5. 小辉同学探究凸透镜成像的规律的实验装置如图所示。
(1)他先将凸透镜正对着太阳光,并移动光屏,直到太阳光在光屏上会聚成一点(如图),则该凸透镜的焦距为
(2)当他把点燃的蜡烛放在距此凸透镜10 cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、
(3)当蜡烛逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将

(1)他先将凸透镜正对着太阳光,并移动光屏,直到太阳光在光屏上会聚成一点(如图),则该凸透镜的焦距为
8
cm。(2)当他把点燃的蜡烛放在距此凸透镜10 cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、
放大
(选填“缩小”或“放大”)的实像,生活中的投影仪
(选填“放大镜”或“投影仪”)就是利用这个原理制成的。(3)当蜡烛逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将
变小
(选填“变小”或“变大”)。答案
5.(1)8
(2)放大 投影仪
(3)变小
(2)放大 投影仪
(3)变小
解析
【分析】
本题考查凸透镜焦距的测量及成像规律的应用。解题思路:(1)平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚到焦点,焦点到凸透镜光心的距离为焦距,据此确定焦距;(2)结合焦距判断物距与焦距的关系,依据凸透镜成像规律确定像的性质及对应的应用;(3)根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律判断像的变化。
【解析】
(1) 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上的焦点,焦点到凸透镜光心的距离是焦距。由图可知,焦点与凸透镜的距离为8cm,因此该凸透镜的焦距为8cm。
(2) 已知焦距f=8cm,当蜡烛距凸透镜10cm时,物距u=10cm,满足f<u<2f(8cm<10cm<16cm),根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,生活中的投影仪就是利用这一原理制成的。
(3) 凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小。当蜡烛逐渐远离凸透镜时,物距变大,烛焰所成的实像将变小。
【答案】
(1)8;(2)放大;投影仪;(3)变小
【知识点】
凸透镜焦距;凸透镜成像规律;凸透镜成像应用
【点评】
本题是凸透镜核心知识点的常规基础题,主要考查学生对焦距测量方法、成像规律及应用的掌握,属于初中物理光学部分的必掌握题型,难度适中。
【难度系数】
0.7
本题考查凸透镜焦距的测量及成像规律的应用。解题思路:(1)平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚到焦点,焦点到凸透镜光心的距离为焦距,据此确定焦距;(2)结合焦距判断物距与焦距的关系,依据凸透镜成像规律确定像的性质及对应的应用;(3)根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律判断像的变化。
【解析】
(1) 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上的焦点,焦点到凸透镜光心的距离是焦距。由图可知,焦点与凸透镜的距离为8cm,因此该凸透镜的焦距为8cm。
(2) 已知焦距f=8cm,当蜡烛距凸透镜10cm时,物距u=10cm,满足f<u<2f(8cm<10cm<16cm),根据凸透镜成像规律,此时成倒立、放大的实像,生活中的投影仪就是利用这一原理制成的。
(3) 凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小。当蜡烛逐渐远离凸透镜时,物距变大,烛焰所成的实像将变小。
【答案】
(1)8;(2)放大;投影仪;(3)变小
【知识点】
凸透镜焦距;凸透镜成像规律;凸透镜成像应用
【点评】
本题是凸透镜核心知识点的常规基础题,主要考查学生对焦距测量方法、成像规律及应用的掌握,属于初中物理光学部分的必掌握题型,难度适中。
【难度系数】
0.7
6. 探究凸透镜成像的规律的实验装置如图甲所示,请根据图回答下列问题。

(1)实验前,先调节
(2)如图甲所示,此时光屏上恰好得到清晰的像,这是一个
(3)保持蜡烛和光屏的位置不变,若想再次在光屏上呈现清晰的像,还可将凸透镜放在光具座上
(4)由于蜡烛不断地燃烧变短,于是小明将光屏向

(5)如图乙所示,将蜡烛放在凸透镜的焦距以内,在透镜另一侧可以看到烛焰放大的像,若将一个不透明的光屏放在虚线处,此时人眼
(1)实验前,先调节
烛焰
、凸透镜、光屏,使它们的中心高度相同。(2)如图甲所示,此时光屏上恰好得到清晰的像,这是一个
放大
(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,这是投影仪
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理。(3)保持蜡烛和光屏的位置不变,若想再次在光屏上呈现清晰的像,还可将凸透镜放在光具座上
40
cm刻度线处。(4)由于蜡烛不断地燃烧变短,于是小明将光屏向
上
(选填“上”或“下”)移动,使烛焰的像仍在光屏中央。紧接着,他又将蜡烛远离凸透镜,将光屏靠近
(选填“靠近”或“远离”)凸透镜才能在光屏上再次呈现清晰的像。(5)如图乙所示,将蜡烛放在凸透镜的焦距以内,在透镜另一侧可以看到烛焰放大的像,若将一个不透明的光屏放在虚线处,此时人眼
能
(选填“能”或“不能”)看到烛焰的像。答案
6.(1)烛焰
(2)放大 投影仪
(3)40
(4)上 靠近
(5)能
(2)放大 投影仪
(3)40
(4)上 靠近
(5)能
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开,需结合实验操作要求、成像规律、光路可逆及虚像特点逐一分析:
1. 实验前需调节烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度,保证像成在光屏中央;
2. 根据物距和像距的关系判断成像特点及应用;
3. 利用光路可逆原理,蜡烛和光屏位置不变时,互换物距和像距即可再次成像;
4. 蜡烛变短导致像移动,需根据过光心光线的特点调整光屏;物距变化时,遵循“物远像近像变小”的规律;
5. 虚像由折射光线反向延长线形成,不透明光屏不影响人眼观察虚像。
【解析】
(1) 实验前,为使像成在光屏中央,需调节烛焰、凸透镜、光屏的中心高度相同,故填烛焰;
(2) 图甲中,物距小于像距,根据凸透镜成像规律,当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,应用为投影仪,故填放大、投影仪;
(3) 根据光路可逆原理,保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜使新物距等于原像距,新像距等于原物距,即可再次成清晰的像,结合题意,凸透镜应放在40cm刻度线处;
(4) 蜡烛燃烧变短,烛焰向下移动,过光心的光线传播方向不变,像向上移动,故光屏向上移动;蜡烛远离凸透镜,物距增大,根据“物远像近像变小”,需将光屏靠近凸透镜才能再次成像;
(5) 蜡烛在焦距以内成虚像,虚像是折射光线反向延长线会聚形成的,不透明光屏仅挡住实际光线,人眼在透镜另一侧仍能看到虚像,故填能。
【答案】
6.(1)烛焰
(2)放大 投影仪
(3)40
(4)上 靠近
(5)能
【知识点】
凸透镜成像规律,实验操作,光路可逆
【点评】
本题考查凸透镜成像规律实验的核心知识点,涵盖实验调节、成像应用、光路可逆及动态变化,是光学部分的基础重点题,需熟练掌握成像规律并灵活运用。
【难度系数】
0.6
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开,需结合实验操作要求、成像规律、光路可逆及虚像特点逐一分析:
1. 实验前需调节烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度,保证像成在光屏中央;
2. 根据物距和像距的关系判断成像特点及应用;
3. 利用光路可逆原理,蜡烛和光屏位置不变时,互换物距和像距即可再次成像;
4. 蜡烛变短导致像移动,需根据过光心光线的特点调整光屏;物距变化时,遵循“物远像近像变小”的规律;
5. 虚像由折射光线反向延长线形成,不透明光屏不影响人眼观察虚像。
【解析】
(1) 实验前,为使像成在光屏中央,需调节烛焰、凸透镜、光屏的中心高度相同,故填烛焰;
(2) 图甲中,物距小于像距,根据凸透镜成像规律,当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,应用为投影仪,故填放大、投影仪;
(3) 根据光路可逆原理,保持蜡烛和光屏位置不变,移动凸透镜使新物距等于原像距,新像距等于原物距,即可再次成清晰的像,结合题意,凸透镜应放在40cm刻度线处;
(4) 蜡烛燃烧变短,烛焰向下移动,过光心的光线传播方向不变,像向上移动,故光屏向上移动;蜡烛远离凸透镜,物距增大,根据“物远像近像变小”,需将光屏靠近凸透镜才能再次成像;
(5) 蜡烛在焦距以内成虚像,虚像是折射光线反向延长线会聚形成的,不透明光屏仅挡住实际光线,人眼在透镜另一侧仍能看到虚像,故填能。
【答案】
6.(1)烛焰
(2)放大 投影仪
(3)40
(4)上 靠近
(5)能
【知识点】
凸透镜成像规律,实验操作,光路可逆
【点评】
本题考查凸透镜成像规律实验的核心知识点,涵盖实验调节、成像应用、光路可逆及动态变化,是光学部分的基础重点题,需熟练掌握成像规律并灵活运用。
【难度系数】
0.6
7. 小武同学利用凸透镜、F形LED光源、光屏、光具座等器材探究凸透镜成像的规律。

(1) 小武利用图中器材进行实验时,将光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上,还应调整它们的中心在
(2) 保持凸透镜不动,将F形LED光源放置在光具座25 cm刻度线处,向右移动光屏,使光屏上呈现清晰的像,像的性质为倒立、
(3) 实验中发现成实像时,物距越大,像越
(4) 当光屏上承接到清晰的像时,小武用不透光的物体挡住凸透镜的上半部分,此时光屏上像的变化情况是
A. 像的大小、形状不变,像的亮度变暗
B. 像的上半部分消失
C. 像的下半部分消失
D. 像缩小一半
(5) 如图乙所示,能够观察到F形LED光源所成虚像的是
(1) 小武利用图中器材进行实验时,将光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上,还应调整它们的中心在
同一高度
。如图甲所示,在光具座上调整F形LED光源、凸透镜和光屏的位置,此时光屏上成清晰等大的像(像未画出),由此可知该凸透镜焦距为10.0
cm。(2) 保持凸透镜不动,将F形LED光源放置在光具座25 cm刻度线处,向右移动光屏,使光屏上呈现清晰的像,像的性质为倒立、
放大
(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。此时凸透镜成像的性质在生活中的应用为投影仪
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。(3) 实验中发现成实像时,物距越大,像越
小
。(4) 当光屏上承接到清晰的像时,小武用不透光的物体挡住凸透镜的上半部分,此时光屏上像的变化情况是
A
。A. 像的大小、形状不变,像的亮度变暗
B. 像的上半部分消失
C. 像的下半部分消失
D. 像缩小一半
(5) 如图乙所示,能够观察到F形LED光源所成虚像的是
右
(选填“左”或“右”)侧的眼睛。答案
7.(1)同一高度 10.0
(2)放大 投影仪
(3)小
(4)A
(5)右
(2)放大 投影仪
(3)小
(4)A
(5)右
解析
【分析】
进行凸透镜成像实验时,需先调整各元件中心在同一高度保证像成在光屏中央;利用等大实像时物距等于2倍焦距计算焦距;再根据物距与焦距的关系判断成像性质,结合成像规律分析像的大小变化、凸透镜遮挡后的像的变化,以及虚像的观察位置。
【解析】
(1) 实验时,调整光源、凸透镜和光屏的中心在同一高度,使像成在光屏的中央;图甲中,光源在20.0cm刻度处,凸透镜在40.0cm刻度处,物距u=40.0cm-20.0cm=20.0cm,此时成清晰等大的实像,根据凸透镜成像规律,当u=2f时成等大实像,故2f=20.0cm,得f=10.0cm。
(2) 光源在25cm刻度处,物距u'=40.0cm-25cm=15cm,满足f<u'<2f,此时成倒立、放大的实像,生活中投影仪利用该成像原理。
(3) 根据凸透镜成像规律,成实像时,物距越大,像距越小,像越小。
(4) 挡住凸透镜上半部分,凸透镜下半部分仍能折射光线,成完整的像,像的大小、形状不变,但折射光线减少,像的亮度变暗,故选A。
(5) 凸透镜成虚像时,像与物体在透镜同侧,眼睛需在透镜的另一侧(右侧)观察,因此右侧的眼睛能看到F形光源的虚像。
【答案】
(1)同一高度;10.0 (2)放大;投影仪 (3)小 (4)A (5)右
【知识点】
凸透镜成像规律;实像与虚像;凸透镜成像应用
【点评】
本题围绕凸透镜成像实验展开,考查实验操作、焦距计算、成像性质判断、像的变化分析等基础内容,需熟练掌握凸透镜成像的核心规律。
【难度系数】
0.6
进行凸透镜成像实验时,需先调整各元件中心在同一高度保证像成在光屏中央;利用等大实像时物距等于2倍焦距计算焦距;再根据物距与焦距的关系判断成像性质,结合成像规律分析像的大小变化、凸透镜遮挡后的像的变化,以及虚像的观察位置。
【解析】
(1) 实验时,调整光源、凸透镜和光屏的中心在同一高度,使像成在光屏的中央;图甲中,光源在20.0cm刻度处,凸透镜在40.0cm刻度处,物距u=40.0cm-20.0cm=20.0cm,此时成清晰等大的实像,根据凸透镜成像规律,当u=2f时成等大实像,故2f=20.0cm,得f=10.0cm。
(2) 光源在25cm刻度处,物距u'=40.0cm-25cm=15cm,满足f<u'<2f,此时成倒立、放大的实像,生活中投影仪利用该成像原理。
(3) 根据凸透镜成像规律,成实像时,物距越大,像距越小,像越小。
(4) 挡住凸透镜上半部分,凸透镜下半部分仍能折射光线,成完整的像,像的大小、形状不变,但折射光线减少,像的亮度变暗,故选A。
(5) 凸透镜成虚像时,像与物体在透镜同侧,眼睛需在透镜的另一侧(右侧)观察,因此右侧的眼睛能看到F形光源的虚像。
【答案】
(1)同一高度;10.0 (2)放大;投影仪 (3)小 (4)A (5)右
【知识点】
凸透镜成像规律;实像与虚像;凸透镜成像应用
【点评】
本题围绕凸透镜成像实验展开,考查实验操作、焦距计算、成像性质判断、像的变化分析等基础内容,需熟练掌握凸透镜成像的核心规律。
【难度系数】
0.6
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