实验17 探究凸透镜成像的规律-【专项训练】初中物理专项练 秒解物化生实验物理篇

目秒解物化生实验 初 实强 知识拓展 画出物体AB通过凸透镜 成实像A'B的简图如下： 通过几何关系可以证明 +1三，成实像时，当“ 变小，变大，”变大，即物 近像远像变大；u=2f时， v=2f;当u略大于f时，v的 值变得很大，甚至有时在 无穷远处，在光具座上无 法观察所成像。 68 中物理 探究凸透镜成像的规律16考 实验 要点精讲 改变什么 物距 如何改变 移动物体改变F型光 源到凸透镜的距离 如何 实验设计 探究凸透镜探究像的正倒、大小、位置、 ·光具座（刻度尺） 测量 成像的规律什么虚实与物距的关系 一像距 正倒、大小 测量、观察什么L虚实 实验器材 光具座、F形光源、凸透镜(f=10cm)、光屏 (1)光具座上依次放置F形光源、凸透镜、光屏，打开光源，调整 光源、凸透镜、光屏三者的中心在同一直线或同一高度； 发光物体 凸透镜个光 八光具座 (2)将F型光源放在远处，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实 像，观察实像的大小和正倒，测出物距和像距； 进行实验 (3)每次都将F形光源向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上 实验操作，直到无论如何移动光屏都得不到清晰的像； (4)当在光屏上看不到发光物体的像时，撤去光屏，从光屏一侧 向凸透镜方向看去，观察发光物体的像，并记录成像特点 像的性质 物距ulcm 像距lcm 虚实 大小 正倒 40 实像 缩小 倒立 13 30 实像 缩小 倒立 15 20 倒立 数据记录 实像 等大 20 15 实像 放大 倒立 30 13 实像 放大 倒立 40 10 不成像 5 虚像 放大 正立 3 虚像 放大 正立 第三剖 续表 (1)当u>2f时，f<v<2f,成倒立、缩小的实像（照相机）； (2)当u=2f时，=2f,成倒立、等大的实像（测焦距）； 结论总结 (3)当f<u<2f时，v>2f,成倒立、放大的实像（投影仪）； (4)当u=f时，不成像； (5)当u<f时，在物体一侧成正立、放大的虚像（放大镜）。 静态规律：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，二倍焦点物 像等。 记忆口决 动态规律：成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物远像远像 变大 考法 实验室 典例小明和同学们一起进行“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)实验开始前，小明到室外利用太阳光测凸透镜的焦距，如图甲。 他将凸透镜正对着太阳光。正确操作在白纸上找到最小、最亮的 光斑时，测出凸透镜的光心到光斑的距离为10cm,即凸透镜的焦 距为10cm。 甲 (2)老师建议把实验室窗帘拉上，据此同学们讨论后认为实验应在光 线较暗（选填“较亮”或“较暗”）的环境中进行更便于观察。 (3)同学们从左到右在光具座上依次安装蜡烛、凸透镜、光屏，调节它 们的高度在同一位置，目的是使像成在光屏的中央，调整时，需 要（选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛，图乙中已经调节好的是B (选填序号)。 B (4)调节好实验器材后进行探究，当各器材位置如图丙所示时，光屏 上成清晰的像（未画出）。 分 探究类学生必做实验少 常考点 (1)焦距的测量@ ©解题关键跟主光轴平行 的光经过凸透镜后会聚于 焦点。 (2)实验环境 (3)安装器材 69 目秒解物化生实验 初 (4)操作过程@ ①静态成像特点 ②物像位置对调分析 ③物距小于一倍焦距成像 操作 (5)成像规律总结 (6)凸透镜遮挡成像分 析医高 (7)物距接近焦点处成像 特点 70 中物理 丙 ①此时光屏上成的是倒立、缩小（选填“放大”或“缩小”）的实像， 生活中的照相机（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）利用了 此成像原理。 ②保持图丙中凸透镜位置不变，对调蜡烛和光屏的位置，能（选 填“能”或“不能”)在光屏上看到清晰的像，这是因为在光的折 射现象中光路可逆；此时像相比于对调前变大（选填“变大” “变小”或“不变”)。 ③保持图丙中凸透镜位置不变，将蜡烛移至45.0cm刻度处，在凸 透镜右侧移动光屏，光屏上不会承接到像；继续向右移动蜡 烛，光屏上不会（前两空均选填“会”或“不会”)承接到像，此时 从光屏（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察，可以看 到放大（选填“放大”或“缩小”）的像。 (5)小明将观察到的现象及测量结果记录在下表中，分析表中实验数 据，可以得出： 像的特点 实验次数 物距u/cm 像距vlcm 正倒 大小 虚实 1 40.0 13.3 倒立 缩小 实像 2 30.0 15.0 倒立 缩小 实像 20.0 20.0 倒立 等大 实像 4 15.0 30.0 倒立 放大 实像 10.0 不成像 6 8.0 正立 放大 虚像 ①当凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大（选填“变大” “变小”或“不变”)，且实像都是倒立（选填“正立”或“倒 立”)的。 ②进一步分析表格中数据发现二倍焦距处是放大与缩小实像的 分界点，一倍焦距处是实像与虚像的分界点。 (6)当光屏上出现烛焰清晰的像时，一只苍蝇落在了凸透镜镜片上， 这时光屏上不会（选填“会”或“不会”）出现苍蝇的像；用遮光板 挡住凸透镜的下半部分，光屏上会看到烛焰完整（选填“上半部 分”“下半部分”或“完整”)的像，此时像的亮度变暗。 (7)保持凸透镜的位置不动，把蜡烛放在距凸透镜11.0cm处，在光具 座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是像距超 出光具座范围。 (8)实验中，由于实验时间较长，蜡烛燃烧变短，烛焰的像在光屏上的 第三剖 位置会向上（选填“上”或“下”）方移动，为了能让所成清晰的像 回到光屏中央，可进行的操作是将蜡烛向上移动（或将凸透镜和 光屏同时向下移动)（写出一条即可）。 (9)仅将图乙中凸透镜换为焦距为5cm的凸透镜.为在光屏上再次 得到清晰的像，应将光屏向靠近（选填“远离”或“靠近”）凸透镜 的方向移动。 (10)老师建议小明用“F”形状的LED光源代替蜡烛进行实验，这样改 进的优点是光源更稳定，成像更清晰（写出一条即可）。 重难点变式 重难1焦距的测量 变式1测量焦距的方法小明到室外利用太阳光测凸透镜的焦距，他 将凸透镜正对着太阳光，如图甲所示。在透镜下面放上白纸（纸与凸 镜平行)，多次测量凸透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t, 绘出t随s变化的图像如图乙所示，可判断出该凸透镜的焦距为 t/min 6 1218s/cm 甲 重难2操作过程 变式2移动器材实验过程中，小明摘下自己的近视眼镜放在蜡烛和 凸透镜之间，这时光屏上的像变模糊了，为了再次得到清晰的像，小 明应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动。 变式3小明再次进行实验时，各器材在光具座上的位置如下图所示， 若只移动一个器材在光屏上得到清晰的像，应该如何操作： ;得到清晰的像后，若想在 光屏上得到更大的清晰的像，应将蜡烛适当向 (选填“左”或 “右”)移动，同时将光屏向 (选填“左”或“右”)移动。 重难3凸透镜部分遮挡成像分析 变式4改变透镜直径当光屏上呈现了一个清晰的像时，换用一个焦 距相同，但直径更小的凸透镜，光屏上所成的像将变 （选填 “亮”或“暗”)。 分 探究类学生必做实验少 (8)蜡烛燃烧变短操作 (9)动态成像分析@ (10)装置改进 解题思路 近视眼镜→凹透镜→使光 发散→光会聚更晚→光屏 向远离光源方向移动 解题思路 由光路可逆，成清晰的像 时，不改变蜡烛和光屏的 位置。 71