专训2.凸透镜成像规律的探究

专训2.凸透镜成像规

律的探究习题课第四章在光的世界里1.探究凸透镜成像规律的实验：(1)实验过程中，应在光具座上依次放上蜡烛、凸透镜和

光屏，并调节三者中心处于同一高度上，这样做是为

了使凸透镜成的像处于光屏中心。(2)实验中用烛焰作为成像物体，是因为烛焰是光源，可

在光屏上成明亮的像。(3)实验应在较暗的环境中进行，这样便于观察烛焰的像。2.当物体距凸透镜无限远时，可以认为从物体射来的光

是平行光，经凸透镜后会聚在焦点处。利用太阳光粗

略测量凸透镜的焦距运用的就是这个原理。1训练角度基本探究型实验【来宾】在“探究凸透镜成像特点”的实验中：(1)将凸透镜正对太阳时，在凸透镜的另一侧前后移动光屏，屏上会在距凸透镜15cm处呈现出最小、最亮的光斑，则此凸透镜的焦距为_____cm；(2)调节好实验装置后，当蜡烛距凸透镜20cm时，屏上能成倒立、________(填“放大”或“缩小”)的________(填“实”或“虚”)像；例115放大实(3)当把蜡烛移至某位置时，其成像情况如图所示，通过观察总结可得出此类成像条件是________，应用这一成像规律制成的光学仪器有________(填“放大镜”“照相机”或“投影仪”)。放大镜u＜f(1)因焦距指焦点到凸透镜光心的距离，此时成最小、

最亮的光斑处到凸透镜的距离即为焦距f＝15cm；(2)由题意知，凸透镜的焦距f＝15cm，当u＝20cm

时，则2f＞u＞f，由凸透镜成像规律可知，在光

屏上能成倒立、放大的实像；(3)从图可知，此时物距小于焦距，即u＜f，并且此

时所成的像为正立、放大的虚像，所以根据此规

律可以制成放大镜。【点拨】【广安】如图所示，这是小浩同学探究凸透镜成像规律的实验装置图。(1)实验前，小浩需要点燃蜡烛，并调整凸透镜与光屏的高度，使蜡烛火焰与凸透镜的中心、光屏的中心大致在____________；【同类变式】1.同一高度(2)老师告诉他，凸透镜的焦距是10cm。移动光屏，结果在凸透镜右侧大约63cm处获得了清晰的像。人们运用这条成像规律制造出了________(填“照相机”

“投影仪”或“放大镜”)；(3)小浩好动且思维颇有创意，他突发奇想，要是把蜡烛与光屏的位置互换，结果会怎样呢？他立即一试，哇！太神奇了，光屏上的像依旧十分清晰，只是原来缩小的像变成了放大的像！你能解释一下所成像依旧清晰的原因吗？___________(填“反射光路可逆”“折射光路可逆”或“光是沿直线传播的”)。照相机折射光路可逆【阜新】小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：(1)如图甲所示，实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心，使它们在________高度上。2.同一(2)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、________的实像，生活中利用这个规律制成的光学仪器是________。(3)实验过程中，小丽发现当蜡烛成实像时，物距减小，像距与像都________(填“变大”“变小”或“不

变”)。缩小照相机变大(4)实验过程中，随着蜡烛的燃烧，可观察到光屏上的像向________(填“上”或“下”)移动。(5)通过实验观察可知，在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是________。(填符号)B上2训练角度综合探究实像与物距的关系【丹东】如图“探究凸透镜成像实验”，将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上，把凸透镜固定在50cm处。例2(1)将蜡烛放在A点，光屏放在B点，为了找到清晰的像，应将光屏向_______移动(填“左”或“右”)。(2)依次改变蜡烛的位置，移动光屏直到找到清晰的

像，记录的数据如表所示。在第1至3次实验中，所成的像为倒立的、________的实像；第5次像距应是______cm，此次像比第4次的像______(填“大”或“小”)。左实验次数物距/cm像距/cm14013.52301532516.742020515缩小30大(3)将蜡烛放在C点，无论怎样移动光屏都得不到烛焰的像，此实验现象可说明________(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点。(4)实验中，蜡烛燃烧不断缩短，导致光屏上的像向________(填“上”或“下”)移动。放大镜上(1)将蜡烛放在A点，凸透镜的焦距为10cm，则物距大于二倍焦距成倒立、缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，光屏在B位置上，因此为了找到清晰的像，应将光屏向左移动；(2)①在第1～3次实验中，物距分别为：40cm、30cm、25cm，都大于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时的像是倒立、缩小的实像；【点拨】②第5次实验时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所成的像是倒立、放大的实像，所以第5次的像比第4次的像大。根据光的折射时的可逆性可知，第5次实验时的像距正好是第2次实验时的物距，则第5次像距应是30cm；(3)将蜡烛放在C点，此时u＜f，成正立、放大的虚像。所以无论怎样移动光屏都得不到烛焰的像，放大镜利用了此原理；(4)由于凸透镜成倒立的实像，所以蜡烛变短，像将向上移动。【东营】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某同学的实验如图甲所示：(1)要使蜡烛的像成在光屏的中

央，应将光屏向______(填“上”或“下”)调整。(2)若此凸透镜的焦距为10cm，蜡烛放在距离凸透镜15cm处，调节另一侧光屏的位置可得到烛焰清晰、倒立、______(填“放大”“缩小”或“等大”)的______(填“实”或“虚”)像。【同类变式】1.下放大实(3)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成LED灯、光屏换成带有方格的光屏，如图乙所示。①蜡烛换成LED灯的优点是__________________________________________________________________。②光屏换成带有方格光屏的优点是_______________。实验现象更明显、便于观察、成像稳定、形状直观、亮度高、减少污染等便于比较像的大小【无锡】利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验。(1)实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座A处放置蜡烛(如图所示)，则C处应放置________(填“凸透镜”或“光屏”)。器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的________上。2.光屏主光轴(2)实验后，可得出凸透镜成像规律。根据成像规律判断下列说法，说法正确的是________。A．若凸透镜的焦距为10cm，则烛焰距离凸透镜30cm时，可在光屏上成放大的像B．实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在光屏上的像会下移C．若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像D．若烛焰在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离D(3)某物理兴趣小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：实验序号物距u/cm焦距f/cm像的性质像距v/cm11210倒立、放大、实像6021410倒立、放大、实像3531510倒立、放大、实像3043010倒立、缩小、实像1553012倒立、缩小、实像2063015倒立、等大、实像30下列对表中数据的分析，错误的是________。A．当凸透镜的焦距相同，物距不同时，所成的像有可能相同B．当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大C．当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同D．当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小A(4)将蜡烛置于凸透镜一倍焦距处，结果在光屏上仍能观察到烛焰放大的像，这是为什么？因为蜡烛有一定的体积，把它放到焦点时，它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间，所以能看到放大的像。【广东】用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，如图所示。(凸透镜的位置固定不动)(1)为了便于观察实验现象，实验环境应该________(填“较亮”或“较暗”)一些，此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短，则光屏上烛焰的像也将逐渐向________移动。(2)记录实验数据如下表，请将所缺的实验数据和像的性质补充完整。3.较暗上请根据实验序号4的成像规律，写出在生活中的一个应用________。实验序号物距u/cm像距v/cm像的性质1301522020倒立、等大的实像315倒立、放大的实像46无正立、放大的虚像倒立、缩小的实像放大镜(3)若已在光屏上成清晰的像，此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分，则所成的烛焰的像为__________________(填“不完整的像”“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”)。(4)晓红在早上9：00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动，她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，她认为此点就是凸透镜的焦点位置。你认为她这种活动过程存在的问题是：_________________________________________________________。亮度稍暗的完整的像凸透镜没有正对太阳光放置【镇江】某同学利用图示装置来研究凸透镜成像：(1)实验时，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在____________；(2)如图甲所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是______(填“正立”或“倒立”)的像，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的________方；4.同一高度倒立上(3)在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处(图中未标出)，光屏上再次成清晰的像，成的是________(填“放大”“缩小”或“等大”)的像。(4)在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图乙所示，则该透镜焦距f________L(填“>”“<”或“＝”)。透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s＝________(用L0、L表示)。缩小＜L0－2L3训练角度实验方案的改进在“探究凸透镜成像规律”的实验中：(1)发光体“F”、凸透镜(焦距为f)和光屏在光具座上的位置如图所示，实验前应将光屏向________调整，使发光体“F”和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。例3下(2)保持图中发光体“F”和凸透镜位置不变，左右移动光屏，直到在光屏上成清晰的像，这个像是倒立、________的实像，生活中的________就是利用这一原理工作的。(3)将发光体“F”从图示位置向右移至A点，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向________移动。(4)当光屏上呈现清晰的像时，保持发光体“F”和凸透镜位置不变，取一个与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，你可观察到的现象有________________________。缩小照相机右像比原来暗(1)由图知，使发光体“F”、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，实验前应将光屏向下调整；(2)如图，发光体“F”在二倍焦距之外，成的像是倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用这一原理工作的；(3)将发光体“F”从图示位置向右移至A点，靠近凸透镜，像要远离，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向右移动；(4)用另一个与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗。【点拨】【泉州改编】在“探究凸透镜成像规律”的实验中：(1)实验正确安装并调节后，小芳同学在如图甲所示的光屏上看到了烛焰清晰的像，则她看到的像是________(填“倒立”或“正立”)、________(填“放大”或“缩小”)的。【同