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8. 人的眼睛好像一架照相机,晶状体相当于一个凸透镜,那眼睛是如何看清远近不同的物体呢？某实验小组利用如图所示的器材,对这个问题进行了探究。
(1)为了便于观察,本实验应该在光线较________(选填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(2)调整烛焰、凸透镜、光屏的位置,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示(像未画出)；接着用一个焦距稍小的凸透镜替换图甲中的凸透镜,并保持位置不变,只移动蜡烛,使烛焰再次在光屏上成清晰的像,如图乙所示(像未画出)；通过以上实验可知,该实验小组探究的问题是：当凸透镜成实像时,保持________不变,探究________的关系。
(3)眼睛是如何看清远近不同物体的呢？通过实验发现,是通过调节晶状体的焦距来看清远近不同的物体的。当人眼观察远处物体时,晶状体的焦距变________(选填“大”或“小”)。
(1)为了便于观察,本实验应该在光线较________(选填“亮”或“暗”)的环境中进行。
(2)调整烛焰、凸透镜、光屏的位置,使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示(像未画出)；接着用一个焦距稍小的凸透镜替换图甲中的凸透镜,并保持位置不变,只移动蜡烛,使烛焰再次在光屏上成清晰的像,如图乙所示(像未画出)；通过以上实验可知,该实验小组探究的问题是：当凸透镜成实像时,保持________不变,探究________的关系。
(3)眼睛是如何看清远近不同物体的呢？通过实验发现,是通过调节晶状体的焦距来看清远近不同的物体的。当人眼观察远处物体时,晶状体的焦距变________(选填“大”或“小”)。
答案
暗
像距
物距与焦距
大
像距
物距与焦距
大
解析
【解析】
(1) 为使烛焰的像更清晰，便于观察，实验应在光线较暗的环境中进行，提升烛焰像与背景的对比度。
(2) 由图可知，两次实验中像距保持不变，更换焦距不同的凸透镜，通过移动蜡烛改变物距以成清晰的像，因此探究的是当凸透镜成实像时，保持像距不变，物距与焦距的关系。
(3) 结合实验结论，当观察远处物体（物距变大），像距不变时，需凸透镜焦距变大才能成清晰的像，故人眼观察远处物体时，晶状体的焦距变大。
【答案】
(1) 暗
(2) 像距；物距与焦距
(3) 大
【知识点】
凸透镜成像规律，眼睛成像原理
【点评】
本题将凸透镜成像规律与生活实际结合，通过实验模拟人眼成像，考查知识的迁移应用能力。
【难度系数】
0.6
(1) 为使烛焰的像更清晰，便于观察，实验应在光线较暗的环境中进行，提升烛焰像与背景的对比度。
(2) 由图可知，两次实验中像距保持不变，更换焦距不同的凸透镜，通过移动蜡烛改变物距以成清晰的像，因此探究的是当凸透镜成实像时，保持像距不变，物距与焦距的关系。
(3) 结合实验结论，当观察远处物体（物距变大），像距不变时，需凸透镜焦距变大才能成清晰的像，故人眼观察远处物体时，晶状体的焦距变大。
【答案】
(1) 暗
(2) 像距；物距与焦距
(3) 大
【知识点】
凸透镜成像规律，眼睛成像原理
【点评】
本题将凸透镜成像规律与生活实际结合，通过实验模拟人眼成像，考查知识的迁移应用能力。
【难度系数】
0.6
9. 小华进行“探究凸透镜成像的规律”的实验时,准备的实验器材有带支架的电子蜡烛(如图甲)、光屏、两个焦距不同的凸透镜 $A$ 和 $B$、平行光光源(接通电源后可发出平行光)、光具座等。
(1)小华安装调试好器材后,首先测量凸透镜 $A$ 的焦距。他接通平行光光源的电源,在透镜另一侧不断移动光屏,直到光屏上的光斑最亮最小,此时各元件位置如图乙所示,则凸透镜 $A$ 的焦距为________$cm$。
(2)小华只将平行光光源替换成电子蜡烛。若要探究“凸透镜成像时,像的特点与物距的关系”,他应当不断改变________,并移动光屏,观察所成像的情况。
(3)在探究“凸透镜成像时,像的特点与凸透镜的焦距是否有关”时,小华使蜡烛到凸透镜 $A$ 的距离为 $20cm$,移动光屏直到光屏上呈现清晰的像(像如图丙所示)；换上凸透镜 $B$ 后,保持物距不变,移动光屏直到光屏上呈现清晰的像(像如图丁所示)。可以得到的结论是：______。根据两次成像情况可知,凸透镜________(选填“$A$”或“$B$”)的焦距比较大。
(1)小华安装调试好器材后,首先测量凸透镜 $A$ 的焦距。他接通平行光光源的电源,在透镜另一侧不断移动光屏,直到光屏上的光斑最亮最小,此时各元件位置如图乙所示,则凸透镜 $A$ 的焦距为________$cm$。
(2)小华只将平行光光源替换成电子蜡烛。若要探究“凸透镜成像时,像的特点与物距的关系”,他应当不断改变________,并移动光屏,观察所成像的情况。
(3)在探究“凸透镜成像时,像的特点与凸透镜的焦距是否有关”时,小华使蜡烛到凸透镜 $A$ 的距离为 $20cm$,移动光屏直到光屏上呈现清晰的像(像如图丙所示)；换上凸透镜 $B$ 后,保持物距不变,移动光屏直到光屏上呈现清晰的像(像如图丁所示)。可以得到的结论是：______。根据两次成像情况可知,凸透镜________(选填“$A$”或“$B$”)的焦距比较大。
答案
10.0
电子蜡烛到透镜A的距离（或物距）
凸透镜成像时，像的特点与凸透镜的焦距有关
B
电子蜡烛到透镜A的距离（或物距）
凸透镜成像时，像的特点与凸透镜的焦距有关
B
解析
【解析】
(1) 由图乙可知，凸透镜A在50.0cm刻度线处，光屏在60.0cm刻度线处，光斑最亮最小的位置为焦点，故焦距$f=60.0cm - 50.0cm=10.0cm$。
(2) 探究“凸透镜成像时，像的特点与物距的关系”，需控制凸透镜焦距不变，不断改变电子蜡烛到透镜A的距离（或物距），移动光屏观察成像情况。
(3) 物距不变时，换用不同焦距的凸透镜，成像不同，可得结论：凸透镜成像时，像的特点与凸透镜的焦距有关。物距相同，焦距越大，成的像越大，丁的像比丙大，故凸透镜B的焦距比较大。
【答案】
(1) $\boldsymbol{10.0}$
(2) 电子蜡烛到透镜A的距离（或物距）
(3) 凸透镜成像时，像的特点与凸透镜的焦距有关；$\boldsymbol{B}$
【知识点】
凸透镜成像规律；焦距的测量；控制变量法
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的探究实验，需掌握焦距的测量方法，以及控制变量法在实验中的应用，理解物距、焦距与成像特点的关系。
【难度系数】
0.6
(1) 由图乙可知，凸透镜A在50.0cm刻度线处，光屏在60.0cm刻度线处，光斑最亮最小的位置为焦点，故焦距$f=60.0cm - 50.0cm=10.0cm$。
(2) 探究“凸透镜成像时，像的特点与物距的关系”，需控制凸透镜焦距不变，不断改变电子蜡烛到透镜A的距离（或物距），移动光屏观察成像情况。
(3) 物距不变时，换用不同焦距的凸透镜，成像不同，可得结论：凸透镜成像时，像的特点与凸透镜的焦距有关。物距相同，焦距越大，成的像越大，丁的像比丙大，故凸透镜B的焦距比较大。
【答案】
(1) $\boldsymbol{10.0}$
(2) 电子蜡烛到透镜A的距离（或物距）
(3) 凸透镜成像时，像的特点与凸透镜的焦距有关；$\boldsymbol{B}$
【知识点】
凸透镜成像规律；焦距的测量；控制变量法
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的探究实验，需掌握焦距的测量方法，以及控制变量法在实验中的应用，理解物距、焦距与成像特点的关系。
【难度系数】
0.6
10. 小潘四人组成的学习小组选用焦距为 $15.0cm$ 的凸透镜,做“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,其原因可能是烛焰置于凸透镜的________上。
(2)如图甲所示,当把凸透镜固定在 $50cm$ 刻度线位置,蜡烛固定在 $15cm$ 刻度线位置时,光屏应在________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的实像；生活中的________(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是利用该原理制作出来的。
(3)如图乙所示,小潘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,当向靠近透镜方向移动光屏时,光屏上的像又会变清晰,说明老师戴的是________(选填“近视”或“远视”)眼镜。
(4)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致烛焰的像不在光屏的中央,为了使像能成在光屏中央,在保持蜡烛和光屏的位置不动的情况下,可通过________(选填“向上”或“向下”)调节凸透镜达到目的。
(5)在露天电影走进社区活动中,准备放映时,发现画面大于整个屏幕,为了使画面正好占满整个屏幕,如果你是放映员应将________。(填选项字母代号)
A. 放映机靠近屏幕,同时要减小镜头和胶片间的距离
B. 放映机远离屏幕,同时要减小镜头和胶片间的距离
C. 放映机靠近屏幕,同时要增大镜头和胶片间的距离
D. 放映机远离屏幕,同时要增大镜头和胶片间的距离
(1)实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,其原因可能是烛焰置于凸透镜的________上。
(2)如图甲所示,当把凸透镜固定在 $50cm$ 刻度线位置,蜡烛固定在 $15cm$ 刻度线位置时,光屏应在________(选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的实像；生活中的________(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是利用该原理制作出来的。
(3)如图乙所示,小潘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,当向靠近透镜方向移动光屏时,光屏上的像又会变清晰,说明老师戴的是________(选填“近视”或“远视”)眼镜。
(4)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致烛焰的像不在光屏的中央,为了使像能成在光屏中央,在保持蜡烛和光屏的位置不动的情况下,可通过________(选填“向上”或“向下”)调节凸透镜达到目的。
(5)在露天电影走进社区活动中,准备放映时,发现画面大于整个屏幕,为了使画面正好占满整个屏幕,如果你是放映员应将________。(填选项字母代号)
A. 放映机靠近屏幕,同时要减小镜头和胶片间的距离
B. 放映机远离屏幕,同时要减小镜头和胶片间的距离
C. 放映机靠近屏幕,同时要增大镜头和胶片间的距离
D. 放映机远离屏幕,同时要增大镜头和胶片间的距离
答案
焦点
Ⅱ
照相机
远视
向下
C
Ⅱ
照相机
远视
向下
C
解析
【解析】
(1) 当烛焰置于凸透镜的焦点上时，光线经凸透镜后变为平行光，光屏上会出现与透镜大小几乎相同的光斑，故原因是烛焰在焦点上。
(2) 物距 $u=50.0\mathrm{cm}-15.0\mathrm{cm}=35.0\mathrm{cm}$，已知焦距 $f=15.0\mathrm{cm}$，则 $u＞2f$，此时像距满足 $f＜v＜2f$，即 $15.0\mathrm{cm}＜v＜30.0\mathrm{cm}$，凸透镜在 $50\mathrm{cm}$ 刻度线处，所以光屏应在 $65.0\mathrm{cm}~80.0\mathrm{cm}$ 之间，对应Ⅱ区域；此时成倒立、缩小的实像，照相机利用该原理制成。
(3) 光屏靠近透镜才能成清晰的像，说明该眼镜对光线有会聚作用，是远视眼镜。
(4) 蜡烛缩短，像向上移动，保持蜡烛和光屏位置不动，向下调节凸透镜可使像回到光屏中央。
(5) 要使画面变小，根据“物远像近像变小”，需增大物距（增大镜头和胶片间的距离），减小像距（放映机靠近屏幕），故选C。
【答案】
(1) 焦点
(2) Ⅱ；照相机
(3) 远视
(4) 向下
(5) C
【知识点】
凸透镜成像规律；远视眼镜的作用；凸透镜成像的应用
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的探究及应用，需熟练掌握不同物距下的成像特点，结合实际应用分析，同时理解透镜对光线的作用。
【难度系数】
0.6
(1) 当烛焰置于凸透镜的焦点上时，光线经凸透镜后变为平行光，光屏上会出现与透镜大小几乎相同的光斑，故原因是烛焰在焦点上。
(2) 物距 $u=50.0\mathrm{cm}-15.0\mathrm{cm}=35.0\mathrm{cm}$，已知焦距 $f=15.0\mathrm{cm}$，则 $u＞2f$，此时像距满足 $f＜v＜2f$，即 $15.0\mathrm{cm}＜v＜30.0\mathrm{cm}$，凸透镜在 $50\mathrm{cm}$ 刻度线处，所以光屏应在 $65.0\mathrm{cm}~80.0\mathrm{cm}$ 之间，对应Ⅱ区域；此时成倒立、缩小的实像，照相机利用该原理制成。
(3) 光屏靠近透镜才能成清晰的像，说明该眼镜对光线有会聚作用，是远视眼镜。
(4) 蜡烛缩短，像向上移动，保持蜡烛和光屏位置不动，向下调节凸透镜可使像回到光屏中央。
(5) 要使画面变小，根据“物远像近像变小”，需增大物距（增大镜头和胶片间的距离），减小像距（放映机靠近屏幕），故选C。
【答案】
(1) 焦点
(2) Ⅱ；照相机
(3) 远视
(4) 向下
(5) C
【知识点】
凸透镜成像规律；远视眼镜的作用；凸透镜成像的应用
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的探究及应用，需熟练掌握不同物距下的成像特点，结合实际应用分析，同时理解透镜对光线的作用。
【难度系数】
0.6
