1(2025宿迁沭阳期中)小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,所用的器材有:带刻度尺的光具座、凸透镜、光屏、蜡烛和火柴等。

(1)实验前,小明调节实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,这样做的目的是
(2)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜照射,当光屏上出现
(3)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,光屏上呈现清晰的像,此像是倒立、
(4)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图丙所示位置,无论怎样移动光屏都看不到烛焰的像,则人眼在图中
(5)在实验过程中,小明发现用蜡烛作为光源比其他组同学用发光二极管制作的光源做实验存在一些不足之处,请你写出一条:
(1)实验前,小明调节实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,这样做的目的是
使像成在光屏中央
。(2)如图甲所示,小明将一束平行光正对凸透镜照射,当光屏上出现
最小、最亮的光斑
时停止移动光屏,可测出焦距。(3)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,光屏上呈现清晰的像,此像是倒立、
放大
(填“放大”“缩小”或“等大”)的实
像。(4)保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至如图丙所示位置,无论怎样移动光屏都看不到烛焰的像,则人眼在图中
B
(填“A”或“B”)处能观察到烛焰的像。(5)在实验过程中,小明发现用蜡烛作为光源比其他组同学用发光二极管制作的光源做实验存在一些不足之处,请你写出一条:
成像不稳定
。答案
1.(1)使像成在光屏中央 (2)最小、最亮的光斑 (3)放大 实 (4)B (5)成像不稳定
解析
【分析】本题围绕“探究凸透镜成像规律”的实验展开,需结合实验操作目的、焦距测量方法、凸透镜成像规律、虚像观察特点及光源优缺点逐一分析:(1)实验前调节器材中心在主光轴,是为了让像成在光屏中央,便于观察;(2)平行光测焦距时,最小最亮的光斑是焦点,据此测焦距;(3)先由甲图算出焦距,再结合乙图的物距判断成像性质;(4)丙图中物距小于焦距,成虚像,需在透镜另一侧观察;(5)对比蜡烛和发光二极管光源的不足,写出一条即可。
【解析】
(1)实验前调节烛焰、凸透镜、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,目的是使像成在光屏的中央,确保能在光屏上清晰呈现像,便于实验观察。
(2)平行光正对凸透镜照射时,当光屏上出现最小、最亮的光斑,该光斑即为凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离就是焦距,因此此时停止移动光屏可测出焦距。
(3)由甲图可知,凸透镜的焦距$f=50\mathrm{cm}-40\mathrm{cm}=10\mathrm{cm}$;图乙中,蜡烛在10cm刻度处,凸透镜在25cm刻度处,物距$u=25\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=15\mathrm{cm}$,满足$f<u<2f$,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像。
(4)图丙中,蜡烛在10cm刻度处,凸透镜在17cm刻度处,物距$u=17\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=7\mathrm{cm}<f=10\mathrm{cm}$,此时成正立、放大的虚像,虚像与物体在透镜的同侧(蜡烛一侧),因此需在透镜的另一侧(即B处)透过透镜观察,才能看到烛焰的像。
(5)用蜡烛作为光源时,蜡烛会燃烧变短,导致像的位置不稳定,且火焰晃动,成像不稳定,这是其不足之处。
【答案】(1)使像成在光屏中央;(2)最小、最亮的光斑;(3)放大;实;(4)B;(5)成像不稳定
【知识点】凸透镜成像规律;凸透镜焦距测量;实验操作要点
【点评】本题是凸透镜成像规律的基础实验题,涵盖实验操作、焦距测量、成像规律应用等核心知识点,是初中物理光学部分的重点考查内容,需熟练掌握实验基本步骤和成像规律。
【难度系数】0.6
【解析】
(1)实验前调节烛焰、凸透镜、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,目的是使像成在光屏的中央,确保能在光屏上清晰呈现像,便于实验观察。
(2)平行光正对凸透镜照射时,当光屏上出现最小、最亮的光斑,该光斑即为凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离就是焦距,因此此时停止移动光屏可测出焦距。
(3)由甲图可知,凸透镜的焦距$f=50\mathrm{cm}-40\mathrm{cm}=10\mathrm{cm}$;图乙中,蜡烛在10cm刻度处,凸透镜在25cm刻度处,物距$u=25\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=15\mathrm{cm}$,满足$f<u<2f$,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像。
(4)图丙中,蜡烛在10cm刻度处,凸透镜在17cm刻度处,物距$u=17\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=7\mathrm{cm}<f=10\mathrm{cm}$,此时成正立、放大的虚像,虚像与物体在透镜的同侧(蜡烛一侧),因此需在透镜的另一侧(即B处)透过透镜观察,才能看到烛焰的像。
(5)用蜡烛作为光源时,蜡烛会燃烧变短,导致像的位置不稳定,且火焰晃动,成像不稳定,这是其不足之处。
【答案】(1)使像成在光屏中央;(2)最小、最亮的光斑;(3)放大;实;(4)B;(5)成像不稳定
【知识点】凸透镜成像规律;凸透镜焦距测量;实验操作要点
【点评】本题是凸透镜成像规律的基础实验题,涵盖实验操作、焦距测量、成像规律应用等核心知识点,是初中物理光学部分的重点考查内容,需熟练掌握实验基本步骤和成像规律。
【难度系数】0.6
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