物理中考必考专题练习05 探究凸透镜成像规律实验（解析版）

实验五、探究凸透镜成像规律【实验目的】：观察凸透镜成各种像的条件和规律【实验器材】：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴【实验步骤】：①共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。②把蜡烛放在较远处，使，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小。测量像距和物距。③把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。④把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。⑤把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像⑥把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗?⑦表格：透镜焦距f=　　　cm　物距与焦距的关系物距u/cm像的性质像距v/cm实虚大小正倒　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,【实验结论】：物距像的性质像距应用倒、正放、缩虚、实u&gt;2f倒立缩小实像f<v<2f照相机f<u<2f倒立放大实像v>2f幻灯机u<f正立放大虚象不考虑放大镜【考点方向】：1、测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。（实验室提供的凸透镜的焦距有5cm、10cm和30cm，我们所选的透镜最好在10cm—20cm之间，太大或太小都不方便）。其中利用太阳光来寻找焦点时一定要：让太阳光正对透镜（使光线平行于透镜主光轴）。2、操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止，读出物距与像距的大小。3、当物距小于焦距时，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到物体的像。此时应去掉光屏，透过凸透镜观察火焰的成像情况。4、光屏上没有像原因：①蜡烛放在一倍焦距内；②焦距太大，像成在光具座外。③蜡烛放在一倍焦距处。④三心没有在同一高度。5、若像成在光屏左上角，可将①蜡烛左上移；②透镜右下移。6、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏②向上移动蜡烛③向下移动凸透镜。7、燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。8、用不透明纸带把透镜上半部分遮挡住，光屏上的像仍是完整的，只是会变暗。,【创新母题】：：在“探究凸透镜成像规律“实验中，凸透镜焦距为10cm，蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。（1）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在上，这样做的目的是：>2f时，物体移动速度________(选填&ldquo;大于&rdquo;、&ldquo;小于&rdquo;、或&ldquo;等于&rdquo;)像移动的速度。当f<u<2f时，物体移动速度________(选填“大于”、“小于”、或“等于”)像移动的速度。【答案】：（1）物距（物体到凸透镜的距离）（2）10（3）照相机（4）增大大于小于【解析】：(1)由题中提供的情景可以看出，物距（物体到凸透镜的距离）不同，成像虚、实、大小、正倒不同，故提出的问题是像的虚、实、大小、正倒与物距（物体到凸透镜的距离）有什么关系？（2）平行光经凸透镜折射后，会聚最小最亮的光斑为焦点，焦点到透镜的距离为焦距，由图可以看出此时光斑到透镜的距离为10cm，则透镜的焦距为10cm；（3）图乙中蜡烛到凸透镜的距离为40cm大于二倍焦距，此时成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同；（4）由图丙可以看出凸透镜成实像时物距逐渐减小,像逐渐增大。当u>2f时,物距变化很大时，像距变化很小，则物体移动速度大于像移动的速度；当f＜u&lt;2f时，物距变化很小时，像距变化很大，则物体移动速度小于像移动的速度。,练习10：（2019l鹤岗）某小组用一焦距为10cm的凸透镜做&ldquo;探究凸透镜成像规律&rdquo;的实验：①如图所示，将光具座上点燃蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调节到同一高度的目的是　　。②保持凸透镜位置不变，把蜡烛移动到A处，移动光屏可得到倒立、　　（填&ldquo;放大&rdquo;或&ldquo;缩小&rdquo;）的像，根据此原理制成了　　。此时小明将自己的近视眼镜放到B处，为了再次得到清晰的像，应将光屏向　　（填&ldquo;左&rdquo;或&ldquo;右&rdquo;）移动。【答案】：（1）使像能成在光屏的中央；（2）缩小；照相机；右。【解析】：（1）在实验前，应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，其目的是为了使像能成在光屏的中央；（2）A点与凸透镜的距离为：50cm﹣23cm＝27cm，已知焦距为10cm，此时满足物距大于二倍焦距的条件，能在光屏上成缩小、倒立的实像，根据这个原理制成照相机；近视眼镜是凹透镜，把近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间放到B处，对光线具有发散作用，像将远离凸透镜，应当向右透镜的方向移动光屏。,相关链接题：（2019l贵阳）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN&#39;和MM&#39;两条线段并相交于O点，如图甲所示。（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM&#39;齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为________所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是________________。（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM&#39;水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM&#39;齐平，入射光线应该从A点向O点射入，这是为了保证_______________，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的________相同。（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是________。（4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则________射出的折射光线更远离法线。【答案】：（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和BO;（2）入射光线重合；入射角（3）玻璃&nbsp;&nbsp;（4）玻璃【解析】：（1）光线从AO到OC传播路线没有发生改变，表明光是在同种均匀介质中传播的，即部分光线并没有通过玻璃砖，依旧在空气中传播；本实验主要探究光的折射规律，最应该记录的是折射光线和入射光线，即AO和BO。（2）实验中要探究光在玻璃和水中的折射能力，则应保证无关变量相同，即入射光线、入射角应相同，从而比较折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线从A点向O点射入是为了保证入射光线重合和入射角相同。（3）由丙图可知，入射光线AO相同的情况下，光斜射入水中的偏离角度比光斜射入玻璃中的偏离角度要小，故这两种介质对光偏折能力较强的是玻璃。（4）光从空气斜射入玻璃的偏折能力比水的强，根据光路是可逆的可知，若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，光从玻璃斜射入空气中折射能力较强，折射光线更远离法线。</u<2f时，物体移动速度________(选填“大于”、“小于”、或“等于”)像移动的速度。【答案】：（1）物距（物体到凸透镜的距离）（2）10（3）照相机（4）增大大于小于【解析】：(1)由题中提供的情景可以看出，物距（物体到凸透镜的距离）不同，成像虚、实、大小、正倒不同，故提出的问题是像的虚、实、大小、正倒与物距（物体到凸透镜的距离）有什么关系？（2）平行光经凸透镜折射后，会聚最小最亮的光斑为焦点，焦点到透镜的距离为焦距，由图可以看出此时光斑到透镜的距离为10cm，则透镜的焦距为10cm；（3）图乙中蜡烛到凸透镜的距离为40cm大于二倍焦距，此时成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同；（4）由图丙可以看出凸透镜成实像时物距逐渐减小,像逐渐增大。当u></f正立放大虚象不考虑放大镜【考点方向】：1、测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。（实验室提供的凸透镜的焦距有5cm、10cm和30cm，我们所选的透镜最好在10cm—20cm之间，太大或太小都不方便）。其中利用太阳光来寻找焦点时一定要：让太阳光正对透镜（使光线平行于透镜主光轴）。2、操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止，读出物距与像距的大小。3、当物距小于焦距时，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到物体的像。此时应去掉光屏，透过凸透镜观察火焰的成像情况。4、光屏上没有像原因：①蜡烛放在一倍焦距内；②焦距太大，像成在光具座外。③蜡烛放在一倍焦距处。④三心没有在同一高度。5、若像成在光屏左上角，可将①蜡烛左上移；②透镜右下移。6、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰中心、凸透镜光心、光屏的中心（即焰心、光心、光屏中心）大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。实验时发现蜡烛的像呈在光屏的上半部分，要想使像呈在光屏的中心，该如何操作：①向上移动光屏②向上移动蜡烛③向下移动凸透镜。7、燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。8、用不透明纸带把透镜上半部分遮挡住，光屏上的像仍是完整的，只是会变暗。,【创新母题】：：在“探究凸透镜成像规律“实验中，凸透镜焦距为10cm，蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。（1）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在上，这样做的目的是：></v<2f照相机f<u<2f倒立放大实像v>