10.在利用光具座做“研究凸透镜成像”的实验时:
(1)某同学只能在光屏下边缘看到一个残缺的像,这是由于烛焰、透镜、光屏三者的中心
(2)另有一位同学,保持烛焰和透镜的位置不变,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上看到烛焰的像,则可能的原因是
(1)某同学只能在光屏下边缘看到一个残缺的像,这是由于烛焰、透镜、光屏三者的中心
不在同一高度
的缘故,如果不改变透镜和光屏的位置,只移动烛焰,欲使像移到光屏的中央,应将烛焰向下
移。(2)另有一位同学,保持烛焰和透镜的位置不变,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上看到烛焰的像,则可能的原因是
蜡烛放到一倍焦距内
。答案
(1)不在同一高度 下 (2)蜡烛放到一倍焦距内
解析
【分析】
要解决这道凸透镜成像实验题,需结合实验操作要求和凸透镜成像规律分析:1. 第一问中,实验需保证烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度,否则像会偏离光屏中心,结合像的位置可判断原因,再根据过光心的光线传播方向不变确定烛焰的移动方向;2. 第二问中,光屏无法承接像,说明成虚像,结合成像规律可确定原因。
【解析】
(1) 做凸透镜成像实验时,烛焰、凸透镜、光屏三者的中心需在同一高度,这样像才能成在光屏中央。若三者中心不在同一高度,像会偏离光屏中心,本题中像在光屏下边缘,因此原因是三者中心不在同一高度。根据过凸透镜光心的光线传播方向不变,要使像移到光屏中央,不改变透镜和光屏位置,应将烛焰向下移动(烛焰下移,像会向上移动)。
(2) 凸透镜成像时,当物距小于一倍焦距(蜡烛放到一倍焦距内),成正立、放大的虚像,虚像不是实际光线会聚而成的,无法用光屏承接,因此无论怎样移动光屏都看不到烛焰的像。
【答案】
(1)不在同一高度 下 (2)蜡烛放到一倍焦距内
【知识点】
凸透镜成像实验操作,凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的基本操作要点和成像规律,是光学实验的基础题型,侧重对实验细节和成像特点的理解,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道凸透镜成像实验题,需结合实验操作要求和凸透镜成像规律分析:1. 第一问中,实验需保证烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度,否则像会偏离光屏中心,结合像的位置可判断原因,再根据过光心的光线传播方向不变确定烛焰的移动方向;2. 第二问中,光屏无法承接像,说明成虚像,结合成像规律可确定原因。
【解析】
(1) 做凸透镜成像实验时,烛焰、凸透镜、光屏三者的中心需在同一高度,这样像才能成在光屏中央。若三者中心不在同一高度,像会偏离光屏中心,本题中像在光屏下边缘,因此原因是三者中心不在同一高度。根据过凸透镜光心的光线传播方向不变,要使像移到光屏中央,不改变透镜和光屏位置,应将烛焰向下移动(烛焰下移,像会向上移动)。
(2) 凸透镜成像时,当物距小于一倍焦距(蜡烛放到一倍焦距内),成正立、放大的虚像,虚像不是实际光线会聚而成的,无法用光屏承接,因此无论怎样移动光屏都看不到烛焰的像。
【答案】
(1)不在同一高度 下 (2)蜡烛放到一倍焦距内
【知识点】
凸透镜成像实验操作,凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的基本操作要点和成像规律,是光学实验的基础题型,侧重对实验细节和成像特点的理解,难度适中。
【难度系数】
0.6
11.在学习了光的相关知识后,小明总结了三种成像原理。
原理一:小孔成像;原理二:平面镜成像;原理三:凸透镜成像。
调查发现,常见的照相机是利用原理三制成的。为解释该现象,小明利用图甲装置进行探究。具体步骤如下:

①将“T”形光源、凸透镜、光屏放置在光具座上(如图甲);
②调整光屏到凸透镜的距离,使“T”形光源在光屏上成一个清晰的像;
③取黑色卡纸,在中央剪裁出直径为1 cm的圆形小孔,用其遮挡凸透镜(如图乙),记录成像特点;
④改变圆形小孔直径为0.5 cm、0.3 cm,重复步骤③;
⑤将凸透镜换成小孔直径为1 cm、0.5 cm和0.3 cm的黑色卡纸,记录成像特点,整理结果如下表。

(1)实验中,若将凸透镜换成玻璃板,则无法在光屏上成像,理由是。
(2)某次实验时,小明观察到光屏上出现
所示现象。为使像成在光屏的中央,应如何调整光屏。
(3)结合实验结果,解释常见照相机
为什么利用凸透镜成像制成。
原理一:小孔成像;原理二:平面镜成像;原理三:凸透镜成像。
调查发现,常见的照相机是利用原理三制成的。为解释该现象,小明利用图甲装置进行探究。具体步骤如下:
①将“T”形光源、凸透镜、光屏放置在光具座上(如图甲);
②调整光屏到凸透镜的距离,使“T”形光源在光屏上成一个清晰的像;
③取黑色卡纸,在中央剪裁出直径为1 cm的圆形小孔,用其遮挡凸透镜(如图乙),记录成像特点;
④改变圆形小孔直径为0.5 cm、0.3 cm,重复步骤③;
⑤将凸透镜换成小孔直径为1 cm、0.5 cm和0.3 cm的黑色卡纸,记录成像特点,整理结果如下表。
(1)实验中,若将凸透镜换成玻璃板,则无法在光屏上成像,理由是。
(2)某次实验时,小明观察到光屏上出现
(3)结合实验结果,解释常见照相机
为什么利用凸透镜成像制成。
答案
(1)平面镜所成的像为虚像,无法在光屏上成像 (2)向上移动光屏 (3)凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度,而小孔成像则是亮度合适时像模糊,像清晰时亮度暗
解析
【分析】
本题围绕三种光学成像原理展开,需结合平面镜、小孔、凸透镜的成像特点逐一分析问题:
1. 问题(1):凸透镜换成玻璃板,玻璃板相当于平面镜,需回忆平面镜成像的虚实性,虚像无法用光屏承接;
2. 问题(2):光屏上像未在中央,需根据实验要求调整光屏位置,使像与光屏中心重合;
3. 问题(3):对比凸透镜成像与小孔成像的特点,分析照相机选择凸透镜的原因,核心是亮度与清晰度的兼顾。
【解析】
(1) 玻璃板相当于平面镜,根据平面镜成像特点,平面镜成的是虚像,虚像不能在光屏上呈现,因此将凸透镜换成玻璃板时,无法在光屏上成像。
(2) 当光屏上的像不在中央时,需调整光屏使像的中心与光屏中心重合,结合实验现象,应向上移动光屏。
(3) 小孔成像时,若小孔直径较大,成像较清晰但亮度不足;若小孔直径较小,亮度合适但成像模糊。而凸透镜成像能够同时兼顾成像的亮度和清晰度,因此常见的照相机利用凸透镜成像原理制成。
【答案】
(1)平面镜所成的像为虚像,无法在光屏上成像 (2)向上移动光屏 (3)凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度,而小孔成像则是亮度合适时像模糊,像清晰时亮度暗
【知识点】
平面镜成像特点、小孔成像原理、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合三种光学成像原理,考查学生对实像虚像、成像调整及实际应用的理解,注重知识与生活实例的结合,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕三种光学成像原理展开,需结合平面镜、小孔、凸透镜的成像特点逐一分析问题:
1. 问题(1):凸透镜换成玻璃板,玻璃板相当于平面镜,需回忆平面镜成像的虚实性,虚像无法用光屏承接;
2. 问题(2):光屏上像未在中央,需根据实验要求调整光屏位置,使像与光屏中心重合;
3. 问题(3):对比凸透镜成像与小孔成像的特点,分析照相机选择凸透镜的原因,核心是亮度与清晰度的兼顾。
【解析】
(1) 玻璃板相当于平面镜,根据平面镜成像特点,平面镜成的是虚像,虚像不能在光屏上呈现,因此将凸透镜换成玻璃板时,无法在光屏上成像。
(2) 当光屏上的像不在中央时,需调整光屏使像的中心与光屏中心重合,结合实验现象,应向上移动光屏。
(3) 小孔成像时,若小孔直径较大,成像较清晰但亮度不足;若小孔直径较小,亮度合适但成像模糊。而凸透镜成像能够同时兼顾成像的亮度和清晰度,因此常见的照相机利用凸透镜成像原理制成。
【答案】
(1)平面镜所成的像为虚像,无法在光屏上成像 (2)向上移动光屏 (3)凸透镜成像能兼顾亮度和清晰度,而小孔成像则是亮度合适时像模糊,像清晰时亮度暗
【知识点】
平面镜成像特点、小孔成像原理、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合三种光学成像原理,考查学生对实像虚像、成像调整及实际应用的理解,注重知识与生活实例的结合,难度适中。
【难度系数】
0.6
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