8. 小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验,如题8图所示。

(1)实验前,小明先想办法测凸透镜的焦距,如题8图甲所示,他将凸透镜正对太阳光,在透镜下放上白纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图像,如题8图乙所示,则判断该透镜的焦距f为
(2)实验时,小明调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度时,应
(3)如题8图丙,将蜡烛移至35 cm刻度处时,移动光屏,在光屏上可以看到烛焰
(4)小明在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到题8图丁中①~⑥的6种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜的距离由远到近所得到的像进行排序,顺序为
(5)小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系,题8图戊中的4个字母适合做LED光源的是
(1)实验前,小明先想办法测凸透镜的焦距,如题8图甲所示,他将凸透镜正对太阳光,在透镜下放上白纸,测出透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图像,如题8图乙所示,则判断该透镜的焦距f为
12
cm。(2)实验时,小明调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度时,应
点燃
(点燃/不点燃)蜡烛。(3)如题8图丙,将蜡烛移至35 cm刻度处时,移动光屏,在光屏上可以看到烛焰
放大
(放大/缩小)的像。该实验现象可以说明投影仪
(照相机/投影仪/放大镜)的成像特点。(4)小明在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到题8图丁中①~⑥的6种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜的距离由远到近所得到的像进行排序,顺序为
②①③⑤⑥④
。(5)小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系,题8图戊中的4个字母适合做LED光源的是
R
。答案
8. (1)12 (2)点燃 (3)放大;投影仪 (4)②①③⑤⑥④ (5)R
解析
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开,需结合焦距测量、实验操作要求、凸透镜成像规律、像的排序及光源选择等知识点逐一分析:
1. 测焦距:平行于主光轴的光线经凸透镜会聚到焦点,此时透镜到光屏(白纸)的距离为焦距,图乙中烤焦时间最短时的s对应焦距。
2. 调整高度:需点燃蜡烛,才能确定烛焰中心,使三者中心在同一高度,保证像成在光屏中央。
3. 物距与成像:计算物距后结合焦距,判断成像性质及应用。
4. 像的排序:根据物距由远到近的变化,结合凸透镜成像时“物远像近像变小,物近像远像变大”的规律,对像排序。
5. 光源选择:探究成像的上下、左右关系,需光源不对称,据此选择合适字母。
【解析】
(1)平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚到焦点,此时透镜与白纸的间距等于焦距。由图乙可知,当s=12cm时,白纸被烤焦时间最短,说明该位置为焦点,故透镜焦距f=12cm。
(2)实验时调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,需点燃蜡烛,这样才能准确确定烛焰的中心,使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,确保像成在光屏的中央。
(3)由图丙可知,凸透镜在50cm刻度处,蜡烛在35cm刻度处,物距u=50cm-35cm=15cm。已知焦距f=12cm,因此f<u<2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,该成像特点应用于投影仪。
(4)蜡烛到凸透镜的距离由远到近(物距逐渐减小),结合凸透镜成像规律:实像均为倒立,物距减小,实像逐渐变大;物距小于焦距时成正立放大虚像。结合丁图的像,按物距由远到近的顺序为②①③⑤⑥④。
(5)探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系,所选光源需上下、左右不对称。D、H、Z均为对称字母,只有R不对称,因此适合做LED光源的是R。
【答案】
(1)12 (2)点燃 (3)放大;投影仪 (4)②①③⑤⑥④ (5)R
【知识点】
凸透镜焦距测量;凸透镜成像规律;实验操作注意事项
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律的实验,涵盖焦距测量、实验操作、成像特点应用、像的排序及光源选择,需熟练掌握凸透镜成像的核心规律,结合图像和实验装置分析,是中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开,需结合焦距测量、实验操作要求、凸透镜成像规律、像的排序及光源选择等知识点逐一分析:
1. 测焦距:平行于主光轴的光线经凸透镜会聚到焦点,此时透镜到光屏(白纸)的距离为焦距,图乙中烤焦时间最短时的s对应焦距。
2. 调整高度:需点燃蜡烛,才能确定烛焰中心,使三者中心在同一高度,保证像成在光屏中央。
3. 物距与成像:计算物距后结合焦距,判断成像性质及应用。
4. 像的排序:根据物距由远到近的变化,结合凸透镜成像时“物远像近像变小,物近像远像变大”的规律,对像排序。
5. 光源选择:探究成像的上下、左右关系,需光源不对称,据此选择合适字母。
【解析】
(1)平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚到焦点,此时透镜与白纸的间距等于焦距。由图乙可知,当s=12cm时,白纸被烤焦时间最短,说明该位置为焦点,故透镜焦距f=12cm。
(2)实验时调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度,需点燃蜡烛,这样才能准确确定烛焰的中心,使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,确保像成在光屏的中央。
(3)由图丙可知,凸透镜在50cm刻度处,蜡烛在35cm刻度处,物距u=50cm-35cm=15cm。已知焦距f=12cm,因此f<u<2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,该成像特点应用于投影仪。
(4)蜡烛到凸透镜的距离由远到近(物距逐渐减小),结合凸透镜成像规律:实像均为倒立,物距减小,实像逐渐变大;物距小于焦距时成正立放大虚像。结合丁图的像,按物距由远到近的顺序为②①③⑤⑥④。
(5)探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系,所选光源需上下、左右不对称。D、H、Z均为对称字母,只有R不对称,因此适合做LED光源的是R。
【答案】
(1)12 (2)点燃 (3)放大;投影仪 (4)②①③⑤⑥④ (5)R
【知识点】
凸透镜焦距测量;凸透镜成像规律;实验操作注意事项
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律的实验,涵盖焦距测量、实验操作、成像特点应用、像的排序及光源选择,需熟练掌握凸透镜成像的核心规律,结合图像和实验装置分析,是中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5
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