实验题10探究凸透镜成像的规律解析版

实验题10探究凸透镜成像的规律（解析版）一．实验：探究凸透镜成像的规律【实验目的】验证凸透镜成像规律【实验器材】光具座、凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。【实验步骤】1.记录凸透镜的焦距。2.在光具座上从左往右依次放置蜡烛，凸透镜，光屏，并调节凸透镜和光屏的高度，使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在同一高度。（使像成在光屏中央）3.固定凸透镜的位置，使烛焰位于凸透镜的2f以外（u＞2f），移动光屏找像，在移动的过程中，眼睛要注意观察光屏上的成像情况，直到光屏上出现一个最清晰的像为止。此时像的情况是一个倒立、缩小的实像。测量并记录此时的物距和像距，再把像距、物距与凸透镜的f、2f相比较（f＜v＜2f）。4.使烛焰位于凸透镜f、2f之间（f＜u＜2f），移动光屏，直到光屏上出现一个倒立、放大的实像（像距v＞2f）。5.使烛焰位于凸透镜f以内（u＜f）移动光屏，发现光屏上得不到像，撤去光屏，眼睛在光屏侧可以看到一个正立、放大的虚像。【实验结论】1. 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 .2.凸透镜成实像时：物距越大，像距越小，像越小，u﹥v成缩小的像物距越小，像距越大，像越大，u﹤v成放大的像二．真题精练1.(2020年湖北省黄石市中考真题)实验一：某实验小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。(1)为使凸透镜所成的像便于观察，该实验的环境光线应该较______(选填“暗”“亮”)为好；(2)调节好蜡烛、凸透镜、光屏位置，如图所示，在光屏上看到烛焰清晰的像，______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)与此时成像原理相同；(3)把蜡烛稍稍竖直上移，光屏上烛焰的像会竖直______(选填“上”“下”)移；【答案】(1).暗(2).照相机(3).下【解析】【详解】实验一：(1)[1]凸透镜成像时，烛焰比较亮，实验环境应该比较暗，这样对比度比较大，蜡烛的像会更加清晰。(2)[2]由图可知，物距大于像距，且光屏上能成实像，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。(3)[3]凸透镜成倒立的实像，像和物体的移动方向恰好相反，把蜡烛稍稍竖直上移，光屏上烛焰的像会竖直下移。2.(2020年江苏省连云港市中考真题)在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。实验次数物距u/cm像距v/cm成像性质13015倒立缩小实像22020倒立等大实像315倒立放大实像(1)此凸透镜的焦距为______cm；(2)第3次实验中像距为______cm，判断依据是______。【答案】(1).10(2).30(3).光路可逆【解析】【详解】(1)[1]由表中第2次实验的数据，物距等于像距，像和物等大，可知，此时u2=v2=2f=20cmf=10cm即该凸透镜的焦距为10cm。(2)[2][3]由实验第1次u1=30cm，v1=15cm成倒立缩小实像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm3.(2020年河南省中考真题)小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，目的：______；(2)如图所示，光屏上呈现一个清晰的像保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向______移动，像的大小将变______；(3)小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你 设计 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验证小亮的观点______。【答案】(1).确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央(2).左(3).变小(4).将蜡烛换成字母“F”的LED灯【解析】【详解】(1)[1]三心同高的目的是确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央。(2)[2][3]物远像近像变小，所以光屏左移，像变小。(3)[4]将蜡烛换成字母“F”的LED灯，光屏上可以呈现上下左右都相反的像，即可证明。4.(2020年四川省甘孜州中考真题)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距是10cm，按照实验要求安装好实验器材，如图所示。(1)点燃蜡烛，当蜡烛、凸透镜在图所示位置时，移动光屏，在光屏上______ (选 填“能”或“不能”)得到清晰的像。(2)保持凸透镜位置不变，将光屏移回至50cm刻度处，把蜡烛移至15cm刻度处后，再将光屏向________(选填 “左”或“右”)移动到适当位置，能在光屏上得到清晰的__________(选填“正立”或“倒立”)、______(选填“放大”或“缩小”)的像。【答案】(1).不能(2).右(3).倒立(4).放大【解析】【详解】(1)[1]已知凸透镜的焦距是10cm，如图所示物距u=30cm-20cm=10cm物距等于一倍焦距，此时光屏上不能成像。(2)[2][3][4]保持凸透镜位置不变，把蜡烛移至15cm刻度处后，此时物距物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，此时光屏上成倒立、放大的实像，像距大于两倍焦距；由题意可知应将光屏向右移动才能在光屏上得到清晰的像。5.(2020年山东省滨州市中考真题)某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。(1)实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在______；(2)通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，则所用凸透镜的焦距是______；(3)在图中，把蜡烛向左移动，凸透镜的位置不变，应把光屏向______(选填“左”或“右”)适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“不变”)的实像。接下来改用焦距为的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像应把光屏向______(选填“左”或“右”)适当调节；(4)在探究凸透镜成实像的过程中，他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半，发现在光屏上______(选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。【答案】(1).同一高度(2).10(3).左(4).缩小(5).右(6).仍能【解析】【详解】(1)[1]实验前，为了使像成在光屏的中央，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。(2)[2]由图可知，物距等于像距为20cm，即u=v=20cm=2ff=10cm(3)[3][4]把蜡烛向左移动，凸透镜的位置不变，物距为20cm+15cm=35cm物距大于2倍焦距，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以应把光屏向左移动，光屏上成倒立、缩小的实像。[5]接下来改用焦距为的凸透镜继续进行实验，焦距变大，光线会推迟会聚成像，像距变大，要使光屏上得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，把光屏向右适当调节；(4)[6]在做凸透镜成像的实验时，用白纸遮挡住凸透镜的一半，另一半部仍可以会聚光线，所以仍可以成物体完整的像。6.(2020年山东省威海市中考真题)小明用同一光源做了下几个学实验，请回答下列问题：(1)实验1，在探究凸镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，如图所示，要使像成在光屏中，应向______(选填“上”或“下”)调节凸透镜：调好后，发现光屏上的像与光源等大，则凸透镜的焦距为______cm；(2)实验2：如果利用实验1的装置，光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的光板，若还想承接与光源等大的像，光屏应该______(选填“左移”､“右移”或“不动”)，此时成的像与实验1成的像相比______(选填“较亮”､“较暗”或“一样亮”)；(3)实验3：如果利用实验1的装置，光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板(不考虑玻璃板厚度)，在光源一侧透过玻璃板观察，能否在光屏位置看到像：______(选填“能”或“否”)；此时成的像与实验1成的像在哪个方面有区别：______(选填“正倒”､“大小”或“完整度”)。【答案】(1).下(2).10.0(或10)(3).不动(4).变暗(5).能(6).正倒【解析】【详解】(1)[1]在探究凸镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，此时应该将光屏下移，使三者中心大致在同一高度，能够使像呈现在光屏中央。[2]如图所示，物距像距都为20cm，发现光屏上的像与光源等大，即此时物距等于像距等于两倍焦距，即u=v=2f=20cm解得f为10cm，即凸透镜的焦距为10.0cm(或10cm)。(3)[3]小孔成像时，要想光屏上承接与光源等大的像，则物距应该等于像距；光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的光板，即光屏应该保持不动。[4]实验1是凸透镜成像，其原理是光的折射，将光线会聚；实验2是小孔成像，其原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，成像光线没有实验1的多，所以成的像与实验1成的像相比较暗一些。(5)[5]光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，探究的是平面镜成像特点的实验，平面镜成的像是虚像，只能在光源一侧透过玻璃板观察才能看得到。[6]实验1中成的是倒立、等大的实像，平面镜成的是正立、等大的虚像，所以它们在正倒、虚实方面有区别。7.(2020年山东省德州市中考真题)某兴趣小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。(1)凸透镜的焦距是，当烛焰在图示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、______的实像，在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是______；(2)实验中，光屏上已经得到烛焰清晰的像，某同学不小心用手指的指尖触摸到了凸透镜，则光屏上会出现______。(选填“指尖的像”“指尖的影子”或“完整烛焰的像”)(3)把凸透镜换成薄玻璃板，在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的蜡烛的像，把光屏移动到这个像所在的位置，光屏上______(选填“有”或“没有”)这个像。【答案】(1).缩小(2).照相机(3).完整烛焰的像(4).等大(5).没有【解析】【详解】(1)[1][2]物距u=50cm-20cm=30cm凸透镜的焦距是10cmu＞2f凸透镜成倒立、缩小的实像，应用于照相机。(2)[3]用手指的指尖触摸到了凸透镜，手指遮挡部分入射光线，折射光线变少，其它光线的折射情况不变，所以只能使像变暗淡一些，不能改变像的大小，故像是完整的。(3)[4][5]把凸透镜换成薄玻璃板，薄玻璃板相当于平面镜，在蜡烛一侧观察玻璃板会看到一个正立、等大的虚像，虚像在光屏上无法呈现，所以光屏上不会接到这个像。8.(2020年江西省中考真题)探究凸透镜成像的规律。【设计实验与进行实验】(1)实验器材：刻度尺､凸透镜､光屏､三个底座､蜡烛及火柴；(2)如下图所示，为保证像能成在光屏中央，将装有底座的蜡烛､凸透镜､光屏从左到右摆放在水平桌面上，调整位置，使它们排列在______上，再调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度；(3)如下图所示，F为凸透镜的焦点，A′B′为某次实验时物体AB通过凸透镜在光屏上成的像，则物体AB在图中______区域，箭头方向竖直向______，其大小比像A′B′______。【答案】(1).同一直线(2).④(3).上(4).大【解析】【详解】(2)[1]为了使像成在光屏的中央，需要将蜡烛､凸透镜､光屏排列在同一直线上。(3)[2][3][4]由图可知，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，物距应该是2倍焦距以外，所以物体AB在图中④区域，此时像是倒立、缩小的实像，像A′B′箭头方向竖直向下，物体AB箭头方向竖直向上，像是缩小的，所以物体AB比像A′B′大。三．模拟演练1.(2020年江苏省盐城市中考真题)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。【答案】(1).正对(2).10.0(3).主光轴(4).光屏的中央(5).右(6).烛焰淸晰【解析】【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=500cm-20.0cm=30.0cm＞2f像距2f＞v＞f20.0cm＞v＞10.0cm需要向右移动光屏，直至在光屏上找到烛焰淸晰的倒立、缩小的实像。2.(2020年湖北省荆州市中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距为10cm。(1)如图所示，若不移动蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上得到清晰的像，应将光屏移到标尺刻度的______范围内(选填标号)；A．40~50cmB．50~60cmC．60~70cmD．70~80cm(2)若将图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，所成的像将逐渐变______(“大”或“小”)。利用这个规律可知∶我们在照毕业合影时，如果最边缘的两个同学未进入取景框，则此时摄像师应______(“靠近”或“远离”)我们；(3)若将蜡烛放在图中离凸透镜8cm处，此时______(“能”或“不能”)在光屏上找到像。【答案】(1).B(2).小(3).远离(4).不能【解析】【详解】(1)[1]凸透镜的焦距为10cm，蜡烛放在15cm刻度线的位置，则物距为u=40cm-15cm=25cm大于二倍焦距，此时成倒立缩小的实像；像距在一倍焦距和二倍焦距之间，像应该在标尺刻度的50~60cm之间，故应将光屏移到标尺刻度的50~60cm范围内。(2)[2][3]若将图中蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，则物距变大，由凸透镜成像规律知，像将变小，像距也变小，故在照毕业合影时，如果最边缘的两个同学未进入取景框，则此时摄像师应远离我们。(3)[4]若将蜡烛放在图中离凸透镜8cm处，此时物距小于焦距，成正立放大的虚像，故不能在光屏上找到像。3.(2020年北京市中考真题)某同学利用焦距为y1的凸透镜做了三次实验，透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示。(1)由图所示的实验现象可知：随着物距的不断变小，像距和像的大小变化情况是______；(2)在图乙所示的实验中，只将凸透镜换为焦距为f1的凸透镜(f1