26.(2024·眉山)小龙在“探究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下探究:

(1)如图甲所示,平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距是
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上.点燃蜡烛,发现烛焰在光屏上所成的像如图乙所示,产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心
(3)如图丙所示,光屏上呈现清晰的像,与生活中
(4)手机的摄像头相当于凸透镜,在日常生活中该类透镜可以用来矫正
(1)如图甲所示,平行光正对着凸透镜照射,光屏上出现一个最小、最亮的光斑,则凸透镜的焦距是
10.0
cm.(2)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上.点燃蜡烛,发现烛焰在光屏上所成的像如图乙所示,产生这一现象的原因是烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心
不在
(在/不在)同一高度.(3)如图丙所示,光屏上呈现清晰的像,与生活中
照相机
(放大镜/照相机/投影仪)原理相同.凸透镜位置不动,将蜡烛向凸透镜方向移动10 cm,为了在光屏上呈现清晰的像,应将光屏向右
(左/右)移动,像将变大
.(4)手机的摄像头相当于凸透镜,在日常生活中该类透镜可以用来矫正
远视眼
(近视眼/远视眼).答案
26.(1)10.0 (2)不在 (3)照相机 右 大 (4)远视眼
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像规律的相关知识,解题思路如下:
1. 测量凸透镜焦距:平行光经凸透镜后会聚的最小最亮光斑到凸透镜的距离即为焦距,从甲图读取凸透镜和光屏的刻度,计算差值得到焦距。
2. 分析像的位置异常:若烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度,像会成在光屏中央;乙图中像在光屏上方,说明三者中心不在同一高度。
3. 判断成像原理:根据丙图中物距与焦距的关系,结合凸透镜成像规律判断成像特点,对应生活中的光学仪器;再根据物距变化时像距和像的变化规律,确定光屏移动方向和像的大小变化。
4. 视力矫正:凸透镜对光线有会聚作用,远视眼成像在视网膜后方,需用凸透镜矫正,近视眼用凹透镜矫正。
【解析】
(1)由图甲可知,凸透镜位于50.0cm刻度处,光屏位于60.0cm刻度处,平行光会聚的光斑到凸透镜的距离为焦距,因此焦距$f=60.0\mathrm{cm}-50.0\mathrm{cm}=10.0\mathrm{cm}$。
(2)图乙中烛焰的像成在光屏上方,说明烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心不在同一高度,导致像未呈现在光屏中央。
(3)图丙中,蜡烛位于10.0cm刻度处,凸透镜位于40.0cm刻度处,物距$u=40.0\mathrm{cm}-10.0\mathrm{cm}=30.0\mathrm{cm}$,已知$f=10.0\mathrm{cm}$,此时$u>2f$,成倒立、缩小的实像,与照相机原理相同;蜡烛向凸透镜移动10cm后,物距变为$u'=20.0\mathrm{cm}$,仍满足$u'>f$,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,像距增大,故光屏应向右移动,像将变大。
(4)手机摄像头为凸透镜,远视眼因晶状体折光能力弱,像成在视网膜后方,需用会聚透镜(凸透镜)矫正,因此该透镜可矫正远视眼。
【答案】
(1)10.0 (2)不在 (3)照相机;右;大 (4)远视眼
【知识点】
凸透镜焦距测量、凸透镜成像规律、视力矫正
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律展开,涵盖焦距测量、成像特点应用、视力矫正等基础知识点,题型常规,注重考查学生的基础实验操作和规律应用能力,难度适中。
【难度系数】
0.8
本题考查凸透镜成像规律的相关知识,解题思路如下:
1. 测量凸透镜焦距:平行光经凸透镜后会聚的最小最亮光斑到凸透镜的距离即为焦距,从甲图读取凸透镜和光屏的刻度,计算差值得到焦距。
2. 分析像的位置异常:若烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度,像会成在光屏中央;乙图中像在光屏上方,说明三者中心不在同一高度。
3. 判断成像原理:根据丙图中物距与焦距的关系,结合凸透镜成像规律判断成像特点,对应生活中的光学仪器;再根据物距变化时像距和像的变化规律,确定光屏移动方向和像的大小变化。
4. 视力矫正:凸透镜对光线有会聚作用,远视眼成像在视网膜后方,需用凸透镜矫正,近视眼用凹透镜矫正。
【解析】
(1)由图甲可知,凸透镜位于50.0cm刻度处,光屏位于60.0cm刻度处,平行光会聚的光斑到凸透镜的距离为焦距,因此焦距$f=60.0\mathrm{cm}-50.0\mathrm{cm}=10.0\mathrm{cm}$。
(2)图乙中烛焰的像成在光屏上方,说明烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心不在同一高度,导致像未呈现在光屏中央。
(3)图丙中,蜡烛位于10.0cm刻度处,凸透镜位于40.0cm刻度处,物距$u=40.0\mathrm{cm}-10.0\mathrm{cm}=30.0\mathrm{cm}$,已知$f=10.0\mathrm{cm}$,此时$u>2f$,成倒立、缩小的实像,与照相机原理相同;蜡烛向凸透镜移动10cm后,物距变为$u'=20.0\mathrm{cm}$,仍满足$u'>f$,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,像距增大,故光屏应向右移动,像将变大。
(4)手机摄像头为凸透镜,远视眼因晶状体折光能力弱,像成在视网膜后方,需用会聚透镜(凸透镜)矫正,因此该透镜可矫正远视眼。
【答案】
(1)10.0 (2)不在 (3)照相机;右;大 (4)远视眼
【知识点】
凸透镜焦距测量、凸透镜成像规律、视力矫正
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律展开,涵盖焦距测量、成像特点应用、视力矫正等基础知识点,题型常规,注重考查学生的基础实验操作和规律应用能力,难度适中。
【难度系数】
0.8
27. (2025·江西)用“水透镜”探究近视眼的形成原因.
【证据】
(1)如图
所示,用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水,使薄膜略微凸起;
(2)将“水透镜”置于
中光具座的
(3)移动蜡烛,当物距为30.0 cm时,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距;
(4)保持不变,继续向“水透镜”中注入适量的水,增加“水透镜”的凸起程度,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距;
(5)把实验中收集的数据和观察的现象填入如表.
|序号|物距/cm|“水透镜”的凸起程度|像距/cm|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|30.0||较小|17.4|
|2|30.0|较大|9.2|
【解释】依据如表,在物距不变的情况下,增加“水透镜”的凸起程度,像距变
【交流】
(1)本实验中用
(2)经多次实验后,结合所学知识分析,当近视眼观察远处的景物时,由于晶状体的凸起程度较
【证据】
(1)如图
(2)将“水透镜”置于
B
(A/B/C)滑块上,点燃蜡烛,调节“水透镜”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上;(3)移动蜡烛,当物距为30.0 cm时,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距;
(4)保持不变,继续向“水透镜”中注入适量的水,增加“水透镜”的凸起程度,调节光屏的位置,直至呈现烛焰清晰的像并记录像距;
(5)把实验中收集的数据和观察的现象填入如表.
|序号|物距/cm|“水透镜”的凸起程度|像距/cm|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1|30.0||较小|17.4|
|2|30.0|较大|9.2|
【解释】依据如表,在物距不变的情况下,增加“水透镜”的凸起程度,像距变
小
,并且观察到成像变近.【交流】
(1)本实验中用
水透镜
模拟眼睛的晶状体,用光屏
模拟眼睛的视网膜;(2)经多次实验后,结合所学知识分析,当近视眼观察远处的景物时,由于晶状体的凸起程度较
大
,折光能力变强,远处景物成像会成在视网膜的前
方,导致看不清楚.答案
27.【证据】(2) B 【解释】小 【交流】(1)水透镜 光屏 (2)大 前
解析
【分析】本题是探究近视眼形成原因的实验题,解题思路如下:首先回忆凸透镜成像实验的装置结构,光具座上需依次放置蜡烛、透镜、光屏,因此透镜应放在中间的滑块上;接着分析表格数据,物距不变时,透镜凸起程度越大,像距越小;然后明确实验中各器材的模拟对象,水透镜模拟晶状体,光屏模拟视网膜;最后结合近视眼的成因,晶状体凸起大、折光能力强,像成在视网膜前方,即可得出各空答案。
【解析】
【证据】(2) 凸透镜成像实验中,光具座上从左到右依次放置蜡烛、透镜、光屏,因此“水透镜”应置于中间的B滑块上;
【解释】由表格数据可知,物距均为30.0cm,“水透镜”凸起程度较大时,像距为9.2cm,小于凸起程度较小时的17.4cm,因此物距不变时,增加“水透镜”的凸起程度,像距变小;
【交流】(1) 实验中用水透镜模拟眼睛的晶状体,光屏模拟眼睛的视网膜;(2) 近视眼的成因是晶状体凸起程度较大,折光能力变强,远处景物的像成在视网膜的前方,导致看不清楚。
【答案】27.【证据】(2) B 【解释】小 【交流】(1)水透镜 光屏 (2)大 前
【知识点】凸透镜成像规律、近视眼的形成原因
【点评】本题结合实验探究考查凸透镜成像规律及近视眼的成因,属于基础实验题,需要学生掌握实验装置的放置、数据的分析能力,以及近视眼相关的物理知识,难度不大。
【难度系数】0.8
【解析】
【证据】(2) 凸透镜成像实验中,光具座上从左到右依次放置蜡烛、透镜、光屏,因此“水透镜”应置于中间的B滑块上;
【解释】由表格数据可知,物距均为30.0cm,“水透镜”凸起程度较大时,像距为9.2cm,小于凸起程度较小时的17.4cm,因此物距不变时,增加“水透镜”的凸起程度,像距变小;
【交流】(1) 实验中用水透镜模拟眼睛的晶状体,光屏模拟眼睛的视网膜;(2) 近视眼的成因是晶状体凸起程度较大,折光能力变强,远处景物的像成在视网膜的前方,导致看不清楚。
【答案】27.【证据】(2) B 【解释】小 【交流】(1)水透镜 光屏 (2)大 前
【知识点】凸透镜成像规律、近视眼的形成原因
【点评】本题结合实验探究考查凸透镜成像规律及近视眼的成因,属于基础实验题,需要学生掌握实验装置的放置、数据的分析能力,以及近视眼相关的物理知识,难度不大。
【难度系数】0.8
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