文:
2026年中考物理复习---探究凸透镜成像的规律
1.在一次天宫授课中,王亚平制作了一个悬在空中的水球,透过水球看到了她倒立、缩小的像,如图甲所示。老师告诉小海这个水球相当于一个凸透镜,小海利用图乙所示器材进行探究,将焦距为10cm的凸透镜固定在50cm刻度线处。
(1)当小海将蜡烛和光屏移至图乙所示位置时,烛焰恰好在光屏的中心成清晰的倒立、缩小的像,这个像是_______(选填“实”或“虚”)像;
(2)当小海将蜡烛移至32cm刻度线处时,应向_______(选填“左”或者“右”)移动光屏,才能在光屏上成清晰的倒立、_______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像;
(3)依据上述实验规律,小海判定:透过水球看到王亚平倒立、缩小的像时,她到水球球心的距离u与水球透镜焦距f的关系满足_______(选填“u>2f”“f<u<2f”或“u<f”)
2.小强和小刚同学用光具座、凸透镜、水透镜、F光源、光屏进行探究实验。
(1)如图甲所示,小强让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上出现一个很小、很亮的光斑,则该凸透镜的焦距______cm;
(2)如图乙所示,小强将凸透镜固定在50cm刻度线处,当F光源距透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立的实像,利用该成像规律制成的光学仪器是______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(3)将F光源放在20cm刻线处,要在光屏上重新得到清晰的像,光屏应放______cm刻度处;
(4)小强进行了进一步探究:如图丙所示,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度,从图示位置同时匀速向左运动,经过______s,光屏上成清晰______(填“放大”、“等大”或“缩小”)的像;
(5)小刚用图丁所示的装置进行实验。向外拉动活塞使水凸透镜变薄,发现光屏上像变模糊,将蜡烛适当__________透镜(选填“远离”或“靠近”),像又变清晰,若不移动蜡烛,要让光屏上的像变清晰,可在蜡烛与水透镜之间适当位置安装一个合适的______(选填“近视”或“远视”)镜。
3.小明在做“探究凸透镜成像规律”时,所用的器材有:带刻度尺的光具座、凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等;
(1)实验前,小明调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在________;
(2)如图甲所示,将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时停止移动光屏,可测出凸透镜的焦距是________cm;
(3)小明在某次实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置,光屏上呈现清晰的像,此像是________、________的实像;
(4)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图丙所示位置,无论怎样移动光屏都在光屏上看不到烛焰的像,则人眼在图中________(填“A”或“B”)处能观察到烛焰的像;
(5)小明将图乙中的透镜换成焦距的凸透镜,光屏上烛焰的像变模糊;将光屏向_________(填“左”或“右”)移动适当距离,光屏上重新出现烛焰清晰的像;若不移动光屏,在蜡烛和凸透镜之间放置一个度数适当的________(填“近视”或“远视”)眼睛的镜片,光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
4.小周对有关光学实验进行比较研究,实验探究过程如下:
(1)探究凸透镜成像规律时,调节器材使烛焰和光屏以及透镜的中心在______上;器材在如图所示位置时,观察到光屏上呈现烛焰清晰的像,该像为倒立、______的实像;
(2)在上述基础中,将光源适当远离透镜时,为使光屏上依旧呈现清晰的像,光屏应适当______(选填“靠近”或“远离”)透镜;调整好位置后,观察此时光屏上像的特点,生活中利用这个成像特点制成了______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);仔细观察该过程中蜡烛和光屏移动的距离,会发现______(选填“光屏”或“蜡烛”)移动的距离更远;
(3)由于燃烧时间较长蜡烛变短,烛焰的像会出现在光屏上方,要让像成在光屏中央,可以将凸透镜向______(选填“上”或“下”)调节;
(4)小周同学将自己的近视眼镜放在透镜与光源之间,通过来回调节光源和光屏的位置,在光屏上找到了一个清晰的像;同组小庆的眼睛近视度数更高,他取下小周的眼镜再将自己的眼镜拿来放在同一位置,保持光源和透镜位置不变,则光屏应向______(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动才能再次在光屏上找到清晰的像。
5.如图所示是小莉、小华和小明三人在做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图:
(1)小明将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,直至屏上呈现出______的光斑时,测量出透镜到光斑的距离为10. 0cm,则此凸透镜的焦距是______cm;
(2)小莉同学做实验时,小华发现烛焰在光屏上的像如图所示,若要使烛焰在光屏中心成像,只调节透镜,小莉应将透镜向______(选填“上”或“下”)移动;
(3)小明将燃烧的蜡烛移至距凸透镜15cm处,移动光屏使烛焰在屏上得到清晰的倒立、______实像,______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是应用这一原理制成的;
(4)小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间,小明移动光屏,直到在光屏上再次得到一个清晰的像,将近视眼镜镜片取下,发现光屏上的像变模糊了;
①为了使屏上的像重新变得清晰,在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下,小华应将光屏向______(选填“左”或“右”)移动;
②下列四个选项中,正确表示小莉同学近视眼成像和近视眼矫正情况的是______;
A.乙甲 B.丙甲 C. 乙丁 D.丙丁
(5)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时,如果小明用书遮挡住透镜下半部分,则实验时光屏上所成的像是______(选填“完整”或“不完整”)的。
6.如图所示是某实验小组合作探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)小燕根据实验记录,绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(乙图),则此凸透镜的焦距为_________cm;
(2)凸透镜固定在光具座的零刻度线上,小捷将光源移至光具座30cm处后,再移动光屏,光屏上会出现清晰_________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;
(3)调节三者的位置后在另一侧光屏上得到一个清晰烛焰的像,随着蜡烛的燃烧,可观察到光屏上的像向_________(选填“上”或“下”)移动;
(4)小明将蜡烛移到光具座最左端,拿来一副近视眼镜放在凸透镜的左侧并靠近凸透镜后,移动光屏成清晰的像,撤去眼镜后将光屏向_________(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动适当距离后,光屏上的像又重新清晰了,说明近视眼看远处物体时,像成在了视网膜_________(选填“前方”或“后方”);
(5)如图甲,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,将凸透镜换成焦距稍大一些的凸透镜,光屏向_________(选填“左”或“右”)移动,直到光屏上呈现清晰的像;
(6)实验后,该同学取下自己所戴的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间靠近透镜的位置,光屏上原来清晰的像变模糊了,向左移动光屏,原来模糊的像又变清晰了,则说明该同学所带的是_________(选填“近视”或“远视”)眼镜。
7.下面是玲玲“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)玲玲将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛并调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,这样做的目的是使像成在光屏____________;
(2)玲玲将凸透镜固定在光具座50cm处的刻度线处,将蜡烛和光屏移至如图所示的位置时,光屏上出现了清晰的像,该像的成像原理在实际中的应用是______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(3)实验过程中蜡烛由于燃烧而变短,烛焰的像成在了光屏的上方。为了使烛焰的像再次成在光屏的中心,应向下移动______(选填“光屏”或“凸透镜”);
(4)若在蜡烛与凸透镜之间合适的位置放一个近视镜,为了使光屏上重新呈现清晰的像,光屏应向______(选填“左”或“右”)移动;若不移动光屏,并保持近视镜的位置不变,玲玲更换另一个凸透镜,光屏上也得到了清晰的像,那么此凸透镜的焦距应______(选填“大于”或“小于”)10cm。
8.小明将一个正立的“F”型光源、开有两个孔的挡板(如图1甲)和光屏依次垂直组装在水平光具座上,来研究“光线经过小孔后的传播情况”。
(1)适当调整光屏的位置,光屏上将呈现如图1乙中____所示的像,这是由于光的____形成的。
(2)保持光源和挡板位置不变,只增大光屏与挡板的间距,光屏上像的大小将变____,像的亮度将变____。
(3)随后,小明用一块焦距未知的凸透镜替换挡板,用蜡烛替换“F”型光源,对“凸透镜成像的特点”进行探究,如图2所示。
①将蜡烛、凸透镜和光屏从左到右依次安装在光具座上,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在______。
②将蜡烛、凸透镜、光屏分别放在如图2所示位置时,光屏上恰好呈现出清晰、______(选填“倒立”或“正立”)、______(选填“放大”或“缩小”)的实像。
③若保持图2中凸透镜的位置不变,只交换蜡烛和光屏的位置,则光屏上可以再次呈现清晰的像,这就是生活中______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的工作原理。
④若只将图2中的凸透镜略微向上移动,则可以观察到像______(选填“上移”或“下移”)。
9.小宇在“探究凸透镜成像规律”的实验中(如图所示)。
(1)实验前应调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在___________;如图甲所示,平行光正对凸透镜照射时,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=___________cm;
(2)当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示,光屏上出现了清晰的像,生活中___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用这个成像特点制成的;当光源适当远离透镜时,为使光屏上依旧出现清晰的像,光屏应适当___________(选填“靠近”或“远离”)透镜;
(3)小宇同学将自己的近视眼镜放在透镜与光源之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,若不改变光屏和凸透镜的位置,将蜡烛___________(选填“靠近”或“远离”)透镜,又能在光屏上看到发光体清晰的像;
(4)如图丙所示,把蜡烛移到10cm刻度线处,观察的位置应该是___________(选填“A”或“B”);看到凸透镜成___________、放大的___________像。
10.小明用自制“水凸透镜”探究凸透镜成像规律,当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像。
(1)实验前,应在光具座上调节烛焰、“水凸透镜”和光屏的中心大致在同一___________上;
(2)此时成像的特点是倒立、___________的实像,生活中___________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)成像特点与此相同;
(3)若保持蜡烛和“水凸透镜”如图所示的位置不变,试图将焦距调整为15cm,应缓慢调节“水透镜”的厚度,使其厚度___________(选填“变小”“变大”或“不变”)。
11.小明用水透镜来探究“凸透镜成像的规律”。
(1)如图甲所示,为了测量该水透镜的焦距,小明用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___________的光斑,则该水透镜的焦距为___________;
(2)实验前,调节图乙中蜡烛烛焰和光屏的高度,使它们的中心与水透镜的中心在___________上;
(3)其他条件不变,只将图乙中的蜡烛移动到水透镜左侧距水透镜处时,可从___________(选填“光屏”或“蜡烛”)一侧透过水透镜观察像,此时所成的像是___________(选填“倒立”或“正立”)的;
(4)若用图乙(光屏上呈现清晰的像)中的水透镜来模拟近视眼,应对水透镜___________(选填“注”或“抽”)水,再在其左侧安装一个适当焦距的___________(选填“凸”或“凹”)透镜,可使光屏上再次呈现清晰的像;
(5)将蜡烛放到距水透镜适当距离处,移动光屏,使光屏上呈现清晰的像。如果只将光屏和蜡烛交换位置,则在光屏上___________(选填“能”或“不能”)再次呈现清晰的像。
12.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)如图甲,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立______的实像,生活中的______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)利用了该原理工作;若保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜至______刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像;
(2)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至16cm刻度线处,移动光屏,观察到光屏上只能出现光圈,而人眼在图中A处应向______(选填“左”或“右”)看才能观察到烛焰的像;
(3)如图丙,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,则该眼镜的镜片是______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
13.小明用如图所示装置探究凸透镜成像的规律”。
(1)按图甲所示操作,测得凸透镜的焦距为___________cm;
(2)小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在___________;
(3)蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图乙所示,光屏上成清晰的像(像未画出)该像为倒立、___________(选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中的___________(选填“照相机”、“投影仪“或“放大镜”)利用了这个成像原理;
(4)保持凸透镜在光具座上的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,此时应将光屏向___________(填“右”或“左”)移动。
14.实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律。实验器材:一个凸透镜、光屏、高度为3.0cm的光源和刻度尺。下表是他们记录的物距、像距、像的高度。
物距/cm
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
像距/cm
60.0
35.6
26.6
22.3
20.0
18.4
17.3
16.6
15.7
像的高度/cm
15.0
7.6
5.0
3.7
2.5
2.1
1.9
1.7
(1)实验中光屏上承接到的像是___________(填“倒立”或“正立”)的,当像距大于物距时,像的大小是___________(填“放大”或“缩小”)的。
(2)根据表中数据可知,当物距为20.0cm时,像的高度为___________cm,该透镜的焦距为___________cm。
(3)当物距为15.0cm时,像的高度___________(填“大于”或“小于”)6.3cm。
15.在学完凸透镜成像的规律后,小明选择了一块焦距未知的凸透镜,对凸透镜成像的特点做了进一步探究。
(1)将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到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)实验应在________(选填“较暗”或“较亮”)的环境中进行,现象更明显;
(3)在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一水平高度上,这样做的目的是使像呈现在________;
(4)蜡烛、透镜和光屏的位置如图乙所示时,光屏上会出现烛焰清晰________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像:保持凸透镜的位置不变,增大物距后,将光屏移动到适当位置,光屏上会重新出现烛焰清晰的像,该像与移动前的像相比________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)实验中,由于蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像位于光屏的________(选填“上半部”或“下半部”);
(6)在如图乙所示的实验情形下,若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,此现象可以体现________(选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2026年中考物理复习---探究凸透镜成像的规律》参考答案
1. 实 右 放大 u>2f
【详解】(1)[1]如图乙所示,物距大于像距,根据凸透镜成像规律,烛焰恰好在光屏的中心成清晰的倒立、缩小的实像。只有实像才能在光屏上呈现。
(2)[2][3]当小海将蜡烛向右移至32cm刻度线处时,物距为18cm,小于二倍焦距,大于一倍焦距,成倒立、放大、实像,光屏应向右移,才能使光屏上的像清晰。
(3)[4]透过水球看到王亚平倒立、缩小的像时,与照相机成像相同,凸透镜成像规律,她到水球球心的距离u与水球透镜焦距f的关系满足
2.(1)10.0
(2)投影仪
(3)70.0
(4) 5 等大
(5) 远离 远视
【详解】(1)如图甲所示,小强让凸透镜正对平行光,调整凸透镜到光屏的距离,光屏上会出现一个很小、很亮的光斑,此光斑位置即为凸透镜的焦点位置,则该凸透镜的焦距
f=20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)如图乙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,物距为u=15.0cm像距
v=80.0cm-50.0cm=30.0cm
此时
f<u<2f
可在光屏上得到一个倒立、放大的实像,利用该成像规律制成的光学仪器是投影仪。
(3)保持凸透镜位置不变,将F光源放在20cm刻线处,此时物距
u1=50.0cm-20.0cm=30.0cm
物距等于原来的像距,由于光路具有可逆性,此时像距等于原来的物距,即
v1=u=15.0cm
即光屏要距离透镜15cm,故应将光屏移到65cm刻度处。
(4)[1][2]由图丙可知,此时物距和像距相等,等于15cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度,从图示位置同时匀速向左运动,则经过t秒后,物距
像距为
因光屏保持不动,要使光屏上成清晰的像,则物距要等于像距,等于2倍焦距,此时成倒立等大的实像,即
解得。
(5)[1][2]向外拉动活塞使水凸透镜变薄,水凸透镜的焦距变长,会聚能力变弱,像会推迟会聚,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小的规律可知,可将蜡烛适当远离透镜,像才会远离透镜回到光屏上,像才又变清晰;若不移动蜡烛,要让光屏上的像变清晰,可在蜡烛与水透镜之间适当位置安装一个对光线有会聚作用的凸透镜,远视眼镜是凸透镜。
3. 见详解 10 倒立 放大 B 左 近视
【详解】(1)[1]实验前,小明调节烛焰的中心、凸透镜、光屏的三者中心在同一高度,目的是为了使像成在光屏的正中央。
(2)[2]如图甲所示,将一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个很小、很亮的光斑,这个光斑就是焦点,从凸透镜中心到光斑的距离为焦距;如图甲所示,分度值为1cm,故读数为10.0cm。
(3)[3][4]由图乙可知,此时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间时,像距大于二倍焦距,成倒立、放大的实像。
(4)[5]保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图丙所示位置,在一倍的焦距以内,成的是虚像,此时像与物体在凸透镜的同一侧,人眼在B处才能够观察到像。
(5)[6]小明将图乙中的透镜换成焦距 f =5 cm 的凸透镜,折光能力变强,会在光屏前成像,应将光屏向左移动适当距离,光屏上重新出现烛焰清晰的像。
[7]若不移动光屏,此时像在光屏的前方,与近视眼成因相同,可以配戴凹透镜(近视镜),使光线在进入凸透镜前变得发散,成的像向右移动,正好落在光屏上。
4.(1) 同一高度 等大
(2) 靠近 照相机 蜡烛
(3)下
(4)远离
【详解】(1)[1]探究凸透镜成像规律时,为使像成在光屏的中央,应调节器材使烛焰和光屏以及透镜的中心在同一高度上。
[2]如图中所示物距是20cm,像距是20cm,物距等于像距,根据凸透镜成像的规律可知,此时成的是倒立等大的实像。
(2)[1][2][3]根据凸透镜成实像时“物近像远像变大,物远像近像变小”可知,当光源适当远离透镜,即增大物距时,为使光屏上能出现清晰的像,应减小像距,即光屏应适当靠近透镜,调整好位置后,此时物距在二倍焦距以外,物距大于像距,所以成的是倒立缩小的实像,照相机就是利用这个原理制成的。因为物距在二倍焦距以外变动,像距在一倍焦距到二倍焦距之间变动,因此仔细观察该过程中蜡烛和光屏移动的距离,会发现蜡烛移动的距离更远。
(3)由于燃烧时间较长蜡烛变短,烛焰的像会出现在光屏上方,要让像成在光屏中央,由于过凸透镜光心的光线方向不发生偏转可知,应将凸透镜向下调节。
(4)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线具有发散作用,会将光线推迟会聚成像,小庆的眼睛近视度数更高,他取下小周的眼镜再将自己的眼镜拿来放在同一位置,分散程度更大,保持光源和透镜的位置不变,此时像成在光屏的右侧,故光屏应向远离透镜方向移动才能再次在光屏上找到清晰的像。
5. 最小、最亮 10. 0 下 放大 投影仪 左 B 完整
【详解】(1)[1][2]根据凸透镜焦点的定义,平行于主光轴的入射光经凸透镜折射后相交于一点,就是焦点,因为光相交于此点,所以此点最小最亮,因此在测量凸透镜焦距时需凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,直至屏上呈现出一个最小最亮的光斑就是焦点,用刻度尺测出焦点到透镜中心的距离就是焦距,所以焦距是10.0cm。
(2)[3]由图可知,此时像呈现在了光屏的上方,为了使像呈现的光屏的中心,需要将凸透镜向下移动,经过光心的光线向下移动,像随之向下移动,移动到光屏中央。
(3)[4][5]凸透镜的焦距是10cm,蜡烛到凸透镜的距离就是物距是15cm,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,成倒立放大的实像,投影仪就是利用这一原理制成的。
(4)[6]近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用,拿掉近视眼镜后,发散作用减弱,折射光更加会聚,像距离凸透镜更近,为了使屏上的像变清晰,需要将光屏向左移动。
[7]由图可知,近视眼所成的像位于视网膜前,丙图是近视眼的成像情况,近视眼应该戴凹透镜矫正,甲图是近视眼的矫正情况,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
[8]小明用书遮挡住透镜下半部分,上半部分仍能够折射成像,只不过到达像点的光变少了,像变暗了,但光屏上的像仍然是完整的。
6.(1)10
(2)缩小
(3)上
(4) 靠近 前方
(5)右
(6)远视
【详解】(1)当物距等于像距时,物距等于二倍焦距,物体成等大、倒立的实像,分析图像中有关数据可知,
因此该透镜的焦距为
(2)由前面分析可得,凸透镜的焦距为10cm。将光源移至光具座30cm处时,物距为30cm,大于二倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,适当移动右侧光屏的位置可在屏上得到倒立、缩小的实像。
(3)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,根据过光心的光线方向不发生改变可知,光屏上的像向上移动。
(4)[1][2]由于近视镜的镜片属于凹透镜,凹透镜对光有发散作用,会使成像会聚点变远。当光屏上成像清晰时,撤去眼镜,成像会聚点会变近,则应将光屏向靠近凸透镜的方向移动,光屏上再次成清晰的像,说明近视眼看远处物体时像落在视网膜的前方。
(5)保持蜡烛和凸透镜的位置不变,将凸透镜换成焦距稍大一些的凸透镜,凸透镜对光线的会聚能力减弱,成像会聚点变远,应向右移动光屏,直到光屏上呈现清晰的像。
(6)根据题意可知,该同学取下自己所戴的眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,向左移动光屏,原来模糊的像又变清晰了,说明该透镜对光线有会聚作用,加上同学的眼镜后,成的像靠近凸透镜,所以该同学所戴的是凸透镜,是远视镜。
7.(1)中心
(2)照相机
(3)凸透镜
(4) 右 小于
【详解】(1)调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,是为了让像成在光屏的中心,便于观察和测量像的性质。
(2)已知凸透镜焦距,由图可知,凸透镜固定在50.0cm处,蜡烛在20.0cm处,物距,且此时物距大于像距,成倒立、缩小的实像,该成像原理对应照相机的工作原理。
(3)蜡烛燃烧变短,像会向上移动,为使像回到光屏中心,可向下移动凸透镜,使像向下移动,也可直接向上移动光屏。
(4)[1]近视镜是凹透镜,对光线有发散作用,会使原本会聚的光线延迟会聚,像成在光屏的右侧,因此光屏应向右移动。
[2]凸透镜焦距越小,会聚能力越强。若不移动光屏,更换凸透镜后能成清晰的像,说明新凸透镜的会聚能力更强,焦距应小于10cm。
8.(1) A 直线传播
(2) 大 暗
(3) 同一高度 倒立 放大 照相机 上移
【详解】(1)[1][2]小孔成像的原理是光的直线传播,成的是倒立的实像,故选A。
(2)[1][2]根据光的直线传播特点,光屏与挡板距离越远,像就越大,通过小孔的光也越分散,所以像的亮度会变暗。
(3)[1]实验时,应调节蜡烛烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。
[2][3]如图2所示,物距小于像距,成倒立放大的实像。
[4]若保持图2中凸透镜的位置不变,只交换蜡烛和光屏的位置,光屏上再次呈现清晰的像,此时物距大于像距,成倒立缩小的实像,这就是生活中照相机的工作原理。
[5]根据凸透镜成像的原理可知,只将凸透镜上移时,像也会上移。
9.(1) 同一高度 10.0
(2) 投影仪 靠近
(3)远离
(4) 正立 虚
【详解】(1)[1]探究凸透镜成像的实验时,依次放光源、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心在同一高度,像才能呈在光屏的中央。
[2]如图甲所示,凸透镜的焦距为
(2)[1]当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示,光屏上出现了清晰的像,像距大于物距,成倒立、放大、实像,与投影仪成像原理相同。
[2]根据凸透镜成实像规律,物与像移动方向相同,当光源适当远离透镜时,光屏应适当靠近透镜。
(3)近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,小宇同学将自己的近视眼镜放在透镜与光源之间,像会远离透镜,若不改变光屏和凸透镜的位置,将蜡烛远离透镜,像就会靠近透镜,移到光屏上。
(4)[1][2][3]如图丙所示,把蜡烛移到10cm刻度线处,此时物距为6.0cm,小于焦距,成正立、放大、虚像,观察的位置应该是B,透过透镜去观察像。
10. 高度 放大 投影仪 变小
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,实验前,应将烛焰、“水凸透镜”和光屏三者的中心大致在同一高度上。
(2)[2][3]由图可知,物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,投影仪是根据这个原理工作的。
(3)[4]由图可知,光屏上成倒立、放大的实像,说明此时
即水凸透镜焦距小于15cm,若将水凸透镜的焦距调整为15cm,即水凸透镜的焦距变大,根据凸透镜凸度越小,对光线的偏折能力越弱,焦距越大可知,应缓慢调节“水透镜”的厚度,使其厚度变小。
11.(1) 亮 9.0
(2)同一高度
(3) 光屏 正立
(4) 注 凹
(5)能
【详解】(1)[1][2]用平行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,这就是焦点,焦点到光心的距离即焦距,如图甲所示,焦距为
(2)为了使像成在光屏中央,实验前应先调节烛焰中心、水透镜中心和光屏的中心在同一高度。
(3)[1][2]将图乙中的蜡烛移动到水透镜左侧距水透镜8cm处时,物距小于焦距,根据凸透镜成像规律,应从光屏一侧透过水透镜可观察到像是正立、放大的虚像。
(4)[1]近视眼的成因是晶状体太厚,折光能力太强,使像成在视网膜前面,若用图乙中的水透镜来模拟近视眼,应对水透镜注水。
[2]近视眼的矫正是用凹透镜,为使光屏上再次呈现清晰的像,可在水透镜左侧安装一个适当焦距的凹透镜即可。
(5)将蜡烛放到距水透镜适当距离处,移动光屏,使光屏上呈现清晰的像。如果只将光屏和蜡烛交换位置,则之前的物距为现在的像距,之前的像距为现在的物距,根据光路可逆,则在光屏上能再次呈现清晰的像。
12. 放大 投影仪 40.0cm 左 凸透镜
【详解】(1)[1][2][3]由图甲可知,凸透镜的焦距是10cm,烛焰放在10.0cm处时,物距为
25.0cm-10.0cm=15.0cm
像距为
55.0cm-25.0cm=30.0cm
物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,生活中投影仪利用了这样的成像原理,根据光的折射现象中光路具有可逆性可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像。
(2)[4]保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时
u=16.0cm-10.0cm=6.0cm
物距小于1倍焦距时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到像,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与物体同侧,所以应从A处向左观察。
(4)[5]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,说明该透镜对光有会聚作用,该透镜是凸透镜。
13.(1)10.0
(2)同一高度
(3) 缩小 照相机
(4)左
【详解】(1)凸透镜正对平行光,平行光线平行于主光轴,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,所以要使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
(3)[1][2]图乙中,物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是这个原理。
(4)保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,物距变大,像变小,像距变小,所以应将光屏向左移动适当距离才能呈现清晰的像。
14.(1) 倒立 放大
(2) 3.0 10.0
(3)小于
【详解】【小题1】[1]实验中光屏上承接到的像都是实像,实像都是倒立的。
[2]当像距大于物距时,有表格数据可知像的高度大于物体的高度,即像的大小是放大的。
【小题2】[1][2]根据表中数据可知,当物距为时,像距也为,此时物距等于像距,由凸透镜成像规律可知此时成等大的像,即像的高度等于物体的高度,为3.0cm,且
得该透镜的焦距。
【小题3】表格第一组数据物距,像距,像的高度,第二组数据物距,像距,像的高度,而像的高度,……进一步分析表格中的物距、像距、像的高度、物体的高度及焦距发现它们之间均满足物距与像距的比值等于物体高度和像的高度的比值,物距的倒数加像距的倒数等于焦距的倒数,即,。当物距由可得,解得
又,代入数据可得,解得
即像的高度小于。
15. 10.0 较暗 光屏中央 缩小 变小 上半部 近视眼
【详解】(1)[1]由图甲可知,平行光线经凸透镜后会聚到一点,最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点,所以焦距
(2)[2]在实验时,为了能看到更加清晰的像,最好在较暗的环境中进行。
(3)[3]进行凸透镜成像规律实验时,应将凸透镜置于光屏和蜡烛之间,并调节凸透镜、光屏、烛焰中心大致在同一高度处,这样像才可以成在光屏的中央。
(4)[4]图乙中,物距
物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。
[5]凸透镜成实像时,若物距增大,则像距会随之减小,像会缩小,所以增大物距后,将光屏移动到适当位置,光屏上会重新出现烛焰清晰的像,该像与移动前的像相比会变小。
(5)[6]实验中,由于蜡烛燃烧变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,烛焰的像会向上移,位于光屏的上半部。
(6)[7]若保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,则物距增大,成的像会在光屏的前面;近视眼成像在视网膜的前面,远视眼成像在视网膜的后面,所以此现象可以体现近视眼的成像情况。
答案第1页,共2页
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