24. 如图所示是“探究凸透镜成像规律”的实验,所用凸透镜的焦距为10 cm。
(1)安装实验装置时,透镜应固定在光具座的
(2)实验过程中,应该保持
(3)透镜和蜡烛的位置如图所示,调节光屏位置,可从光屏上观察到倒立、
(4)若换用焦距为30 cm的凸透镜,但蜡烛和透镜仍处于如图所示位置。那么,在光具座上移动光屏时,从光屏上

(1)安装实验装置时,透镜应固定在光具座的
中间
位置。烛焰和光屏的中心应处在凸透镜的主光轴
上,比较便捷的调节方法是将三者合拢到一起调节
。(2)实验过程中,应该保持
凸透镜
的位置不变,并按照先调节蜡烛
位置,然后再调节光屏
位置的顺序进行。(3)透镜和蜡烛的位置如图所示,调节光屏位置,可从光屏上观察到倒立、
缩小
(放大/等大/缩小)的烛焰的像。这一成像特点应用于照相机
(照相机/放大镜)。(4)若换用焦距为30 cm的凸透镜,但蜡烛和透镜仍处于如图所示位置。那么,在光具座上移动光屏时,从光屏上
不能
(能/不能)观察到烛焰的像,理由是此时$f<u<2f,v>2f,即 v>60 cm,而光屏可移动的最大距离只有 50 cm$
。答案
24.(1)中间 主光轴 将三者合拢到一起调节 (2)凸透镜 蜡烛 光屏 (3)缩小 照相机 (4)不能 此时$f<u<2f,v>2f,即 v>60 cm,而光屏可移动的最大距离只有 50 cm$
解析
【分析】
本题考查“探究凸透镜成像规律”的实验相关知识,需结合实验操作要求、凸透镜成像规律分析各问题:
1. 实验装置安装时,透镜需放在光具座中间,方便调节蜡烛和光屏;烛焰与光屏中心要在凸透镜主光轴上,保证像成在光屏中央,调节方法是将三者靠拢后调节高度。
2. 实验中固定凸透镜位置,先调节蜡烛确定物距,再调节光屏找像,顺序为蜡烛在前、光屏在后。
3. 计算物距,结合焦距判断成像性质,对应应用场景。
4. 更换焦距后,重新计算物距和所需像距,对比光具座的最大移动距离,判断能否成像。
【解析】
(1)安装实验装置时,透镜应固定在光具座的中间位置,便于调节蜡烛和光屏的位置;为使像成在光屏的中央,烛焰和光屏的中心应处在凸透镜的主光轴上;比较便捷的调节方法是将三者合拢到一起调节,这样能快速调整三者中心在同一高度。
(2)实验过程中,应该保持凸透镜的位置不变,先调节蜡烛的位置确定物距,然后再调节光屏的位置找到清晰的像。
(3)由图可知,蜡烛在10cm刻度处,凸透镜在50cm刻度处,物距u=50cm-10cm=40cm,已知凸透镜焦距f=10cm,所以u>2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,这一成像特点应用于照相机。
(4)换用焦距为30cm的凸透镜,蜡烛和透镜位置不变,物距u=40cm,此时f=30cm,所以f<u<2f(2f=60cm),根据凸透镜成像规律,像距v应大于2f=60cm;而光具座上透镜在50cm处,光屏可移动的最大距离为100cm-50cm=50cm,小于60cm,因此在光具座上移动光屏时,不能观察到烛焰的像。
【答案】
(1)中间;主光轴;将三者合拢到一起调节
(2)凸透镜;蜡烛;光屏
(3)缩小;照相机
(4)不能;此时f<u<2f,v>2f,即v>60 cm,而光屏可移动的最大距离只有50 cm
【知识点】
凸透镜成像规律;实验装置调节;物距像距分析
【点评】
本题围绕凸透镜成像实验展开,涵盖实验操作、成像规律应用等核心知识点,要求学生掌握实验装置调节方法,能准确计算物距、像距并结合规律判断成像情况,是初中物理光学的基础考点,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查“探究凸透镜成像规律”的实验相关知识,需结合实验操作要求、凸透镜成像规律分析各问题:
1. 实验装置安装时,透镜需放在光具座中间,方便调节蜡烛和光屏;烛焰与光屏中心要在凸透镜主光轴上,保证像成在光屏中央,调节方法是将三者靠拢后调节高度。
2. 实验中固定凸透镜位置,先调节蜡烛确定物距,再调节光屏找像,顺序为蜡烛在前、光屏在后。
3. 计算物距,结合焦距判断成像性质,对应应用场景。
4. 更换焦距后,重新计算物距和所需像距,对比光具座的最大移动距离,判断能否成像。
【解析】
(1)安装实验装置时,透镜应固定在光具座的中间位置,便于调节蜡烛和光屏的位置;为使像成在光屏的中央,烛焰和光屏的中心应处在凸透镜的主光轴上;比较便捷的调节方法是将三者合拢到一起调节,这样能快速调整三者中心在同一高度。
(2)实验过程中,应该保持凸透镜的位置不变,先调节蜡烛的位置确定物距,然后再调节光屏的位置找到清晰的像。
(3)由图可知,蜡烛在10cm刻度处,凸透镜在50cm刻度处,物距u=50cm-10cm=40cm,已知凸透镜焦距f=10cm,所以u>2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,这一成像特点应用于照相机。
(4)换用焦距为30cm的凸透镜,蜡烛和透镜位置不变,物距u=40cm,此时f=30cm,所以f<u<2f(2f=60cm),根据凸透镜成像规律,像距v应大于2f=60cm;而光具座上透镜在50cm处,光屏可移动的最大距离为100cm-50cm=50cm,小于60cm,因此在光具座上移动光屏时,不能观察到烛焰的像。
【答案】
(1)中间;主光轴;将三者合拢到一起调节
(2)凸透镜;蜡烛;光屏
(3)缩小;照相机
(4)不能;此时f<u<2f,v>2f,即v>60 cm,而光屏可移动的最大距离只有50 cm
【知识点】
凸透镜成像规律;实验装置调节;物距像距分析
【点评】
本题围绕凸透镜成像实验展开,涵盖实验操作、成像规律应用等核心知识点,要求学生掌握实验装置调节方法,能准确计算物距、像距并结合规律判断成像情况,是初中物理光学的基础考点,难度适中。
【难度系数】
0.5
25. 科学探究,往往是根据某些已有的认识,通过联想、推测提出新的问题、猜想或假设,并用实践、实验来验证。
(1)太阳光以一定角度照射三棱镜,由于折射会发生色散现象。为什么折射会使不同的色光分开,你会提出怎样的猜想?
(2)凸透镜中央的凸起程度不同,其焦距也不同。联想下列现象:其一,阳光以一定角度照射三棱镜时发生色散现象;其二,光以相同入射角射入水和玻璃中,其折射光的折射角不同。由这些现象,你认为凸透镜的焦距还可能与哪些因素有关?
(1)太阳光以一定角度照射三棱镜,由于折射会发生色散现象。为什么折射会使不同的色光分开,你会提出怎样的猜想?
(2)凸透镜中央的凸起程度不同,其焦距也不同。联想下列现象:其一,阳光以一定角度照射三棱镜时发生色散现象;其二,光以相同入射角射入水和玻璃中,其折射光的折射角不同。由这些现象,你认为凸透镜的焦距还可能与哪些因素有关?
答案
25.(1)不同色光,通过三棱镜时的折射角不同 (2)凸透镜的焦距还可能与照射光的颜色以及制作它的材料有关
解析
【分析】
本题是科学探究中的猜想类问题,需结合已有物理现象进行合理联想。第(1)问,三棱镜色散的本质是折射导致不同色光分开,因此可从折射的差异角度提出猜想;第(2)问,需结合题目给出的两个联想现象(三棱镜色散、不同介质折射角不同),分析影响凸透镜焦距的其他因素。
【解析】
(1)太阳光通过三棱镜发生色散,是因为不同色光的折射程度不同,因此可猜想:不同色光,通过三棱镜时的折射角不同,从而使不同色光分开。
(2)由联想的两个现象:①三棱镜色散说明光的颜色会影响光的折射情况;②光以相同入射角射入不同介质(水和玻璃)时,折射角不同,说明制作透镜的材料会影响光的折射情况。因此,凸透镜的焦距除了与中央凸起程度有关,还可能与照射光的颜色、制作它的材料有关。
【答案】
(1)不同色光,通过三棱镜时的折射角不同;(2)凸透镜的焦距还可能与照射光的颜色以及制作它的材料有关。
【知识点】
光的色散、光的折射、透镜焦距
【点评】
本题考查科学探究中猜想与假设的能力,要求学生结合物理现象进行合理推导,体现了物理学科的探究性,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题是科学探究中的猜想类问题,需结合已有物理现象进行合理联想。第(1)问,三棱镜色散的本质是折射导致不同色光分开,因此可从折射的差异角度提出猜想;第(2)问,需结合题目给出的两个联想现象(三棱镜色散、不同介质折射角不同),分析影响凸透镜焦距的其他因素。
【解析】
(1)太阳光通过三棱镜发生色散,是因为不同色光的折射程度不同,因此可猜想:不同色光,通过三棱镜时的折射角不同,从而使不同色光分开。
(2)由联想的两个现象:①三棱镜色散说明光的颜色会影响光的折射情况;②光以相同入射角射入不同介质(水和玻璃)时,折射角不同,说明制作透镜的材料会影响光的折射情况。因此,凸透镜的焦距除了与中央凸起程度有关,还可能与照射光的颜色、制作它的材料有关。
【答案】
(1)不同色光,通过三棱镜时的折射角不同;(2)凸透镜的焦距还可能与照射光的颜色以及制作它的材料有关。
【知识点】
光的色散、光的折射、透镜焦距
【点评】
本题考查科学探究中猜想与假设的能力,要求学生结合物理现象进行合理推导,体现了物理学科的探究性,难度适中。
【难度系数】
0.5
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