备考2024年中考物理重难点精讲精练：56-热点29 探究凸透镜成像规律实验（精讲）moban

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热点29探究凸透镜成像规律实验（精讲）

知识梳理

温馨提示

1.实验时,调整烛焰的中心、透镜的光心和光屏的中心,使三者大致在同一高度,目的是使像成在光屏中央.

2.蜡烛燃烧一段时间会变短,为使像仍然成在光屏中央,根据经过凸透镜光心的光线传播方向不变可知，如果只调光屏，应将光屏向上调;如果只调凸透镜,应将凸透镜向下调。

3.如果用纸遮住凸透镜的一部分,光屏上仍会成完整的像，只不过像会变暗.

4实验中无论怎么移动光屏，光屏上都找不到像的原因可能是：

①烛焰中心、透镜光心和光屏中心不在同一条直线上，像没能成在光屏上。

②烛焰在焦点以内或在焦点上，成的是虚像。

典例讲解

例1．在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，下列说法正确的是（　　）

A．凸透镜的焦距可能是10cm 

B．保持蜡烛和光屏不动，移动凸透镜，光屏上只能成一次像 

C．蜡烛在光具座0cm至10cm刻度范围移动，像移动的速度比蜡烛移动的速度快 

D．若在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜放一副近视眼镜，应将光屏向左移动才可再次呈现清晰的像

【分析】（1）光屏上能承接到的像是实像。凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像。

（2）光折射时，光路是可逆的。

（3）根据成像的特点分析移动速度的大小关系。

（4）凹透镜对光线有发散作用，能使光线的会聚点推迟延后，可以用来矫正近视眼；根据凹透镜的作用和物远像近小的特点可判断应进行的操作。

【解答】A、由图可知，物距u＝25.0cm，v＝40.0cm，物距u＜v，f＜25.0cm＜2f，解得，12.5cm＜f＜25.0cm，40.0cm＞2f，解得，f＜20.0cm，由以上解得可得，12.5cm＜f＜20.0cm，故A错误；

B、保持蜡烛和光屏不动，移动凸透镜，当现在的物距等于原来的像距时，根据光路可逆可知，光屏上能成一次清晰的像，故B正确；

C、蜡烛在光具座0cm至10cm刻度范围移动，此时的物距大于2f，成倒立缩小的实像，则像移动的速度比蜡烛移动的速度慢，故C错误；

D、近视眼镜的镜片为凹透镜，对光有发散作用，可使光线的会聚点推迟延后，因此，不改变眼镜和透镜的位置，要使光屏上再次呈现清晰的像，可以将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离，故D错误。

故选：B。

友情提示：根据物距和焦距，像距和焦距能判断凸透镜成像情况：

u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f。

2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f。

u＜f，成正立、放大的虚像。

例2．在“探究凸透镜成像规律”实验中，

（1）把蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在 　   　。

（2）实验时，将凸透镜放置在光具座“50”刻度处，烛和光屏移动到如图所示的位置时，光屏上得到烛焰清晰的像，这个像的性质是 　   　。保持蜡烛和光屏的位置不动，移动凸透镜，光屏上是否能够再次成像？应如何移动透镜？　   　。

（3）在图中，将蜡烛向左移动一小段距离，光屏上的像变得模糊。要使光屏上再次烛焰清晰的像，应将光屏向 　   　移动。

（4）保持图中蜡烛位置不动，将凸透镜放置在光具座“41”刻度处，再将光屏向左移动，可以观察到光屏上的现象是 　   　。要进一步探究成像情况，应当 　   　。

（5）实验结束后，若要探究“凸透镜成像的特点是否与焦距有关”，则在原有实验器材的基的基础上需再添加的器材是 　   　，所设计的实验方案是 　   　。

【分析】（1）为了使烛焰的像成在光屏的中央，在依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏后，就需要对三者的高度进行调节；

（2）当物距位于一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；

凸透镜成像时，光路可逆；

（3）凸透镜成实像时，物远像近像变小；

（4）当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像，此时像物同侧；

（5）要探究“凸透镜成像的特点是否与焦距有关”，应该选择不同焦距的凸透镜，并控制其他因素不变，多次进行实验。

【解答】（1）在做凸透镜成像的实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，应使得光屏、凸透镜和烛焰的中心在同一高度上；

（2）由图可知，此时物距为15.0cm，位于一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；

保持蜡烛和光屏的位置不动，只将凸透镜向右移动，根据光路可逆可知，当物距等于原来的像距时，物距大于像距，可以在光屏上再次看到一个清晰的倒立、缩小的实像；

（3）将蜡烛向左移动一小段距离，此时物距变大，像距变小，光屏上的像变得模糊，所以要使光屏上再次烛焰清晰的像，应将光屏向左移动；

（4）保持图中蜡烛位置不动，将凸透镜放置在光具座“41”刻度处，此时的物距为6cm，小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，所以光屏上看不到像，应该从凸透镜的右侧观察；

（5）要探究“凸透镜成像的特点是否与焦距有关”，应该选择不同焦距的凸透镜，并控制物距不变观察成像的情况。

故答案为：（1）同一高度；（2）倒立、放大的实像；能，将凸透镜向右移动；（3）左；（4）光屏上看不到像；从凸透镜的右侧观察；（5）不同焦距的凸透镜；控制物距不变观察成像的情况。