专题05 光的折射 透镜 基础实验题 -2026-2027学年苏科版物理八年级上学期
2026-08-21
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摘要:
**基本信息**
聚焦光的折射与透镜实验,以“基础实验→规律运用→综合拓展”为逻辑链,通过阶梯式题型设计培养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|
|----|-----------|----------|----------|
|光的折射实验|7题|以色散、折射规律探究为主,含数据表格分析|从现象观察到规律总结,构建光的折射物理观念|
|凸透镜成像运用|9题|聚焦焦距测量、成像特点判断,结合生活应用|通过实验操作深化成像规律,培养模型建构能力|
|凸透镜综合运用|9题|涉及焦距计算、水透镜动态变化等难点|综合运用规律解决复杂问题,提升科学推理与质疑创新素养|
内容正文:
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专题05 光的折射 透镜 基础实验题(江苏专用)
3大必考题型概览
题型01 光的折射实验透镜
题型02 凸透镜成像规律的运用(精炼)(★重点)
题型03 凸透镜成像规律的综合运用(求焦距,水透镜,距离移动,双透镜等问题)(★难点)
注意:练习题型02,03之前请把表格吃透考点
题型01
光的折射实验透镜
1.夏季的雨后,天上通常会出现一道美丽的彩虹。我们通常看到的太阳光是白光,那彩虹是怎样产生的呢?小明想弄清其中的秘密。他按照老师的提示组装如图所示的装置。果然在光屏上出现了彩色光带跟天上的彩虹一样。他得到了如下结论:
(1)太阳光通过三棱镜被分解成各种色光的现象叫___________现象;实验中如果彩色光带较亮,而你又分辨不清光屏上彩色光带的色彩,那么你应适当___________(选项“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离;
(2)若在三棱镜和光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃板,光屏上呈现的光的颜色为___________色;
(3)如果没有三棱镜,如图在水槽中斜插一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置、角度,可以在墙壁上看到彩色的光带,用手指轻轻搅动水槽中的水,你又会看到彩色光带___________(消失或不消失)的现象。
【答案】(1) 色散 增大
(2)蓝
(3)消失
【详解】(1)[1]太阳光通过三棱镜分解成各种颜色的光,这是光的色散现象。
[2]如果彩色光带较亮,分辨不清色彩,说明各种颜色的光重叠较多,应该增大光屏与三棱镜间的距离,让色散后的光带展开得更宽,颜色更分明。
(2)蓝色玻璃板只允许蓝光透过,吸收其他颜色的光,所以光屏上呈现蓝色。
(3)由于搅动造成水面不稳定,色散后的单色光在墙壁上的位置不固定,并且相互重叠,因此人眼看到的彩色光带会消失,重新混合成近似白光的效果。
2.某同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路,实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧.通过实验还得到如下数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生______和______现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的增大而______(增大/减小),且折射角_____(大于/等于/小于)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于______°。该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点;
(2)同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程合不合理?答:______(合理/不合理);请简要说明理由:______。
【答案】(1) 反射 折射 增大 小于 0
(2) 不合理 应该换用其他透明介质再做此实验,这样得出的结论将更具有普遍性
【详解】(1)[1][2]由实验数据可知,光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。
[3][4][5]由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角;当光从空气垂直射到水面时,传播方向不变,入射角等于0°,折射角也等于0°。
(2)[1][2]只在空气和水两种介质中做此实验就得出结论是不合理的,应该换用其他透明介质再做此实验,这样得出的结论将更具有普遍性。
3.某同学做“探究光的折射规律”实验,她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心,让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处,激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出(如图所示)。旋转圆盘,多次改变激光束入射角度,观察折射光线方向并记录数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
18°
30°
60°
72°
折射角
12°
20°
28°
36°
42°
(1)做第三次实验时,忘了记录入射角的数据,第三次实验如图所示,结合图可知,此时的入射角为_________;
(2)分析实验数据可知:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角_________入射角(填“大于”、“小于”或“等于”),折射角随入射角增大而_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)为了使光路更清晰,激光笔应紧贴圆盘照射,并在较_________(填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(4)实验中将发现,折射光路的亮度比入射光路要_________(填“亮”或“暗”),原因可能是__________。
【答案】(1)48
(2) 小于 增大
(3)暗
(4) 暗 入射光照到物质分界面有一部分光发生反射
【详解】(1)入射角为入射光线与法线夹角,第三次实验如图所示,结合图可知,每小格为6°,此时的入射角为48°。
(2)[1][2]分析实验数据可知:当入射角分别为18°、30°、48°、60°、72°时,折射角分别为12°、20°、28°、36°、42°,可得结论:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角小于入射角,折射角随入射角增大而增大。
(3)光学实验,为了使光路更清晰,激光笔应紧贴圆盘照射,并在较暗环境中进行。
(4)[1][2]入射光照到物质分界面有一部分光发生反射,一部分发生折射,折射光线比入射光线少,因此折射光线比入射光线暗。
4.如图所示是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据:
入射角
反射角
折射角
(1)分析表中入射角与反射角的数据,可知:在光的反射过程中,______;
(2)分析表中入射角与折射角的数据,可知:______。(写出一条即可)
【答案】(1)反射角等于入射角
(2)折射角随入射角增大而增大/光从空气斜射入水中,折射角小于入射角
【详解】(1)由表中数据可知,在光的反射过程中,反射角始终与入射角相等。
(2)由表中数据可知,当光从空气斜射入水中时,入射角由15°增大到60°,折射角由11°增大到40°,随着入射角的增大折射角也在增大,折射角随入射角的增大而增大;折射角总是小于入射角。
5.某同学在做探究光的折射特点实验,如图,这是光从空气射入水中时的光路,通过实验还得到如下数据。
入射角α
15°
30°
45°
60°
反射角β
15°
30°
45°
60°
折射角γ
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)分析表中数据,可得出∶光从空气斜射到水面时,将同时发生____和折射现象,反射角____(选填“等于”“大于”或“小于”)入射角。
(2)光从水斜射入空气中时,折射角____入射角,这一规律可以解释____(选填“池底变浅”或“水中倒影”)现象。
【答案】(1) 反射 等于
(2) 大于 池底变浅
【详解】(1)[1]光从空气斜射到水面时,一部分光被水面反射,另一部分进入水中发生折射,同时发生反射和折射现象。
[2]分析表格中的数据可知,光从空气斜射到水面时,反射角等于入射角。
(2)[1]分析表格中的数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。根据光路是可逆的这一规律可知,当光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角。
[2]水中倒影是光的反射现象,池底变浅是光的折射现象。
6.小华利用图甲装置探究光的折射规律,激光笔发出的光从水中斜射入空气,在光屏(放置在空气中)上形成光斑。
(1)图乙中b是入射光线a的折射光线,入射光线SO的折射光线可能是______(选填“1”或“2”)。
(2)图乙中垂直水面的入射光线c的入射角为______。
(3)保持入射光线的方向不变,若向容器中慢慢加适量清水,在加水的过程中,折射角______(选填“增大”、“减小”或“不变”),光斑向______(选填“上”或“下”)移动。
【答案】(1)1
(2)0°
(3) 不变 上
【详解】(1)在光的折射现象中,入射角增大,折射角也跟着增大,图乙中b是入射光线a的折射光线,入射光线a的入射角大于入射光线SO的入射角,所以入射光线SO的折射光线的偏折程度比折射光线b要小,所以可能是1。
(2)入射光线与法线的夹角为入射角,图乙中垂直水面的入射光线c与法线重合,入射角为0°。
(3)[1][2]保持入射光线的方向不变,若向容器中慢慢加适量清水,在加水的过程中,入射角角度不变,折射角角度也不变,但由于液面上升,入射点上移,折射光线向上平移,光斑向上移动。
7.如图甲是王楠同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了数据:
入射角
折射角
(1)由表格中的数据还可以判断:当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角______30°(选填“等于”、“小于”或“大于”);
(2)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是______,你的依据是:在光的折射中,______;
(3)同班的陈新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时,光贴着光屏从空气斜射入水中,将F板向后折转一定的角度,则在F板上______(选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线______(选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)保持图乙的入射光不动,继续往水槽里加适量的水,会看到水槽底部的亮斑B向______移动。
【答案】 大于 45° 光路是可逆的 不能 在 左
【详解】(1)[1]由表格数据可知,当光由空气斜射入玻璃中时,随着入射角的增大,折射角也增大,当入射角等于45度时,折射角为30度,当入射角等于60度时,折射角为37.8度,所以当入射角等于55度时,折射角
(2)[2][3]根据在光的折射中,光路是可逆的,当光由玻璃射入空气时,入射角小于折射角,且当入射角等于30度时,折射角为45度。
(3)[4][5]因折射光线和入射光线和法线在同一平面内,所以光贴着光屏从空气射入水中,该小组同学将F板向后折转一定角度,则在F板上不能看到折射光,此时折射光线、入射光线与法线在同一平面内。
(4)[5]当光从空气斜射入水时,折射角小于入射角,保持入射光不动,继续加水,入射点向左移动,折射角不变,折射光与原来的折射光平行,会看到亮点B向左移动。
题型02
凸透镜成像规律的运用
8.“烽火连三月,家书抵万金”,秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆,发现“秦代木牍”的展示柜中装置着凸透镜,如图甲所示,他通过凸透镜观察到正立放大的像,关于凸透镜成像,他设计了如下实验:
(1)如图乙,小杰用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为______cm;
(2)实验前,为了使像成在光屏中央,应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在____________;
(3)调节好实验器材后,小杰在如图丙位置观察到清晰的像,此时光屏上得到一个倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像;应用此原理的是______,(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),在此基础上,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上______(选填“能”或“否”)出现清晰的像;
(4)小杰经过实验探究知道:当蜡烛距离透镜______(选填“小于”、“大于”或“等于”)1倍焦距时,能看到正立放大的像。
(5)做实验时小杰不小心用指尖触碰到了凸透镜,则光屏上会______。
A.出现指尖的像
B.出现指尖的影子
C.仍有烛焰完整的像,但亮度变暗
【答案】(1)10.0
(2)同一高度
(3) 缩小 照相机 能
(4)小于
(5)C
【详解】(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,由图可知,刻度尺的分度值为1cm,读数时估读到分度值的下一位,所以凸透镜的焦距是
(2)实验前,为了使像成在光屏中央,应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是使像成在光屏中央。
(3)调节好实验器材后,小杰在如图丙位置观察到清晰的像,此时物距,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是应用此原理制成的。
根据折射现象中光路是可逆的可知,保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,物距和像距交换,仍能在光屏上再次呈现清晰的像。
(4)根据凸透镜成像规律可知,当蜡烛距离凸透镜小于1倍焦距时,能看到正立放大的像,此时像与物同侧。
(5)小杰不小心用指尖触碰到了凸透镜,挡住透镜的一部分,剩余部分仍能会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线比原来减少,所以像比原来变暗,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
9.(1)某同学用图甲所示的装置探究光在反射时反射角与入射角的关系,使一束光贴着纸板沿某一个角度射到点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光和反射光。改变光束入射的角度,重复实验。测量和的数据记录在下表中。
入射角
反射角
实验结论是___________________________________________________________________________。
(2)某同学利用同一凸透镜做了两次实验,蜡烛、透镜、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图乙、丙所示,并据此得出相应的结论。
该同学探究的问题是_________________________________________________。
【答案】(1)在光的反射现象中,反射角等于入射角
(2)凸透镜成实像时像距与物距的关系
【详解】(1)表格数据入射角70°、60°、50°、40°、30°、20°;对应反射角70°、60°、50°、40°、30°、20°, 由此可得实验结论:在光的反射现象中,反射角等于入射角。
(2)观察乙、丙图:蜡烛到凸透镜的距离(物距)发生改变,透镜是同一个(焦距不变),移动光屏得到清晰的像,像距也随之改变。
实验中改变物距,观察像距和成像情况,所以探究的问题: 凸透镜成实像时像距与物距的关系。(其他,如:凸透镜成实像时像的大小与物距的关系,合理即可)
10.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)小明找来A、B两个透镜探究“凸透镜成像规律”的实验,如图甲所示将A、B两块透镜分别正对太阳光时,在离透镜较近的光屏上出现了不同的光斑,应选择___________(选填“A”或“B”)完成实验;然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏,将烛焰、光屏中心调在凸透镜的___________上;
(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、___________(选填“放大”或“缩小”)的实像,该实验现象可以说明___________的成像特点(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,如图丙。则人眼在图中的___________(选填“A”或“B”)处能观察到蜡烛的像,像是图丁中的___________(选填“1”“2”“3”或“4”);
(4)如图乙所示,当光屏上呈现清晰的像时,不改变图乙中蜡烛和透镜位置:
①若仅将凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比___________(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
②若将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将屏___________(选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像。
【答案】(1) B 主光轴
(2) 缩小 照相机
(3) B 4
(4) 变暗 向左
【详解】(1)[1]由图甲可知,图中的A对光起发散作用,是凹透镜,B对光起会聚作用,是凸透镜,根据题意“探究凸透镜成像规律”,应该选择B凸透镜完成实验。
[2]为了使像成在光屏中央,则调节烛焰中心、光屏中心在凸透镜的主光轴上。
(2)[1][2]由图乙可知,物距,像距,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,照相机就是利用此原理制成的。
(3)[1][2]根据(2)问可知,成像的条件为,,即,,则
现保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,由图丙可知,此时,故,根据凸透镜成像规律可知,成的是正立放大的虚像,像和物在同侧,需从B处观察,因为在光屏上承接不到,必须透过凸透镜观察看到正立放大的虚像,故4图符合像的性质。
(4)[1]仅将凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,再次实验,像的大小不变,经过凸透镜的光线变少,则光屏上所成的像与原来相比变暗了。
[2]将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,由于焦距变小,对光线的会聚能力增强,像到凸透镜的距离就越短,像越小,则需将屏向左移动光屏才能成像。
11.小明用如图装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)图甲光屏上呈一清晰的像,由此可知该凸透镜的焦距为_________cm;
(2)保持凸透镜位置不动,将蜡烛移到38cm刻度线处,无论怎样移动光屏,都找不到清晰的像,原因是_________;
(3)此时小明将一个眼镜片放在烛焰和凸透镜之间,移动光屏,光屏上出现了清晰的像,则小明所放的镜片属于_________眼镜的镜片;
(4)如图乙所示,当蜡烛从光具座上的M点移到N点并调整光屏的位置(光屏未画出),发现光屏上的像逐渐变小,可判断此透镜位于_________(选填“M点左侧”或“N点右侧”)。
【答案】 10.0 像距过大,光具座长度不够 远视 M点左侧
【详解】(1)[1]由图可知,此时
u=v=20.0cm=2f
光屏上呈一清晰的像,则f=10.0cm。
(2)[2]当把蜡烛移到38cm刻度线处时,此时的物距为12cm,物距物距接近焦距,像距会远远大于二倍焦距,像成在了光具座以外,所以无论怎样移动光屏,光屏上也都找不到清晰的像。
(3)[3]此时移动光屏能够得到清晰的像,说明像距变小,所以所放的镜片对光有会聚作用,是远视眼镜。
(4)[4]当蜡烛从光具座上的M点移到N点并调整光屏的位置,发现光屏上的像逐渐变小,说明成的像是实像,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知,此透镜位于M点左侧。
12.实验小组利用光具座进行成像实验研究。在如图甲中光具座上依次放上如图所示器材,虚线框内可插入的实验元件有(见图乙):①中央有小孔的纸板,②透明薄玻璃板,③凸透镜。在虚线框内放入上述某一元件后。
(1)进行图甲的实验时,若在光屏上出现图丙(a)所示的像,则方框内插入的元件可能是_______(选填序号,下同)。此后,将蜡烛从 30.0cm 移到 40.0cm 刻度线处;
①若光屏位置未变,光屏上的像由(a)变成(b),则方框内的元件是______;
②若无论怎样移动光屏,光屏上仅有均匀的亮斑,则方框内的元件是______;
(2)在方框内插入②时,若向左移动蜡烛,像的大小将______(变大/变小/不变);
(3)用如图装置研究凸透镜成像的规律时,如图丁,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则透镜的焦距f=______cm。如图戊,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立、______的实像。在放大镜、照相机和投影仪中,成像原理与其相同的是______。
【答案】 ①③ ① ③ 不变 10.0 放大 投影仪
【详解】(1)[1]①带有小孔的纸板,可以探究小孔成像,小孔成像成的是实像,可以呈现在光屏上,故①符合题意;②薄玻璃板可用于探究平面镜成像,平面镜成的是虚像,不能呈现在光屏上,故②不符合题意;③凸透镜,此时物距等于像距,成的是倒立、等大的实像,故③符合题意。
故选①③。
[2][3]由甲可知,凸透镜物距等于像距等于两倍焦距,所以凸透镜的焦距为10.0cm,将将蜡烛从 30.0cm 移到 40.0cm 刻度线处,此时物距为10.0cm,等于焦距,凸透镜不能成像,所以无论怎样移动光屏,光屏上仅有均匀的亮斑。而若为小孔成像,物距变小,而像距不变,则像会变大,即像由(a)变成(b),则方框内的元件为①;若只有光斑,则方框内的元件为③。
(2)[4]在方框内插入②时,原理是平面镜成像,像与物等大,所以向左移动蜡烛,像的大小将不变。
(3)[5]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
[6][7]此时物距为15.0cm,在一倍和两倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像,与投影仪的成像原理相同。
13.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前,应调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的____上;甲图中光屏上有清晰的像(像未画出),该像是倒立、____的实像;
(2)保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,为使光屏上再次呈现清晰的像,可将光屏____(选填“靠近”或“远离”)透镜,或光屏位置不动,在蜡烛与凸透镜之间放置____(选填“近视”或“远视”)眼镜;
(3)将甲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,使像清晰呈现在光屏上;
(4)细心的小滨发现实验时间一长,光屏上的像会向上移动,为了使像呈在光屏的中央,应将凸透镜向____(选填“上”或“下”)移动;
(5)实验中小滨发现同组的小伙伴用同样的器材,在物距相同时,测得的像距并不相同,这是因为在实验中没有____,便开始测量像距;
(6)乙图中,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,则以下说法不正确的是____。
A.A处像可能是缩小的 B.B处像可能是缩小的
C.P点位置在B的右侧 D.蜡烛的移动方向向左
【答案】 主光轴 缩小 靠近 近视 不能 下 找到最清晰的像 D
【详解】(1)[1]为了使像成在光屏中央,实验前,应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
[2]由图可知,此时物距大于2倍焦距,像距在一倍焦距与二倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。
(2)[3][4]保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,此时物距变大,像距变小,所以为使光屏上再次呈现清晰的像,可将光屏靠近透镜,或光屏位置不动,在蜡烛与凸透镜之间放置具有发散作用的凹透镜,即近视眼镜。
(3)[5]将图甲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,像距大于二倍焦距,成倒立、放大实像,即v>60cm,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。
(4)[6]蜡烛在燃放中不断缩短,向下移动,过凸透镜光心的光线传播方向不变,所以光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,可向上移动光屏或向下移动透镜。
(5)[7]实验时,当光屏上的像最清晰时,才能测量像距,小伙伴测得的像距不同,是因为没有找到最清晰的像。
(6)[8]DC.由于两次都能在光屏上成清晰的像,所以A、B两处都成实像,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,根据“凸透镜成实像时,物远像近像变小”可知,从A到B像在不断地靠近凸透镜,因此凸透镜(P点位置)在B的右侧,蜡烛在凸透镜的右侧,此时蜡烛的像在靠近凸透镜,因此蜡烛也向右移动,故D错误,符合题意,C正确,不符合题意;
AB.由于题干未提供物距和凸透镜的焦距,因此A、B处可能成放大的实像也可能成缩小的实像,故AB正确,不符合题意。
故选D。
14.在“天宫课堂”的水球实验中,小玉看到王亚平老师的倒立、缩小的像,如图甲所示。于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。
(1)小玉找到了一个焦距未知的凸透镜,用一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现最小最亮的光斑,如图乙所示,则凸透镜的焦距是__________cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上。点燃蜡烛,调整三者中心高度到合适的位置,目的是________________________;
(3)如图丙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,需向__________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏,直到出现烛焰倒立、___________的实像;
(4)在(3)的基础上,更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,此现象与________(选填“近”或“远”)视眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可向___________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛。根据上述实验和已学知识,近视程度更严重的同学应选择焦距更_______(选填“大”或“小”)的凹透镜来矫正。
(5)实验过程中,原来光屏中央的像“跑”到上方,为使像回到中央,接下来的操作是________________。
【答案】 10.0 使像成在光屏中央 远离 缩小 近 靠近 小 将蜡烛向上移动
【详解】(1)[1]如图,让一束平行与主光轴的光正对凸透镜照射,在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,这个光斑是凸透镜的焦点,焦点跟光心之间的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm(2)[2]为了使像成在光屏中央,所以实验前要调节烛焰、凸透镜、光屏在同一高度。
(3)[3][4]凸透镜的焦距为10.0cm,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,物距
u=50cm-20cm=30cmu>2f,成倒立、缩小的实像,2f>v>f,所以光屏向右移动,移动到60cm到70cm刻度线之间,所以光屏远离凸透镜。
(4)[5][6]原来凸透镜的焦距是10.0cm,更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,凸透镜的焦距变小,折光能力变强,使像成在视网膜的前方,和近视眼的成因相似。凸透镜的焦距变小,折光能力变强,使像向前会聚,为了使光屏上的像恢复清晰,所以要向靠近凸透镜的方向移动蜡烛。
[7]根据上述实验现象可知,近视程度更严重的同学,其晶状体焦距更小,对光的会聚能力更强,故需用对光发散能力更强、焦距更小的凹透镜矫正。
(5)[8]在实验过程中,原来光屏中央的像“跑”到上方,为了使像回到中央,由于光线过光心不改变方向,可以把光屏向上移动,或凸透镜向下移动,或蜡烛向上移动。
题型03
凸透镜成像规律的综合运用
15.婷婷同学在看“天宫课堂”中的水球实验时,看到王亚平老师的倒立、缩小的像,如图甲所示。于是她想利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。
(1)婷婷找到了一个焦距未知的凸透镜,她首先用一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现最小最亮的光斑,如图乙所示,则凸透镜的焦距是_______cm;
(2)如图丙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到15cm刻度线处,需向_______(选填“左”或“右”)移动光屏,直到出现烛焰清晰的像;
(3)在(2)的基础上,更换成另一个焦距为13cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,此现象与_______(选填“近”或“远”)视眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可以给该凸透镜“佩戴”一个_______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
【答案】(1)10.0
(2)右
(3) 远 凸透镜
【详解】(1)如图,让一束平行于主光轴的光正对凸透镜照射,在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,这个光斑是凸透镜的焦点,焦点跟光心之间的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距为f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)凸透镜的焦距为10.0cm,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到15cm刻度线处,物距u=50cm-15cm=35cm>2f
成倒立、缩小的实像,此时2f>v>f,所以光屏向右移动,移动到60cm到70cm刻度线之间,所以光屏远离凸透镜即向右移动光屏。
(3)[1][2]原来凸透镜的焦距是10.0cm,更换成另一个焦距为13cm的凸透镜,凸透镜的焦距变大,折光能力变弱,使像延迟会聚,即像成在视网膜的后方,和远视眼的成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,应该让像提前会聚,因此应佩戴具有会聚作用的凸透镜。
16.如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)为了使烛焰的像呈现在光屏的中央,实验前应调整烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在_______;
(2)当蜡烛位于图甲中的B处时,移动光屏到D处,观察到光屏上呈现清晰的像,这时成的是倒立、_______的实像;
(3)紧接着用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分,发现光屏上呈现的像是_______(填“完整”或“不完整”)的,像的亮度与原来相比_______;(填“变亮”“变暗”或“不变”)
(4)当把蜡烛在第(2)步的基础上向右移动5cm,光屏上的像变得模糊。要使像变清晰,光屏应向_______(填“左”或“右”)移动;
(5)应用:人眼的晶状体和角膜相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。我们看物体时,睫状体会通过伸缩来调节晶状体的弯曲程度,也就是通过改变晶状体的_______使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上成清晰的像,如图所示;
常见的视力缺陷有近视和远视,近视眼的晶状体曲度过大,会聚光的本领变强,远处物体的像落在视网膜的前方,需要配戴度数合适的_______透镜来矫正。
【答案】(1)同一高度
(2)等大
(3) 完整 变暗
(4)右
(5) 焦距 凹
【详解】(1)实验中为了使像成在光屏的中央,应调整烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在同一高度。
(2)据甲图可知,此时物距与像距相等,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、等大的实像。
(3)[1][2]根据凸透镜成像原理,用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分,光线通过透镜的上半部分仍成完整的像,由于光线的条数变少,成像的亮度会变暗。
(4)把蜡烛在第(2)步的基础上向右移动5cm,即物体靠近凸透镜,根据凸透镜成像规律“物近像远,像变大”可知,光屏应向右移动。
(5)[1]我们看物体时,是通过睫状体的伸缩来调节晶状体的弯曲程度,改变晶状体的焦距,使不同远近的物体都能在视网膜上成清晰的像。
[2]近视眼的晶状体曲度过大,会聚光的本领变强,远处物体的像落在视网膜的前方,需要佩戴对光具有发散作用的凹透镜进行矫正。
17.小明测焦距时先将凸透镜和光屏的位置固定,如图甲所示,将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动到某一位置,光屏上出现一个与透镜直径相近的光斑,此时固定光源、凸透镜,再将光屏远离透镜,移动的过程中,若光屏上光斑的大小 ___________(选填“逐渐变大”“几乎不变”“先变小后变大”),则说明光源到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距;在准确测量焦距时,小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环,如图乙所示,他猜想可能是凸透镜的边框造成的,于是他拆除边框直接将凸透镜固定在原位置,进行实验验证,发现暗环仍然存在。你认为暗环形成的原因是光的 ___________和光的 ___________共同形成。
【答案】 几乎不变 直线传播 折射
【详解】[1]凸透镜光心到焦点的距离叫焦距。固定光源、凸透镜,再将光屏远离透镜,移动的过程中,若光屏上光斑的大小几乎不变,则说明光源到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距。
[2][3]透镜边缘以外的光线沿直线传播,以内的光线会发生偏转,二者之间会形成一个没有光线的黑色区域,这就是暗环,因此暗环形成的原因是:透镜外侧沿直线传播的光与经透镜折射的光在屏上形成无光区。
18.在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)在光具座上安装蜡烛、凸透镜和光屏后,为了使像能呈现在光屏中央,需调节烛焰、透镜、光屏三者中心在______。从图甲像距随物距变化图像可知,此凸透镜的焦距为______。
(2)当蜡烛、透镜和光屏位置如图乙,光屏呈现清晰的像,成的像是倒立、______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
(3)“自拍神器”是旅游的最爱,如图丙,使用“自拍神器”时,增大物距会使所成的像______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验,在光屏上得到了清晰的像。如图丁所示,向水透镜注水,不改变蜡烛和透镜的位置,要使光屏再次成清晰的像,可将光屏______(选填“靠近”或“远离”)透镜,或者在透镜前放置一副______(选填“远视”或“近视”)眼镜。
【答案】(1) 同一高度 10
(2)缩小
(3)变小
(4) 靠近 近视
【详解】(1)为使得像成在光屏中心,在光具座上,将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧后,要调节三者中心在同一高度。
根据凸透镜成像规律,当物距和像距均等于二倍焦距时,成倒立等大的实像,由甲图可知,此时
解得此凸透镜的焦距
(2)如图乙,物距大于像距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像。
(3)根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,与直接拿手机自拍相比,自拍杆可以通过增大物距,使得成像变小。
(4)如图丁,他向水透镜中注水,则凸透镜变厚,焦距变小,成像提前,不改变蜡烛和透镜的位置,要使光屏上再次得到清晰的像,可将光屏向靠近透镜的方向移动,或者在透镜前放置一副近视眼镜,利用凹透镜对光线的发散作用,使得像仍成在原来的位置。
19.实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前,先想办法测凸透镜的焦距,如图甲,将该凸透镜正对着太阳光,此时纸上呈现一个并非最小的光斑,测得这个光斑到凸透镜中心的距离为L。再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,发现光斑变大了,则凸透镜的焦距f________L(选填“>”、“<”或“=”);调整以后正确地测得该透镜的焦距为10cm;
(2)实验前调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度,其目的是________;如图乙,将蜡烛向右移至________cm~50cm刻度范围内时,从凸透镜右侧透过凸透镜可以看到烛焰正立、放大的像;
(3)在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到如图丙中①至⑤的五种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的5个像进行排序,正确顺序为________。
(4)实验中,小组成员聪聪找到一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断聪聪找到的是________(选填“近视”或“远视”)眼镜;
(5)实验时小皓发现,在观察光屏上清晰的烛焰像的过程中,随着蜡烛的燃烧,光屏上的像向________(选填“上”或“下”)移动。为了避免出现类似情况,小皓换用发光二极管制成的光源。现有由发光二极管组成的“F”和“T”形两种光源,你认为选择________(选填“F”或“T”)光源更好。
【答案】(1)<
(2) 使像成在光屏中央 40
(3)①②④⑤③
(4)远视
(5) 上 F
【详解】(1)凸透镜可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点,所以利用此原理测焦距时,应将凸透镜正对着太阳光,此时纸上呈现一个并非最小的光斑,测得这个光斑到凸透镜的距离为L,再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,发现光斑变大了,说明光线会聚到焦点后重新分散,凸透镜到白纸的距离大于凸透镜焦距,即凸透镜的焦距。
(2)实验前调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度,目的是让像完整成在光屏的中央,方便观察;
根据凸透镜的成像规律可知,当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,如图乙,将蜡烛向右移至刻度范围内时,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰正立、放大的像。
(3)根据凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小;相反,物距减小,像距增大,像变大,物距小于焦距时成正立放大的虚像,越远像越大;可知正确顺序为①②④⑤③。
(4)眼镜放在蜡烛和凸透镜之间后,光屏需要靠近凸透镜才能再次成清晰的像,说明该眼镜对光线有会聚作用,是凸透镜,凸透镜用来矫正远视眼,因此是远视眼镜。
(5) 蜡烛燃烧变短,烛焰向下移动,根据过光心的光线传播方向不变,像会向光屏上方移动;
选择“F”形光源更好,因为F不对称,可以方便观察凸透镜成像“倒立(上下、左右都颠倒)”的特点,T形对称无法明显观察到倒正的特点。
20.小华同学在探究凸透镜成像规律时,所用的器材有:带刻度尺的光具座、焦距为10cm的凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。
(1)如图1所示,将A、B两块透镜分别正对太阳光时,在光屏上出现了不同的光斑,由此判断需要用______(选填“A”或“B”)透镜完成实验。
(2)实验前,小华同学应调节烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心在______。
(3)小华同学在某次实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图2所示的位置,光屏上呈现倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像。接着他对着烛焰持续吹气,使烛焰尖部向左偏,发现光屏上烛焰尖部的像变模糊,则将光屏向______(选填“左”或“右”)移动,烛焰尖部的像又会变清晰。
(4)随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向上移动。这时最合理的调整是______。
A.将凸透镜向下移动些
B.将光屏向上移动些
C.将光屏向下移一些
D.将蜡烛适当向上调一些
(5)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图3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______(选填“A”或“B”)处能观察到烛焰的像。
(6)小华同学记录完某次成实像情况后,保持发光物体与凸透镜的位置不变,只是换成焦距较小的凸透镜再次实验,这是探究成像情况与______的关系。
【答案】(1)B
(2)同一高度
(3) 放大 左
(4)D
(5)B
(6)凸透镜焦距
【详解】(1)实验要探究凸透镜成像规律,应选择凸透镜,凸透镜对光有会聚作用;图中的A对光起发散作用,是凹透镜,B对光起会聚作用,是凸透镜;所以应选择B透镜进行实验。
(2)为了使像成在光屏中央,实验前,调节烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心在同一高度。
(3)[1]由图2可知,此时物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像。
[2]对着烛焰持续吹气,使烛焰尖部向左偏,此时物距增大,像距减小,像变小,则将光屏向左移动,“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰。
(4)随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向上移动,为使像成在光屏中央,可以将凸透镜向下移动些,也可将光屏向上移动些,或将蜡烛适当向上调一些,最合理的方法是将蜡烛适当向上调一些,此时光屏、透镜、烛焰仍在同一高度,像最清晰。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(5)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图3所示位置,此时物距小于焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时成虚像,像与物同侧,所以人眼在图中B处能观察到烛焰的像。
(6)保持发光物体与凸透镜的位置不变,只是换成焦距较小的凸透镜再次实验,即改变了凸透镜的焦距大小,这是探究成像情况与凸透镜焦距的关系。
21.小田用如图所示装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,透镜的焦距为________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35cm刻度线处时,移动光屏,能成倒立、________的实像;
(3)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,所成像向________移动,要使像能够成在光屏的中央,保持蜡烛和凸透镜不动,只需将光屏向________调整;
(4)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,此时将观察到________(选填“更大”或“更小”)的像。
【答案】(1) 10.0 同一高度
(2)放大
(3) 上 上
(4) 靠近 更小
【详解】(1)[1]当平行光经过凸透镜时,会发生偏折,汇聚于凸透镜焦点,焦点到凸透镜光心的距离,称为焦距,由图甲可知,该凸透镜的焦距为10.0cm。
[2]由光在同种均匀介质中沿直线传播以及经过凸透镜光心的光线不发生偏折可知,要使像呈现在光屏中央,应将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整至同一高度。
(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35cm刻度线处时,此时物距为15cm,在一倍和两倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像。
(3)[1]由于经过光心的光线传播方向不变,蜡烛燃烧变短,像会向上移动。
[2]若保持蜡烛和凸透镜不动,要使像回到光屏中央,需将光屏向上调整。
(4)[1][2]将蜡烛在乙图的基础上远离凸透镜,物距变大,由凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知,像距变小,像变小,为了在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向靠近凸透镜的方向移动。
22.小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”实验,凸透镜固定在光具座刻度线处不变。
(1)实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到_________,目的是_______。
将蜡烛固定在刻度线处时,移动光屏,在光屏上始终得到一个大小不变的光斑,则该凸透镜的焦距为______cm。
(2)当他将三个元件移动到图中位置时,光屏上恰好出现了烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是___________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)。此时保持蜡烛和光屏不动,将凸透镜移动到__________cm刻度线处时,仍能在光屏上成清晰的像。
(3)在成像清晰的情况下,用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住,看到像的变化情况是__________(选填“像部分消失”、“像完整且亮度不变”或“像完整但亮度变暗”)。
(4)将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,图中其他元件不动,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个_____________(选填“凸”或“凹”)透镜,所放置的透镜可以用来矫正__________(选填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】(1) 同一高度 使像成在光屏的中央 10.0
(2) 照相机 35
(3)像完整但亮度变暗
(4) 凹 近视眼
【详解】(1)[1][2]为了使像成在光屏的中央,方便观察,应调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。
[3]由题意可知,当蜡烛距离凸透镜的距离时,在右侧无论怎样移动光屏,发现光屏上始终是一个大小不变的光斑,说明蜡烛正好在凸透镜的焦点上,则由焦距的定义可知该凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[1]由图可知,此时的物距,像距,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,利用该成像规律制成的光学仪器是照相机。
[2]保持蜡烛和光屏的位置不动,根据光路可逆得,移动凸透镜后的物距应该等于移动前的像距,像距等于原来的物距,即,,此时凸透镜移动到35cm处,仍能在光屏上成清晰的像。
(3)用不透明的纸遮挡凸透镜上半部分,凸透镜下半部分仍能折射光线,仍然能在光屏上看到完整的像,只是像的亮度变暗。
(4)[1]更换焦距较小的凸透镜,其折射能力增强,像会成在光屏前方,所以需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个使光线发散的凹透镜。
[2]凹透镜是用来矫正近视眼的。
23.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,实验操作规范。在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
(1)这个像的成像原理与___________(选填 “放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同。若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比刚才的像要___________些。
(2)再在凸透镜左侧附近放置一近视眼镜(图中未画出),这时需要将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
(3)为了粗测凸透镜的焦距,小明上午第二节课下课后,将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,小明认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其理由是:___________。
【答案】(1) 照相机 右 大
(2)右
(3)凸透镜没有正对太阳光放置
【详解】(1)[1][2][3]由图可知,物距大于像距,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,倒立、缩小的实像是照相机的成像原理。根据“物近像远像变大”的规律,若将蜡烛向右移动少许,物距减小,则像距增大,所以应将光屏向右移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像比刚才的像要大些。
(2)近视眼镜是凹透镜,且凹透镜对光线有发散作用,会使光线延迟会聚,所以需要将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。
(3)太阳光可以近似看为平行光源,将凸透镜正对着太阳光,让太阳光与凸透镜的主光轴平行,太阳光经凸透镜后将会聚在焦点,所以把光屏置于另一侧,改变光屏与凸透镜间的距离,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,这个光斑便为焦点。而小明将凸透镜与水平地面平行放置,此时凸透镜没有正对太阳光,所以这个亮点不是凸透镜的焦点位置。
24.实验中学的同学们进行了如下实验:
(1)将两个凸透镜分别固定在光具座上,并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜,调节光屏的位置,直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑,如图所示。由此可知凸透镜________(选填“M”或“N”)对光的会聚作用更强。
(2)实验时,调整烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于同一高度,目的是使像始终成在________。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,烛焰在光屏上恰好成清晰的像,此时所成的像是倒立、________的实像。生活中的________(举出一例即可)就是利用这一规律来成像的;
(4)只将蜡烛远离凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了。若要在光屏上再次得到清晰的像应将光屏________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
(5)同学们继续利用上述器材及一个光源F、刻度尺探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜________(选填“M和N”或“M或N”)。将发光体放在距凸透镜________(选填“相同”或“不同”)距离处,用光屏接收像,若________,则说明像的高度与焦距有关。
【答案】(1)M
(2)光屏中央
(3) 缩小 照相机
(4)靠近
(5) M和N 相同 光屏上所成的像高度不同
【详解】(1)平行于主光轴的光经过凸透镜折射后会聚在焦点,焦点到光心的距离为焦距,从图中可以看出,凸透镜M的焦距更小,焦距越小,会聚能力越强。
(2)为了使像成在光屏中央,便于观察像的性质,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
(3)[1][2]由图可知,物距大于像距,根据凸透镜成像的规律,此时成倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用这一规律来成像的。
(4)凸透镜成实像,物远像近像变小,将蜡烛远离凸透镜,物距增大,像距减小,要在光屏上再次得到清晰的像应将光屏靠近凸透镜。
(5)[1][2]探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距的关系,需要控制物距不变,改变焦距,即发光体放在距凸透镜相同距离处,用不同焦距的凸透镜进行实验。
[3]若两次光屏上所成的像的高度不同,则说明像的高度与焦距有关。
25.如图所示,某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,则此时水透镜的焦距为______cm,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,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6cm处,此时应从______(选填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过透镜观察像的特点;随着实验的进行,蜡烛逐渐变短,光屏上的像会移动,要使像重新成在光屏的中央,可将透镜向______(选填“上”或“下”)调整;
(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”)。
【答案】(1) 8.0 凸透镜的主光轴 光源和光屏之间的距离小于水透镜的4倍焦距
(2) 缩小 放大
(3) 光屏 下
(4)近视
【详解】(1)[1]图甲刻度尺分度值为1cm,光屏位于刻度线18.0cm的刻度处,水透镜位于刻度线10.0cm的刻度处,所以水透镜的焦距为
[2][3]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,原因可能是光源和光屏之间的距离小于水透镜的4倍焦距(当物距小于焦距成虚像,或物距等于焦距不成像,或物距在一倍焦距到二倍焦距之间但像距超出光源和光屏的距离范围时,都不能在光屏上成像)。
(2)[1]图乙中,物距(蜡烛到水透镜的距离)大于像距(水透镜到光屏的距离),根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像。
[2]若仅将蜡烛与光屏位置对调,根据光路可逆,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)[1]蜡烛移至距透镜6cm处,物距为6cm,此时物距处在一倍焦距以内,成虚像,虚像与物体在透镜的同一侧,所以需要从光屏一侧透过透镜才能看到虚像。
[2]蜡烛燃烧变短,烛焰的位置向下移动,根据凸透镜成像的特点,像会向上移动,因此把透镜向下调节,能让像重新成在光屏中央。
(4)当从水透镜中注入适量的水后,水透镜的焦距变小,会聚能力变强,像会成在光屏前方。给 “水透镜” 戴上眼镜后,烛焰的像再次变得清晰,说明该眼镜对光有发散作用,能使像后移到光屏上,而凹透镜对光有发散作用,近视眼镜是凹透镜,所以图丙中戴上的眼镜是近视眼镜。
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专题05 光的折射 透镜 基础实验题(江苏专用)
3大必考题型概览
题型01 光的折射实验透镜
题型02 凸透镜成像规律的运用(精炼)(★重点)
题型03 凸透镜成像规律的综合运用(求焦距,水透镜,距离移动,双透镜等问题)(★难点)
注意:练习题型02,03之前请把表格吃透考点
题型01
光的折射实验透镜
1.夏季的雨后,天上通常会出现一道美丽的彩虹。我们通常看到的太阳光是白光,那彩虹是怎样产生的呢?小明想弄清其中的秘密。他按照老师的提示组装如图所示的装置。果然在光屏上出现了彩色光带跟天上的彩虹一样。他得到了如下结论:
(1)太阳光通过三棱镜被分解成各种色光的现象叫___________现象;实验中如果彩色光带较亮,而你又分辨不清光屏上彩色光带的色彩,那么你应适当___________(选项“增大”或“减小”)光屏与三棱镜间的距离;
(2)若在三棱镜和光屏之间放一块与光屏等大的蓝色玻璃板,光屏上呈现的光的颜色为___________色;
(3)如果没有三棱镜,如图在水槽中斜插一块平面镜,让太阳光斜射到平面镜上,适当调整平面镜的位置、角度,可以在墙壁上看到彩色的光带,用手指轻轻搅动水槽中的水,你又会看到彩色光带___________(消失或不消失)的现象。
2.某同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路,实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧.通过实验还得到如下数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生______和______现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的增大而______(增大/减小),且折射角_____(大于/等于/小于)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角等于______°。该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点;
(2)同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程合不合理?答:______(合理/不合理);请简要说明理由:______。
3.某同学做“探究光的折射规律”实验,她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心,让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处,激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出(如图所示)。旋转圆盘,多次改变激光束入射角度,观察折射光线方向并记录数据,如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
5
入射角
18°
30°
60°
72°
折射角
12°
20°
28°
36°
42°
(1)做第三次实验时,忘了记录入射角的数据,第三次实验如图所示,结合图可知,此时的入射角为_________;
(2)分析实验数据可知:当光从空气斜射到玻璃表面时,折射角_________入射角(填“大于”、“小于”或“等于”),折射角随入射角增大而_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)为了使光路更清晰,激光笔应紧贴圆盘照射,并在较_________(填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(4)实验中将发现,折射光路的亮度比入射光路要_________(填“亮”或“暗”),原因可能是__________。
4.如图所示是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据:
入射角
反射角
折射角
(1)分析表中入射角与反射角的数据,可知:在光的反射过程中,______;
(2)分析表中入射角与折射角的数据,可知:______。(写出一条即可)
5.某同学在做探究光的折射特点实验,如图,这是光从空气射入水中时的光路,通过实验还得到如下数据。
入射角α
15°
30°
45°
60°
反射角β
15°
30°
45°
60°
折射角γ
11.3°
22.1°
35.4°
40.9°
(1)分析表中数据,可得出∶光从空气斜射到水面时,将同时发生____和折射现象,反射角____(选填“等于”“大于”或“小于”)入射角。
(2)光从水斜射入空气中时,折射角____入射角,这一规律可以解释____(选填“池底变浅”或“水中倒影”)现象。
6.小华利用图甲装置探究光的折射规律,激光笔发出的光从水中斜射入空气,在光屏(放置在空气中)上形成光斑。
(1)图乙中b是入射光线a的折射光线,入射光线SO的折射光线可能是______(选填“1”或“2”)。
(2)图乙中垂直水面的入射光线c的入射角为______。
(3)保持入射光线的方向不变,若向容器中慢慢加适量清水,在加水的过程中,折射角______(选填“增大”、“减小”或“不变”),光斑向______(选填“上”或“下”)移动。
7.如图甲是王楠同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路,经过多次实验并记录了数据:
入射角
折射角
(1)由表格中的数据还可以判断:当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角______30°(选填“等于”、“小于”或“大于”);
(2)当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是______,你的依据是:在光的折射中,______;
(3)同班的陈新同学利用图乙探究光从空气斜射入水中时的光路。实验时,光贴着光屏从空气斜射入水中,将F板向后折转一定的角度,则在F板上______(选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线______(选填“在”或“不在”)同一平面内;
(4)保持图乙的入射光不动,继续往水槽里加适量的水,会看到水槽底部的亮斑B向______移动。
题型02
凸透镜成像规律的运用
8.“烽火连三月,家书抵万金”,秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆,发现“秦代木牍”的展示柜中装置着凸透镜,如图甲所示,他通过凸透镜观察到正立放大的像,关于凸透镜成像,他设计了如下实验:
(1)如图乙,小杰用太阳光照射凸透镜,移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,此凸透镜的焦距为______cm;
(2)实验前,为了使像成在光屏中央,应在光具座上调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在____________;
(3)调节好实验器材后,小杰在如图丙位置观察到清晰的像,此时光屏上得到一个倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像;应用此原理的是______,(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”),在此基础上,保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上______(选填“能”或“否”)出现清晰的像;
(4)小杰经过实验探究知道:当蜡烛距离透镜______(选填“小于”、“大于”或“等于”)1倍焦距时,能看到正立放大的像。
(5)做实验时小杰不小心用指尖触碰到了凸透镜,则光屏上会______。
A.出现指尖的像
B.出现指尖的影子
C.仍有烛焰完整的像,但亮度变暗
9.(1)某同学用图甲所示的装置探究光在反射时反射角与入射角的关系,使一束光贴着纸板沿某一个角度射到点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光和反射光。改变光束入射的角度,重复实验。测量和的数据记录在下表中。
入射角
反射角
实验结论是___________________________________________________________________________。
(2)某同学利用同一凸透镜做了两次实验,蜡烛、透镜、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图乙、丙所示,并据此得出相应的结论。
该同学探究的问题是_________________________________________________。
10.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)小明找来A、B两个透镜探究“凸透镜成像规律”的实验,如图甲所示将A、B两块透镜分别正对太阳光时,在离透镜较近的光屏上出现了不同的光斑,应选择___________(选填“A”或“B”)完成实验;然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏,将烛焰、光屏中心调在凸透镜的___________上;
(2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图乙时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、___________(选填“放大”或“缩小”)的实像,该实验现象可以说明___________的成像特点(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,如图丙。则人眼在图中的___________(选填“A”或“B”)处能观察到蜡烛的像,像是图丁中的___________(选填“1”“2”“3”或“4”);
(4)如图乙所示,当光屏上呈现清晰的像时,不改变图乙中蜡烛和透镜位置:
①若仅将凸透镜换成焦距相同、直径较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比___________(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
②若将凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将屏___________(选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像。
11.小明用如图装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)图甲光屏上呈一清晰的像,由此可知该凸透镜的焦距为_________cm;
(2)保持凸透镜位置不动,将蜡烛移到38cm刻度线处,无论怎样移动光屏,都找不到清晰的像,原因是_________;
(3)此时小明将一个眼镜片放在烛焰和凸透镜之间,移动光屏,光屏上出现了清晰的像,则小明所放的镜片属于_________眼镜的镜片;
(4)如图乙所示,当蜡烛从光具座上的M点移到N点并调整光屏的位置(光屏未画出),发现光屏上的像逐渐变小,可判断此透镜位于_________(选填“M点左侧”或“N点右侧”)。
12.实验小组利用光具座进行成像实验研究。在如图甲中光具座上依次放上如图所示器材,虚线框内可插入的实验元件有(见图乙):①中央有小孔的纸板,②透明薄玻璃板,③凸透镜。在虚线框内放入上述某一元件后。
(1)进行图甲的实验时,若在光屏上出现图丙(a)所示的像,则方框内插入的元件可能是_______(选填序号,下同)。此后,将蜡烛从 30.0cm 移到 40.0cm 刻度线处;
①若光屏位置未变,光屏上的像由(a)变成(b),则方框内的元件是______;
②若无论怎样移动光屏,光屏上仅有均匀的亮斑,则方框内的元件是______;
(2)在方框内插入②时,若向左移动蜡烛,像的大小将______(变大/变小/不变);
(3)用如图装置研究凸透镜成像的规律时,如图丁,平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则透镜的焦距f=______cm。如图戊,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立、______的实像。在放大镜、照相机和投影仪中,成像原理与其相同的是______。
13.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前,应调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的____上;甲图中光屏上有清晰的像(像未画出),该像是倒立、____的实像;
(2)保持凸透镜位置不变,将蜡烛远离凸透镜,为使光屏上再次呈现清晰的像,可将光屏____(选填“靠近”或“远离”)透镜,或光屏位置不动,在蜡烛与凸透镜之间放置____(选填“近视”或“远视”)眼镜;
(3)将甲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,使像清晰呈现在光屏上;
(4)细心的小滨发现实验时间一长,光屏上的像会向上移动,为了使像呈在光屏的中央,应将凸透镜向____(选填“上”或“下”)移动;
(5)实验中小滨发现同组的小伙伴用同样的器材,在物距相同时,测得的像距并不相同,这是因为在实验中没有____,便开始测量像距;
(6)乙图中,凸透镜位于P处(图中未画出)位置不变,移动蜡烛,光屏先后在P同侧的A、B两处得到烛焰清晰的像,且A处的像比B处大,则以下说法不正确的是____。
A.A处像可能是缩小的 B.B处像可能是缩小的
C.P点位置在B的右侧 D.蜡烛的移动方向向左
14.在“天宫课堂”的水球实验中,小玉看到王亚平老师的倒立、缩小的像,如图甲所示。于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。
(1)小玉找到了一个焦距未知的凸透镜,用一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现最小最亮的光斑,如图乙所示,则凸透镜的焦距是__________cm;
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上。点燃蜡烛,调整三者中心高度到合适的位置,目的是________________________;
(3)如图丙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,需向__________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏,直到出现烛焰倒立、___________的实像;
(4)在(3)的基础上,更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,此现象与________(选填“近”或“远”)视眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可向___________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛。根据上述实验和已学知识,近视程度更严重的同学应选择焦距更_______(选填“大”或“小”)的凹透镜来矫正。
(5)实验过程中,原来光屏中央的像“跑”到上方,为使像回到中央,接下来的操作是________________。
题型03
凸透镜成像规律的综合运用
15.婷婷同学在看“天宫课堂”中的水球实验时,看到王亚平老师的倒立、缩小的像,如图甲所示。于是她想利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。
(1)婷婷找到了一个焦距未知的凸透镜,她首先用一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现最小最亮的光斑,如图乙所示,则凸透镜的焦距是_______cm;
(2)如图丙所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到15cm刻度线处,需向_______(选填“左”或“右”)移动光屏,直到出现烛焰清晰的像;
(3)在(2)的基础上,更换成另一个焦距为13cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,此现象与_______(选填“近”或“远”)视眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可以给该凸透镜“佩戴”一个_______(选填“凸透镜”或“凹透镜”)。
16.如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置。
(1)为了使烛焰的像呈现在光屏的中央,实验前应调整烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心大致在_______;
(2)当蜡烛位于图甲中的B处时,移动光屏到D处,观察到光屏上呈现清晰的像,这时成的是倒立、_______的实像;
(3)紧接着用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分,发现光屏上呈现的像是_______(填“完整”或“不完整”)的,像的亮度与原来相比_______;(填“变亮”“变暗”或“不变”)
(4)当把蜡烛在第(2)步的基础上向右移动5cm,光屏上的像变得模糊。要使像变清晰,光屏应向_______(填“左”或“右”)移动;
(5)应用:人眼的晶状体和角膜相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。我们看物体时,睫状体会通过伸缩来调节晶状体的弯曲程度,也就是通过改变晶状体的_______使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上成清晰的像,如图所示;
常见的视力缺陷有近视和远视,近视眼的晶状体曲度过大,会聚光的本领变强,远处物体的像落在视网膜的前方,需要配戴度数合适的_______透镜来矫正。
17.小明测焦距时先将凸透镜和光屏的位置固定,如图甲所示,将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动到某一位置,光屏上出现一个与透镜直径相近的光斑,此时固定光源、凸透镜,再将光屏远离透镜,移动的过程中,若光屏上光斑的大小 ___________(选填“逐渐变大”“几乎不变”“先变小后变大”),则说明光源到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距;在准确测量焦距时,小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环,如图乙所示,他猜想可能是凸透镜的边框造成的,于是他拆除边框直接将凸透镜固定在原位置,进行实验验证,发现暗环仍然存在。你认为暗环形成的原因是光的 ___________和光的 ___________共同形成。
18.在“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)在光具座上安装蜡烛、凸透镜和光屏后,为了使像能呈现在光屏中央,需调节烛焰、透镜、光屏三者中心在______。从图甲像距随物距变化图像可知,此凸透镜的焦距为______。
(2)当蜡烛、透镜和光屏位置如图乙,光屏呈现清晰的像,成的像是倒立、______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
(3)“自拍神器”是旅游的最爱,如图丙,使用“自拍神器”时,增大物距会使所成的像______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验,在光屏上得到了清晰的像。如图丁所示,向水透镜注水,不改变蜡烛和透镜的位置,要使光屏再次成清晰的像,可将光屏______(选填“靠近”或“远离”)透镜,或者在透镜前放置一副______(选填“远视”或“近视”)眼镜。
19.实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验前,先想办法测凸透镜的焦距,如图甲,将该凸透镜正对着太阳光,此时纸上呈现一个并非最小的光斑,测得这个光斑到凸透镜中心的距离为L。再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,发现光斑变大了,则凸透镜的焦距f________L(选填“>”、“<”或“=”);调整以后正确地测得该透镜的焦距为10cm;
(2)实验前调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度,其目的是________;如图乙,将蜡烛向右移至________cm~50cm刻度范围内时,从凸透镜右侧透过凸透镜可以看到烛焰正立、放大的像;
(3)在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到如图丙中①至⑤的五种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的5个像进行排序,正确顺序为________。
(4)实验中,小组成员聪聪找到一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原来清晰的像变模糊。将光屏适当靠近凸透镜后,光屏上再次出现清晰的像,由此可判断聪聪找到的是________(选填“近视”或“远视”)眼镜;
(5)实验时小皓发现,在观察光屏上清晰的烛焰像的过程中,随着蜡烛的燃烧,光屏上的像向________(选填“上”或“下”)移动。为了避免出现类似情况,小皓换用发光二极管制成的光源。现有由发光二极管组成的“F”和“T”形两种光源,你认为选择________(选填“F”或“T”)光源更好。
20.小华同学在探究凸透镜成像规律时,所用的器材有:带刻度尺的光具座、焦距为10cm的凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。
(1)如图1所示,将A、B两块透镜分别正对太阳光时,在光屏上出现了不同的光斑,由此判断需要用______(选填“A”或“B”)透镜完成实验。
(2)实验前,小华同学应调节烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心在______。
(3)小华同学在某次实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图2所示的位置,光屏上呈现倒立、______(选填“放大”或“缩小”)的实像。接着他对着烛焰持续吹气,使烛焰尖部向左偏,发现光屏上烛焰尖部的像变模糊,则将光屏向______(选填“左”或“右”)移动,烛焰尖部的像又会变清晰。
(4)随着蜡烛燃烧而变短,光屏上成的像将向上移动。这时最合理的调整是______。
A.将凸透镜向下移动些
B.将光屏向上移动些
C.将光屏向下移一些
D.将蜡烛适当向上调一些
(5)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图3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______(选填“A”或“B”)处能观察到烛焰的像。
(6)小华同学记录完某次成实像情况后,保持发光物体与凸透镜的位置不变,只是换成焦距较小的凸透镜再次实验,这是探究成像情况与______的关系。
21.小田用如图所示装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,透镜的焦距为________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35cm刻度线处时,移动光屏,能成倒立、________的实像;
(3)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,所成像向________移动,要使像能够成在光屏的中央,保持蜡烛和凸透镜不动,只需将光屏向________调整;
(4)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,此时将观察到________(选填“更大”或“更小”)的像。
22.小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”实验,凸透镜固定在光具座刻度线处不变。
(1)实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到_________,目的是_______。
将蜡烛固定在刻度线处时,移动光屏,在光屏上始终得到一个大小不变的光斑,则该凸透镜的焦距为______cm。
(2)当他将三个元件移动到图中位置时,光屏上恰好出现了烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是___________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)。此时保持蜡烛和光屏不动,将凸透镜移动到__________cm刻度线处时,仍能在光屏上成清晰的像。
(3)在成像清晰的情况下,用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住,看到像的变化情况是__________(选填“像部分消失”、“像完整且亮度不变”或“像完整但亮度变暗”)。
(4)将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,图中其他元件不动,为了使光屏上再次得到清晰的像,可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个_____________(选填“凸”或“凹”)透镜,所放置的透镜可以用来矫正__________(选填“近视眼”或“远视眼”)。
23.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,实验操作规范。在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
(1)这个像的成像原理与___________(选填 “放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同。若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比刚才的像要___________些。
(2)再在凸透镜左侧附近放置一近视眼镜(图中未画出),这时需要将光屏向___________(选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
(3)为了粗测凸透镜的焦距,小明上午第二节课下课后,将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,小明认为此点就是凸透镜焦点的位置。旁边的同学却告诉他,这个亮点不是凸透镜的焦点位置,其理由是:___________。
24.实验中学的同学们进行了如下实验:
(1)将两个凸透镜分别固定在光具座上,并用一束平行主光轴的光分别射向两个凸透镜,调节光屏的位置,直至在各自光屏上形成了一个最小的亮斑,如图所示。由此可知凸透镜________(选填“M”或“N”)对光的会聚作用更强。
(2)实验时,调整烛焰、凸透镜和光屏,使它们的中心位于同一高度,目的是使像始终成在________。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,烛焰在光屏上恰好成清晰的像,此时所成的像是倒立、________的实像。生活中的________(举出一例即可)就是利用这一规律来成像的;
(4)只将蜡烛远离凸透镜,光屏上原来清晰的像变模糊了。若要在光屏上再次得到清晰的像应将光屏________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜。
(5)同学们继续利用上述器材及一个光源F、刻度尺探究凸透镜成实像时,像的高度与焦距是否有关。实验中需要选用凸透镜________(选填“M和N”或“M或N”)。将发光体放在距凸透镜________(选填“相同”或“不同”)距离处,用光屏接收像,若________,则说明像的高度与焦距有关。
25.如图所示,某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,则此时水透镜的焦距为______cm,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,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6cm处,此时应从______(选填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过透镜观察像的特点;随着实验的进行,蜡烛逐渐变短,光屏上的像会移动,要使像重新成在光屏的中央,可将透镜向______(选填“上”或“下”)调整;
(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”)。
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