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初中物理人教版(2024)八年级上册第五章 透镜及其应用第1节 透镜测试题
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这是一份初中物理人教版(2024)八年级上册第五章 透镜及其应用第1节 透镜测试题,共29页。试卷主要包含了 小华用焦距为10等内容,欢迎下载使用。
专题5.8 凸透镜成像规律的探究问题精炼(重点)
1.在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心在同一高度,如图所示。现进行如下操作:
(1)将蜡烛第一次放置在M处,第二次放置在N处,则蜡烛与所成像的位置关系为______;
A.两次都在凸透镜同侧
B.两次都在凸透镜两侧
C.第一次在凸透镜同侧,第二次在凸透镜两侧
D.第一次在凸透镜两侧,第二次在凸透镜同侧
(2)某次实验中将蜡烛放置在P处,光屏上所成的像在Q处,现将蜡烛放置Q处,根据______原理,光屏上所成的像______(选填“在”或“不在”)P处。
2. (2022湖北随州)在“探究凸透镜成像规律”实验中,有如下操作:
(1)实验前,小刚利用“平行光聚焦法”(如图甲所示)粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小,凸透镜对光的会聚作用越_____(选填“强”或“弱”);
(2)小刚将(1)中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示,欲使光屏上成一个清晰的实像,应将光屏________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(3)通过步骤(2)的调整,光屏上出现了清晰的像后,某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像变模糊了,此时他应将蜡烛_________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,光屏上才能再次成清晰的像。
3.某学习小组“探究凸透镜成像的规律",进行了如下操作:
(1)安装并调节烛焰透镜、光屏,使它们三者中心大致在________;
(2)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是______cm;
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、________的实像,生活中的______(选填"照相机”“投影仪“、“放大镜")就是利用这样的成像原理工作的;
(4)若将透镜的上半部分用不适明的纸板挡住,则光屏上________(选填"能”或“不能”)成完整的像;
(5)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰,说明老师戴的是________(选填“近视”或“远视")眼镜。
4. (2022广西贵港)小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。
(1)实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在__________;
(2)当各器材位置如图所示时,在光屏上成烛焰清晰的像,此时烛焰的成像特点与 ______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同;
(3)实验时,若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部,光屏上______(选填“能”或“不能”)成完整的像;
(4)小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,若保持蜡烛的位置不变,仅将光屏向 _______端移动适当距离,光屏上即可重新成烛焰清晰的像。
5.实验课上,同学们分组探究“物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成像的虚实、正倒和大小”。某小组选用的实验器材有∶光具座。“F”形LED发光体。凸透镜(焦距为10cm) 。光屏和刻度尺(量程为0~ 30cm)。
(1)第一次实验时,该小组调整好LED发光体、凸透镜和光屏的高度。如图甲所示。将发光体固定在光具座的零刻度线上,通过移动______来达到预设的物距。
(2)调整物距后。移动光屏承接到倒立的实像。该小组发现这个像的高度与发光体很接近,仪靠视觉很难比较该像与发光体的大小关系。为了能确定两者的大小关系。则接下来的实验操作是∶_____。在本次实验中。光屏上的像和凸透镜的位置如图乙所示。则像距v1=______cm。
(3)该小组继续进行实验。记录的实验数据如下表。
凸透镜的焦距f= 10cm
分析表中信息,可以得出的探究结论是∶__________。
(4)得出结论后。该小组与其他小组进行交流。他们发现其他小组选取了不同焦距的凸透镜进行实验,也得到了与自己相同的结论。这样使该探究结论更__________。
6. 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。
(1)实验时,使___________同一水平高度。
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏在图所示位置时,光屏上出现了等大清晰的像,此凸透镜的焦距为_______cm。
(3)保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像,接下来的操作是______。
(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45cm处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像,小明观察像的方法是_______。
7.探究凸透镜成像特点时。
(1)小聪将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方平行地放上白纸,如图1所示,测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出如图2所示图像,由图可知,白纸被烤焦的最短时间为2min,对应的s为 cm,此距离即为该透镜的焦距f;
(2)当透镜与蜡烛的距离为15cm时,可在光屏上得到一个倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像,利用这一成像原理可制成生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(3)仅将题(2)中蜡烛和光屏位置对调,根据光路可逆,在光屏上 (选填“能”或“不能”)得到一个清晰的像;
(4)将蜡烛移至如图3所示位置,可以透过凸透镜看到烛焰所成的 (选填“虚”或“实”)像;
(5)凸透镜对光有会聚作用,可以用来制成 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
8. (2021福建)在“探究凸透镜成像规律实验”中:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______;
(2)如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动透镜到______cm 刻度处,光屏上可再次成清晰______、倒立的实像;
(3)实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______;(填序号)
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
(4)实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
9. 在做“凸透镜成像的规律”实验时,如图所示:(1)小明用发出平行光的手电筒正对凸透镜照射,移动光屏到图甲位置时,光屏上出现了最小最亮的光斑,这说明凸透镜对光有______(选填“会聚”或“发散”)作用,此凸透镜的焦距是______cm;
(2)实验中出现如图乙所示的实像,他判断此像是实像的依据应是______,请你列举一例此成像规律在生活中的应用,_______;
(3)在(2)的基础上,保持蜡烛、光屏不动,向右缓慢移动凸透镜直到光屏上又出现烛焰的像,此时成像的情况是________。
10. (2022齐齐哈尔)小聪同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时,着重研究了以下几个心中存在困感问题:
(1)将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到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)在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上,这样做的目的是使像呈现在___________;
(3)在如图乙所示实验情形下,此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,此像是___________(选填“正立”或“倒立”)、___________(选填“放大”或“缩小”)的实像;
(4)在如图乙所示实验情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上35cm刻线处,可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。生活中的___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的;
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现___________(选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
11. (2022湖北天门)小红和家人一起乘高铁去旅行,进站时要进行身份验证,她发现屏幕上的头像较小,不能完成人脸识别,后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。她了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的,于是带着兴趣进行了以下实验。
(1)小红将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在___________;
(2)如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,光屏上的像是___________(选填“镜面反射”或“漫反射”)形成的,保持凸透镜位置不变,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,此时的像变大;
(3)根据以上实验,小红进行人胎识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该___________(选填“靠近”或“远离”)镜头;
(4) 在图乙所示位置时,烛焰也在光屏上成清晰的像,这个像是倒立、___________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,由此可知凸透镜的焦距为___________cm。
12. (2022湖北武汉)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰______(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)______就是根据该原理工作的;
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15cm刻度线处,应该向______(填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像;
(3)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处,再将点燃的婚烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是______(填“0”“1”“2”或“3”)。
13. (2022湖北荆州)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,该凸透镜的焦距为________cm。
(2)蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示,此时光屏上承接到清晰的像,_______(选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)运用了该成像规律。
(3)实验后发现,在物距相同的情况下,多个小组测出的像距不同,原因可能是_____。(写出一种即可)
(4)小王同学在实验过程中,发现光屏上已经承接到清晰放大的像,这时他保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动凸透镜,_________(选填“能”或“不能”)在光屏上再次得到另一个清晰放大的像。
14. (2022内蒙古通辽)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,将凸透镜因定在光具座50cm刻度线处,实验装置如图所示:
(1)实验前调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度,目的是___________;
(2)实验中将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的实像,这是________的原理(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(3)再将蜡烛从光具座上25cm处移到10cm刻度线处,若使烛焰在光屏上再次成清晰的像,光屏应________透镜(选填“远离”或“靠近”);此过程中,烛焰移动的速度_______烛焰的像移动的速度(选填“大于”“小于”或“等于”);
(4)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处,在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中,光屏上的光斑大小将___________。
15. (2022辽宁锦州)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,将一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=______cm;
(2)小明在某次实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置,光屏上呈现清惭的像,此像是倒立、______的实像,生活中______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是依据此成像原理制成的;
(3)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图丙所示位置,则人眼在图中______(选填“A”或“B”)处能观察到烛焰的像;
(4)小明在图乙中烛焰和凸透镜之间的适当位置放一副眼镜,发现光屏上原本清晰的像变模糊了。将蜡烛向靠近凸透镜方向移动适当距离后,光屏上再次得到清晰的像,则该眼镜是______(选填“近视”或“远视”)眼镜。
16. (2022辽宁营口)小明用蜡烛、凸透镜(焦距10cm)、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)实验在___________(选填“较亮”或“较暗”)的环境下进行,现象更明显;
(2)蜡烛、透镜和光屏位置如图甲所示,光屏上会出现烛焰清晰___________(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,此现象和生活中___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的原理相同;保持凸透镜位置不变,增大物距后,将光屏移动到适当位置,光屏上会重新出现烛焰清晰的像,该像与移动前的像相比会___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)保持凸透镜位置不变,移动蜡烛至图乙所示位置,在透镜右侧通过透镜可以观察到烛焰___________(选填“正立”或“倒立”)的像;
(4)将图甲中的透镜换成焦距f=5cm的凸透镜,光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向___________(选填“左”或“右”)移动适当距离,光屏上重新出现烛焰清晰的像;若不移动蜡烛,在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的___________(选填“近视”或“远视”)镜片,光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
17.在探究凸透镜成像规律时,如图甲所示,将A凸透镜固定在光具座上35cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻线处,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,由A凸透镜成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示;接着他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变,移动光屏,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图丙所示.
请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断:凸透镜A的焦距是 cm,凸透镜A的焦距 凸透镜B的焦距(选填“大于”、“小于”或“等于”).
在甲图中,保持凸透镜不动,把蜡烛向右移动5cm,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向 (选填“左”、“右”)移动一段距离,像将 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
(3)图丙所示的实验现象可以说明 的成像特点(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”);若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了,若保持凸透镜和光屏的位置不动,应使蜡烛 (选填“靠近”、“远离”)凸透镜,则又能在光屏上看到蜡烛清晰的像.
18.物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时:
(1)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为 cm。
(2)图乙是某次实验时观察到的现象,生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动,把蜡烛向左移动一段距离,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向 (选填“左”或“右”)移动一段距离,像 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)实验时,光屏上得到了蜡烛清晰的像,一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点,则光屏上 (选填“有”或“没有”)小泥点的像或影子。
(4)将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏远离透镜,又能在光屏上看到蜡烛清晰的像,这说明近视眼镜对光线有 作用。由此可知,在近视眼得到矫正之前,物体的像成在视网膜的 。
19.在探究凸透镜成像规律的实验中,实验数据如下:
①分析实验序号1、2、3或4、5、6像距v和像高h随物距u的变化关系,可得出初步结论: 。
②分析比较实验序号1﹣6中物像距离L随物距u的变化,可得出初步结论: 。
③如果物像距离L=35厘米,则像高h的范围为 。
2023-2024学年度物理八年级上册同步(拓展)学讲练测大讲义(人教版通用)
第五章 透镜及其应用
专题5.8 凸透镜成像规律的探究问题精炼(重点)
1.在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上并调节它们的中心在同一高度,如图所示。现进行如下操作:
(1)将蜡烛第一次放置在M处,第二次放置在N处,则蜡烛与所成像的位置关系为______;
A.两次都在凸透镜同侧
B.两次都在凸透镜两侧
C.第一次在凸透镜同侧,第二次在凸透镜两侧
D.第一次在凸透镜两侧,第二次在凸透镜同侧
(2)某次实验中将蜡烛放置在P处,光屏上所成的像在Q处,现将蜡烛放置Q处,根据______原理,光屏上所成的像______(选填“在”或“不在”)P处。
【答案】(1)C (2)光路可逆 在
【解析】(1)蜡烛放置在M处时,物距小于一倍焦距,则此时所成的是虚像,像与物在同一侧,放置在N处时,物距大于二倍焦距,则此时所成的是实像,物与像在凸透镜的两侧,所以C选项正确。
(2)蜡烛先放置在P处,像在Q处,当将蜡烛放在Q处,光屏在P处能承接到蜡烛的像,这是根据光路可逆原理。
2. (2022湖北随州)在“探究凸透镜成像规律”实验中,有如下操作:
(1)实验前,小刚利用“平行光聚焦法”(如图甲所示)粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小,凸透镜对光的会聚作用越_____(选填“强”或“弱”);
(2)小刚将(1)中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示,欲使光屏上成一个清晰的实像,应将光屏________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(3)通过步骤(2)的调整,光屏上出现了清晰的像后,某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像变模糊了,此时他应将蜡烛_________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,光屏上才能再次成清晰的像。
【答案】(1)强 (2)靠近 (3)远离
【解析】(1)凸透镜对光具有会聚作用,凸透镜的焦距越小,说明焦点距离光心越近,透镜对光线的折射作用越强。
(2)由图甲可知,凸透镜的焦距为
当凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙时,物距为
则物距与焦距的关系是u>2f,根据凸透镜的成像规律可知:u>2f,则
成倒立缩小实像,所以光屏应在1倍焦距与2倍焦距之间,在光具座的60cm到70cm之间,光屏应靠近凸透镜。
(3)将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间,由于近视眼镜是凹透镜,对光线起发散作用,成像远离凸透镜,所以应将光屏远离凸透镜,光屏上才能再次成清晰的像。
3.某学习小组“探究凸透镜成像的规律",进行了如下操作:
(1)安装并调节烛焰透镜、光屏,使它们三者中心大致在________;
(2)通过探究,记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是______cm;
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,调节光屏,可在光屏上得到一个倒立、________的实像,生活中的______(选填"照相机”“投影仪“、“放大镜")就是利用这样的成像原理工作的;
(4)若将透镜的上半部分用不适明的纸板挡住,则光屏上________(选填"能”或“不能”)成完整的像;
(5)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰,说明老师戴的是________(选填“近视”或“远视")眼镜。
【答案】(1)同一高度 (2)5 (3)缩小 照相机 (4)能 (5)近视
【解析】(1)为了使凸透镜成像到光屏中央,安装器材时,调节烛焰、透镜、光屏,使它们三者中心大致在同一高度。
(2)凸透镜成像的规律中,当物距等于两倍焦距时,像距也等于两倍焦距,此时成倒立、等大的实像,结合甲图,当物距为10cm时,像距也为10cm,则焦距为5cm。
(3)当蜡烛放在如图乙所示位置时,物距在两倍焦距以外,凸透镜成倒立、缩小的实像,与这一工作原理相符的是照相机。
(4)凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的上半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过下半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同。
(5)物理老师的眼镜将其放在蜡烛和凸透镜之间,右移动光屏,光屏上的像变清晰,说明了物理老师的眼镜具有发散光的作用,因此是凹透镜,近视眼镜就是凹透镜。
4. (2022广西贵港)小华用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像规律。
(1)实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在__________;
(2)当各器材位置如图所示时,在光屏上成烛焰清晰的像,此时烛焰的成像特点与 ______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同;
(3)实验时,若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部,光屏上______(选填“能”或“不能”)成完整的像;
(4)小华将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,若保持蜡烛的位置不变,仅将光屏向 _______端移动适当距离,光屏上即可重新成烛焰清晰的像。
【答案】 (1)同一高度 (2)照相机 (3)能 (4)左
【解析】(1)点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,这样才能使像成在光屏的中央位置。
(2)由图可知,物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距v=65.0cm-50.0cm=15.0cm
已知f=10.0cm,此时u >2f,成倒立、缩小的实像,能够说明照相机的成像原理。
(3)若用一张纸片遮住了凸透镜的上半部,物体上任一点都有光线射向凸透镜下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成完整的烛焰的像,折射光线减少,会聚成的像变暗。
(4)老花镜是凸透镜,对光线有会聚作用,使光提前会聚,将一副老花镜的镜片放在烛焰与凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,若保持光屏的位置不变,此时清晰的像成在光屏左侧,要在光屏上重新承接到烛焰清晰的像,光屏应向左移动。
5.实验课上,同学们分组探究“物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成像的虚实、正倒和大小”。某小组选用的实验器材有∶光具座。“F”形LED发光体。凸透镜(焦距为10cm) 。光屏和刻度尺(量程为0~ 30cm)。
(1)第一次实验时,该小组调整好LED发光体、凸透镜和光屏的高度。如图甲所示。将发光体固定在光具座的零刻度线上,通过移动______来达到预设的物距。
(2)调整物距后。移动光屏承接到倒立的实像。该小组发现这个像的高度与发光体很接近,仪靠视觉很难比较该像与发光体的大小关系。为了能确定两者的大小关系。则接下来的实验操作是∶_____。在本次实验中。光屏上的像和凸透镜的位置如图乙所示。则像距v1=______cm。
(3)该小组继续进行实验。记录的实验数据如下表。
凸透镜的焦距f= 10cm
分析表中信息,可以得出的探究结论是∶__________。
(4)得出结论后。该小组与其他小组进行交流。他们发现其他小组选取了不同焦距的凸透镜进行实验,也得到了与自己相同的结论。这样使该探究结论更__________。
【答案】(1)LED发光体 (2)在光屏上画出一组等距的平行线,使相邻两线的距离等于LED发光体高度d 21.7 (3)当时,成倒立、放大的实像, (4)具有普遍性
【解析】(1)LED发光体到凸透镜的距离就是物距,通过在光具座上来回移动LED发光体,即可以调整物距。
(2)为了比较像与物的大小,接下来的操作是在光屏上画出一组等距的平行线,使相邻两线的距离等于LED发光体高度d。
如图乙所示,像距为
(3)表中的数据可知,物距介于f与2f(10cm~20cm)之间,都是成倒立放大的像,像距均大于2f,可得出结论:当时,成倒立、放大的实像,。
(4)运用不同的焦距的凸透镜进行实验能到相同的结论,使实验结论更具有普遍性。
6. 小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材,探究凸透镜成像的规律。
(1)实验时,使___________同一水平高度。
(2)当蜡烛、凸透镜、光屏在图所示位置时,光屏上出现了等大清晰的像,此凸透镜的焦距为_______cm。
(3)保持凸透镜位置不动,在(2)实验基础上,想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像,接下来的操作是______。
(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45cm处,无论怎样移动光屏,光屏上始终接收不到像,小明观察像的方法是_______。
【答案】 (1)蜡烛烛焰、凸透镜光心、光屏中心 (2)10.0 (3) 将蜡烛和光屏均向左移动合适的距离 (4)在凸透镜右侧合适位置直接观察
【解析】(1)实验时,为了使像成在光屏的中央,蜡烛烛焰、凸透镜光心、光屏中心应该在同一高度上。
(2)根据凸透镜成像规律可知,当物体在二倍焦距时,物体和像等大,所以此时
则该凸透镜的焦距为10.0cm。
(3)根据凸透镜成像规律可知,当像为倒立缩小实像时,物体在二倍焦距之外,所以需要将蜡烛向左移动,根据“物远像近像变小”可知,光屏也应该向左移动。
(4)保持凸透镜位置不动,把蜡烛移到45cm处,此时蜡烛在一倍焦距以内,成虚像,光屏上观察不到像,需要在凸透镜右侧合适位置通过透镜直接观察。
7.探究凸透镜成像特点时。
(1)小聪将凸透镜正对着太阳光,在透镜下方平行地放上白纸,如图1所示,测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出如图2所示图像,由图可知,白纸被烤焦的最短时间为2min,对应的s为 cm,此距离即为该透镜的焦距f;
(2)当透镜与蜡烛的距离为15cm时,可在光屏上得到一个倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像,利用这一成像原理可制成生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”);
(3)仅将题(2)中蜡烛和光屏位置对调,根据光路可逆,在光屏上 (选填“能”或“不能”)得到一个清晰的像;
(4)将蜡烛移至如图3所示位置,可以透过凸透镜看到烛焰所成的 (选填“虚”或“实”)像;
(5)凸透镜对光有会聚作用,可以用来制成 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】(1)10.(2)放大;投影仪。(3)能。(4)虚。(5)远视。
【解析】(1)当正对太阳光的凸透镜将阳光会聚为一个最小、最亮的点时,会聚点的阳光温度最高、能量最大,将纸烤焦的时间也就最短。而凸透镜将阳光会聚为一个最小、最亮的点时,这点到凸透镜光心的距离即为焦距。由图可知,当凸透镜到纸的距离为10cm时将纸烤焦的时间最短,则凸透镜到纸的距离为10cm时会聚的点最小、最亮,故该凸透镜的焦距为10cm。
(2)当透镜与蜡烛的距离为15cm时,物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,故物体经透镜成倒立、放大的实像。投影仪是利用物距大于一倍焦距而小于二倍焦距时物体经透镜成倒立、放大的实像的原理工作的;照相机是利用物距大于二倍焦距时物体经透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的;放大镜是利用物距小于一倍焦距时物体经透镜成正立、放大的虚像的原理工作的。
(3)仅将题(2)中蜡烛和光屏位置对调,根据光路可逆可知,将在光屏上呈现一个倒立、缩小的清晰实像。
(4)图乙中,蜡烛与凸透镜相距6cm,则物距小于一倍焦距,故物体经透镜成正立、放大的虚像。
(5)远视眼对光的折射能力较弱,在看近处物体时所成的像在视网膜的后方,为使从近处物体发出的光能会聚到视网膜上,我们应增加这些光的会聚程度,凸透镜可以达到这样的目的。近视眼的折光能力太强,在看远处物体时所成的像在视网膜的前方,为使从远处物体发出的光能会聚到视网膜上,我们应减弱这些光的会聚程度,凹透镜可以达到这样的目的。
8. (2021福建)在“探究凸透镜成像规律实验”中:
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______;
(2)如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动透镜到______cm 刻度处,光屏上可再次成清晰______、倒立的实像;
(3)实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______;(填序号)
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
(4)实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
【答案】(1)同一高度 (2) 55 缩小 (3)② (4)发散 近
【解析】(1)为了是蜡烛的像呈现在光屏的中央,应该将点燃蜡烛,调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度。
(2)如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断,
u1=v2=40.0cm-25.0cm=15.0cm
v1=u2=70.0cm-40.0cm=30.0cm
保持蜡烛和光屏的位置不变,移动透镜到刻度尺上的刻度为
70.0cm-15.0cm=55.0cm
如图甲所示,光屏上呈现的是倒立、放大的实像,根据光路的可逆性,光屏上可再次成清晰缩小、倒立的实像。
(3)实验一段时间后,蜡烛燃烧变短,原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方,要让像重新回到光屏中心,可将蜡烛上调、将光屏上调或将透镜下调,故①③不符合题意,②符合题意。
故选②。
(4)实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和透镜位置不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的像,说明此时像呈现在原来位置的前侧,与近视眼类似。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜,光屏上也能成清晰的像。说明凹透镜对光线具有发散作用。
9. 在做“凸透镜成像的规律”实验时,如图所示:
(1)小明用发出平行光的手电筒正对凸透镜照射,移动光屏到图甲位置时,光屏上出现了最小最亮的光斑,这说明凸透镜对光有______(选填“会聚”或“发散”)作用,此凸透镜的焦距是______cm;
(2)实验中出现如图乙所示的实像,他判断此像是实像的依据应是______,请你列举一例此成像规律在生活中的应用,_______;
(3)在(2)的基础上,保持蜡烛、光屏不动,向右缓慢移动凸透镜直到光屏上又出现烛焰的像,此时成像的情况是________。
【答案】 (1)会聚 20.0 (2)像能够在光屏上呈现 投影仪 (3)倒立、缩小的实像
【解析】(1)凸透镜能够将平行于主光轴的光会聚成最小最亮的光斑,说明凸透镜对光有会聚作用。
最小最亮的光斑处即凸透镜的焦点,则该凸透镜的焦距为
f=50.0cm-30.0cm=20.0cm
(2)虚像不能在光屏上呈现,实像能在光屏上呈现,图乙中光屏上能够呈现出像,说明此像是实像。
图乙中物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,生活中投影仪就是利用这个原理工作的。
(3)保持蜡烛、光屏不动,向右缓慢移动凸透镜,直到光屏上又出现烛焰的像,根据光路的可逆性可知,此时的物距等于原来的像距、像距等于原来的物距,即此时物距大
10. (2022齐齐哈尔)小聪同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时,着重研究了以下几个心中存在困感问题:
(1)将平行光正对凸透镜,移动光屏,直到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)在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上,这样做的目的是使像呈现在___________;
(3)在如图乙所示实验情形下,此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,此像是___________(选填“正立”或“倒立”)、___________(选填“放大”或“缩小”)的实像;
(4)在如图乙所示实验情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上35cm刻线处,可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。生活中的___________(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的;
(5)在如图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现___________(选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
【答案】 (1)10.0 (2)光屏中央 (3)例立 缩小 (4)投影仪 (5)近视眼
【解析】(1)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)实验过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度,即使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,目的是使烛焰的像成在光屏的中央。
(3)在如图乙所示实验情形下,物距
u=50.0cm-20.0 cm=30.0cm>2f
此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像,根据凸透镜成像规律,此像是倒立、缩小的实像。
(4)在如图乙所示实验情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上35cm刻线处,此时的物距为u′=50.0cm-35.0cm=15.0cm
因物距大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立放大的实像,生活中的投影仪就是利用这一原理工作的。
(5)在图乙所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,即物距变大,则像距变小,即像成在光屏前面,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现近视眼的成像情况。
11. (2022湖北天门)小红和家人一起乘高铁去旅行,进站时要进行身份验证,她发现屏幕上的头像较小,不能完成人脸识别,后来在工作人员的指导下顺利完成了识别。她了解到屏幕上的头像是通过摄像头内的凸透镜形成的,于是带着兴趣进行了以下实验。
(1)小红将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上并靠在一起,点燃蜡烛,调整烛焰、透镜和光屏的中心大致在___________;
(2)如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,光屏上的像是___________(选填“镜面反射”或“漫反射”)形成的,保持凸透镜位置不变,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,此时的像变大;
(3)根据以上实验,小红进行人胎识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该___________(选填“靠近”或“远离”)镜头;
(4) 在图乙所示位置时,烛焰也在光屏上成清晰的像,这个像是倒立、___________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,由此可知凸透镜的焦距为___________cm。
【答案】(1)同一高度 (2)漫反射 右 (3)靠近 (4)等大 10.0
【解析】(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心与中心大致在同一高度,其目的是使像成在光屏中央。
(2)如图甲所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,光屏上的像是从各个方向都能观察得到,所以是漫反射形成的。
根据“凸透镜成实像时物近像远像变大”的规律可知,若将蜡烛向右移动少许,物距变小,像距会变大,则应将光屏向右移动才能再次在光屏上成清晰的像。
(3)根据“凸透镜成实像时物近像远像变大”的规律可知,小红进行人胎识别时,为使屏幕上的头像变大,她应该靠近镜头。
(4)当u=v=2f,成倒立、等大的实像,所以烛焰在光屏上成倒立、等大的实像;此时物距为20.0cm,由此可知凸透镜的焦距为10.0cm。
12. (2022湖北武汉)在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)将蜡烛和焦距为10cm的凸透镜甲固定在如图所示的位置,点燃蜡烛后,位于90cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰______(填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)______就是根据该原理工作的;
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15cm刻度线处,应该向______(填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到烛焰清晰的像;
(3)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处,再将点燃的婚烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处,在光屏上得到烛焰清晰像的次数是______(填“0”“1”“2”或“3”)。
【答案】 (1) 放大 投影仪 (2) 左 (3)0
【解析】(1)如图,物距为12.0cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,成的是倒立的放大的实像;投影仪就是利用这一原理制成的,物距在一倍焦距和两倍焦距之间,像距在两倍焦距开外,成的倒立的放大的实像。
(2)保持上述实验中凸透镜位置不变,将蜡烛移动到15.0cm刻度线处,物距变大,则像距变小,光屏需要向左移动。
(3)将凸透镜乙和光屏分别固定在70.0cm和85.0cm刻度线处,则像距为
像距小于焦距,而此题若点燃的蜡烛从15.0cm刻度线处缓慢地向右移动到50.0cm刻度线处,物距始终大于两倍焦距,若光屏能承接到像,则说明成的是实像,当物距大于两倍的焦距时,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,才能够承接到像,而此时像距为15.0cm,小于一倍的焦距,故无法承接到像,故在光屏上得到烛焰清晰像的次数是0。
13. (2022湖北荆州)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,该凸透镜的焦距为________cm。
(2)蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图乙所示,此时光屏上承接到清晰的像,_______(选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)运用了该成像规律。
(3)实验后发现,在物距相同的情况下,多个小组测出的像距不同,原因可能是_____。(写出一种即可)
(4)小王同学在实验过程中,发现光屏上已经承接到清晰放大的像,这时他保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动凸透镜,_________(选填“能”或“不能”)在光屏上再次得到另一个清晰放大的像。
【答案】 (1)15.0 (2)照相机 (3)见详解 (4)不能
【解析】(1)凸透镜的焦距是从光心到焦点的距离,由图甲刻度尺上可以看到焦距为15.0cm。
(2)从图乙中可以看到,物距大,像距小,且能在光屏上成清晰的像,说明物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,所以是照相机的成像规律。
(3)各组使用的凸透镜焦距不同;没有把像调到最清晰就记录了光屏的位置;刻度尺读数有误差(答案合理即可)
(4)实验中已经在光屏上成放大的像,说明是投影仪的成像规律,物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,像距大于二倍焦距。如果保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动凸透镜再不能找到合适的物距和像距,再次满足投影仪的成像规律,所以不能再在光屏上接到另一个放大的像。
14. (2022内蒙古通辽)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,所用凸透镜的焦距是10cm,将凸透镜因定在光具座50cm刻度线处,实验装置如图所示:
(1)实验前调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度,目的是___________;
(2)实验中将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的实像,这是________的原理(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);
(3)再将蜡烛从光具座上25cm处移到10cm刻度线处,若使烛焰在光屏上再次成清晰的像,光屏应________透镜(选填“远离”或“靠近”);此过程中,烛焰移动的速度_______烛焰的像移动的速度(选填“大于”“小于”或“等于”);
(4)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处,在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中,光屏上的光斑大小将___________。
【答案】(1)使像成在光屏的中央 (2)照相机 (3)靠近 大于 (4) 不变
【解析】(1)像与物的连线经过凸透镜的光心,把烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调节在同一高度,这样像就会落在光屏的中央位置,便于观察像。
(2)蜡烛移至光具座上25cm刻度线处时,物距为25cm,大于二倍焦距,成倒立缩小的实像,这个是照相机的成像原理。
(3)将蜡烛从光具座上25cm处移到10cm刻度线处;成实像时,物体远离凸透镜,像靠近凸透镜,要把光屏靠近凸透镜。
成实像时,当物体在大于二倍焦距的范围内移动时,物体移动的速度大于像移动的速度;当物体在一倍焦距和二倍焦距之间移动时,物体移动的速度小于像移动的速度。由题意知,蜡烛从光具座上25cm处移到10cm刻度线处,即物体在大于二倍焦距的范围内移动,物体移动的速度大于像移动的速度。
(4)将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处,光通过凸透镜后形成一束平行于主光轴的平行光,所以移动光屏时,光屏上的光斑大小保持不变。
15. (2022辽宁锦州)小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图甲所示,将一束平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=______cm;
(2)小明在某次实验中,将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置,光屏上呈现清惭的像,此像是倒立、______的实像,生活中______(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是依据此成像原理制成的;
(3)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图丙所示位置,则人眼在图中______(选填“A”或“B”)处能观察到烛焰的像;
(4)小明在图乙中烛焰和凸透镜之间的适当位置放一副眼镜,发现光屏上原本清晰的像变模糊了。将蜡烛向靠近凸透镜方向移动适当距离后,光屏上再次得到清晰的像,则该眼镜是______(选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】(1)10.0 (2)放大 投影仪 (3)B (4)远视
【解析】(1)由图可知,平行光线经过凸透镜后会聚于一点,这一点就是焦点;焦点到光心的距离是焦距,由图可知,该凸透镜的焦距为
f=50.0cm-40.0cm=10.0cm
(2)由乙图可知,物距u=15.0cm,由于f
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