1.以下是某物理兴趣小组在做“探究凸透镜成像的规律”实验的过程。
(1)用图1所示的装置测出凸透镜的焦距为
(2)某次实验时观察到的现象如图2所示,生活中的
(3)实验时,光屏上得到了蜡烛的清晰的像,一名同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点,则光屏上
(1)用图1所示的装置测出凸透镜的焦距为
10.0
cm。(2)某次实验时观察到的现象如图2所示,生活中的
照相机
(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动,把蜡烛向左移动一段距离,要想在光屏上再次得到清晰的像,应该把光屏向左
(选填“左”或“右”)移动一段距离,像变小
(选填“变大”“变小”或“不变”)。(3)实验时,光屏上得到了蜡烛的清晰的像,一名同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点,则光屏上
没有
(选填“有”或“没有”)小泥点的像或影子。答案
1.(1)10.0
(2)照相机 左 变小
(3)没有
(2)照相机 左 变小
(3)没有
解析
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开,分三小问逐步考查:
1. 第(1)问需用平行光聚焦法测量凸透镜焦距,明确焦点到凸透镜光心的距离为焦距;
2. 第(2)问先根据成像特点判断应用,再结合“物远像近像变小”的规律判断光屏移动方向和像的变化;
3. 第(3)问需理解凸透镜上的泥点位置及实像、虚像的承接特点。
【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为焦距。由图1可知,凸透镜到光屏(焦点)的距离为10.0cm,故焦距为10.0cm。
(2) 图2中,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机利用这一原理制成;保持凸透镜不动,蜡烛向左移动(物距变大),根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,需将光屏向左移动才能再次得到清晰的像,且像会变小。
(3) 凸透镜上的小泥点位于一倍焦距以内,成虚像,虚像不能在光屏上承接,因此光屏上没有小泥点的像或影子。
【答案】
1.(1)10.0;(2)照相机 左 变小;(3)没有
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距的测量、实像与虚像的区别
【点评】
本题为凸透镜成像实验的基础考查题,涵盖焦距测量、成像规律应用、实虚像特点等核心知识点,注重对实验原理和规律的理解,是初中物理光学的重点内容。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开,分三小问逐步考查:
1. 第(1)问需用平行光聚焦法测量凸透镜焦距,明确焦点到凸透镜光心的距离为焦距;
2. 第(2)问先根据成像特点判断应用,再结合“物远像近像变小”的规律判断光屏移动方向和像的变化;
3. 第(3)问需理解凸透镜上的泥点位置及实像、虚像的承接特点。
【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为焦距。由图1可知,凸透镜到光屏(焦点)的距离为10.0cm,故焦距为10.0cm。
(2) 图2中,物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机利用这一原理制成;保持凸透镜不动,蜡烛向左移动(物距变大),根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”,需将光屏向左移动才能再次得到清晰的像,且像会变小。
(3) 凸透镜上的小泥点位于一倍焦距以内,成虚像,虚像不能在光屏上承接,因此光屏上没有小泥点的像或影子。
【答案】
1.(1)10.0;(2)照相机 左 变小;(3)没有
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距的测量、实像与虚像的区别
【点评】
本题为凸透镜成像实验的基础考查题,涵盖焦距测量、成像规律应用、实虚像特点等核心知识点,注重对实验原理和规律的理解,是初中物理光学的重点内容。
【难度系数】
0.6
2.图3所示的是小浩做“探究凸透镜成像的规律”实验的装置。

(1)实验前,小浩需要点燃蜡烛,并调节凸透镜与光屏的高度,使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在
(2)老师告诉小浩,凸透镜的焦距是10 cm。小浩移动光屏,在大约65 cm刻度线处获得了清晰的像。人们运用此成像规律制造出了
(3)小浩突发奇想,如果把蜡烛与光屏的位置互换,结果会怎样呢?他立即进行实验,结果发现光屏上的像依旧十分清晰,只是原来缩小的像变成了放大的像。所成像依旧清晰的原因是
(4)向右移动蜡烛到一定的位置时,无论怎样移动光屏都无法在光屏上承接到像,可能的原因是
(1)实验前,小浩需要点燃蜡烛,并调节凸透镜与光屏的高度,使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在
同一高度
。(2)老师告诉小浩,凸透镜的焦距是10 cm。小浩移动光屏,在大约65 cm刻度线处获得了清晰的像。人们运用此成像规律制造出了
照相机
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。(3)小浩突发奇想,如果把蜡烛与光屏的位置互换,结果会怎样呢?他立即进行实验,结果发现光屏上的像依旧十分清晰,只是原来缩小的像变成了放大的像。所成像依旧清晰的原因是
折射光路可逆
(选填“反射光路可逆”“折射光路可逆”或“光是沿直线传播的”)。(4)向右移动蜡烛到一定的位置时,无论怎样移动光屏都无法在光屏上承接到像,可能的原因是
蜡烛在焦点处或一倍焦距之内(合理即可)
。答案
2.(1)同一高度
(2)照相机
(3)折射 光路可逆
(4)蜡烛在焦点处或一倍焦距之内(合理即可)
(2)照相机
(3)折射 光路可逆
(4)蜡烛在焦点处或一倍焦距之内(合理即可)
解析
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开,解题思路如下:
(1) 实验前需调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,确保像能成在光屏中央,这是实验的基本操作要求;
(2) 先计算物距和像距,结合已知焦距判断成像性质,再对应其实际应用;
(3) 蜡烛与光屏互换后仍能成清晰的像,源于光的折射光路的可逆性;
(4) 光屏无法承接像,说明此时不成像或成虚像,对应蜡烛的位置在焦点处或一倍焦距以内。
【解析】
(1) 实验前,调节烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度,目的是使像成在光屏的中央,便于观察像的特点;
(2) 由图可知,凸透镜位于50cm刻度线处,蜡烛位于5cm刻度线处,因此物距$ u = 50\mathrm{cm} - 5\mathrm{cm} = 45\mathrm{cm} $,已知焦距$ f = 10\mathrm{cm} $,故$ u > 2f $;光屏在65cm刻度线处,像距$ v = 65\mathrm{cm} - 50\mathrm{cm} = 15\mathrm{cm} $,满足$ f < v < 2f $,此时成倒立、缩小的实像,该成像规律应用于照相机;
(3) 将蜡烛与光屏的位置互换后,折射光路可逆,因此仍能成清晰的像;
(4) 当蜡烛在焦点处时,光线经凸透镜后平行射出,不成像;当蜡烛在一倍焦距以内时,成正立、放大的虚像,虚像无法用光屏承接,因此无论怎样移动光屏都无法承接到像。
【答案】
(1)同一高度;(2)照相机;(3)折射光路可逆;(4)蜡烛在焦点处或一倍焦距之内(合理即可)
【知识点】
凸透镜成像规律;光路可逆;凸透镜实验操作
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的核心基础知识点,涵盖实验操作要求、成像规律应用、光路可逆原理及成像条件,属于常规基础题,需学生熟练掌握实验要点和成像规律。
【难度系数】
0.7
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开,解题思路如下:
(1) 实验前需调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度,确保像能成在光屏中央,这是实验的基本操作要求;
(2) 先计算物距和像距,结合已知焦距判断成像性质,再对应其实际应用;
(3) 蜡烛与光屏互换后仍能成清晰的像,源于光的折射光路的可逆性;
(4) 光屏无法承接像,说明此时不成像或成虚像,对应蜡烛的位置在焦点处或一倍焦距以内。
【解析】
(1) 实验前,调节烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度,目的是使像成在光屏的中央,便于观察像的特点;
(2) 由图可知,凸透镜位于50cm刻度线处,蜡烛位于5cm刻度线处,因此物距$ u = 50\mathrm{cm} - 5\mathrm{cm} = 45\mathrm{cm} $,已知焦距$ f = 10\mathrm{cm} $,故$ u > 2f $;光屏在65cm刻度线处,像距$ v = 65\mathrm{cm} - 50\mathrm{cm} = 15\mathrm{cm} $,满足$ f < v < 2f $,此时成倒立、缩小的实像,该成像规律应用于照相机;
(3) 将蜡烛与光屏的位置互换后,折射光路可逆,因此仍能成清晰的像;
(4) 当蜡烛在焦点处时,光线经凸透镜后平行射出,不成像;当蜡烛在一倍焦距以内时,成正立、放大的虚像,虚像无法用光屏承接,因此无论怎样移动光屏都无法承接到像。
【答案】
(1)同一高度;(2)照相机;(3)折射光路可逆;(4)蜡烛在焦点处或一倍焦距之内(合理即可)
【知识点】
凸透镜成像规律;光路可逆;凸透镜实验操作
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的核心基础知识点,涵盖实验操作要求、成像规律应用、光路可逆原理及成像条件,属于常规基础题,需学生熟练掌握实验要点和成像规律。
【难度系数】
0.7
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