7. 在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,有以下操作。

(1)如图甲所示,用平行光测出凸透镜的焦距为 cm。
(2)将发光物体、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上,调节发光物体、凸透镜和光屏三者的中心在。
(3)调节发光物体、凸透镜和光屏至图乙所示的位置,则发光物体在光屏上成倒立、的像。根据这一成像特点,可制成。
(4)若要使光屏上的像变小,应使发光物体与凸透镜间的距离变,再调节光屏位置。
(5)实验中,光屏上已经出现发光物体清晰的像,某同学不小心用手指触摸到了凸透镜,则光屏上会出现(选填“指尖的像”“指尖的影子”“部分发光物体的像”或“完整发光物体的像”)。
(6)把凸透镜换成薄玻璃板,在发光物体一侧观察玻璃板也能看到一个(选填“放大”“缩小”或“等大”)的发光物体的像,把光屏移动到这个像所在的位置,光屏上(选填“有”或“没有”)这个像。
(1)如图甲所示,用平行光测出凸透镜的焦距为 cm。
(2)将发光物体、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上,调节发光物体、凸透镜和光屏三者的中心在。
(3)调节发光物体、凸透镜和光屏至图乙所示的位置,则发光物体在光屏上成倒立、的像。根据这一成像特点,可制成。
(4)若要使光屏上的像变小,应使发光物体与凸透镜间的距离变,再调节光屏位置。
(5)实验中,光屏上已经出现发光物体清晰的像,某同学不小心用手指触摸到了凸透镜,则光屏上会出现(选填“指尖的像”“指尖的影子”“部分发光物体的像”或“完整发光物体的像”)。
(6)把凸透镜换成薄玻璃板,在发光物体一侧观察玻璃板也能看到一个(选填“放大”“缩小”或“等大”)的发光物体的像,把光屏移动到这个像所在的位置,光屏上(选填“有”或“没有”)这个像。
答案
解:
(1) 12.0
(2) 同一高度
(3) 缩小;照相机
(4) 大
(5) 完整发光物体的像
(6) 等大;没有
(1) 12.0
(2) 同一高度
(3) 缩小;照相机
(4) 大
(5) 完整发光物体的像
(6) 等大;没有
解析
【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开,需结合平行光测焦距、实验操作要求、凸透镜成像规律、平面镜成像特点等知识点解题:
1. 平行光测焦距:平行于主光轴的光线经凸透镜会聚成焦点,焦点到凸透镜的距离为焦距,据此读取图甲的焦距;
2. 实验操作:实验前需调节三者中心在同一高度,保证像成在光屏中央;
3. 凸透镜成像规律:根据物距与焦距的关系判断成像特点及应用;
4. 成像变化规律:根据“物远像近像变小”判断物距变化;
5. 凸透镜遮挡的影响:仅遮挡部分透镜,剩余部分仍能成完整像,仅亮度变化;
6. 平面镜成像特点:薄玻璃板相当于平面镜,成等大虚像,虚像不能用光屏承接。
【解析】
(1) 平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到焦点,由图甲可知,凸透镜在0cm刻度处,光屏在12.0cm刻度处,故焦距为12.0cm;
(2) 实验前需调节发光物体、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,确保像成在光屏的中央;
(3) 图乙中,凸透镜在50cm处,发光物体在25cm处,物距u=50cm-25cm=25cm,已知焦距f=12.0cm,满足u>2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,该特点应用于照相机;
(4) 根据凸透镜成像“物远像近像变小”的规律,要使光屏上的像变小,需增大发光物体与凸透镜间的距离;
(5) 手指触摸凸透镜时,仅挡住部分入射光线,凸透镜的其他部分仍能折射光线会聚成完整的像,仅亮度变暗,因此光屏上会出现完整发光物体的像;
(6) 薄玻璃板相当于平面镜,平面镜成等大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,因此光屏上没有这个像。
【答案】
(1) 12.0;(2) 同一高度;(3) 缩小;照相机;(4) 大;(5) 完整发光物体的像;(6) 等大;没有
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距测量、平面镜成像特点
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的基础操作、成像规律及应用,同时结合平面镜成像特点,属于光学基础题,需熟练掌握实验步骤和成像规律,区分实像与虚像的差异。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验展开,需结合平行光测焦距、实验操作要求、凸透镜成像规律、平面镜成像特点等知识点解题:
1. 平行光测焦距:平行于主光轴的光线经凸透镜会聚成焦点,焦点到凸透镜的距离为焦距,据此读取图甲的焦距;
2. 实验操作:实验前需调节三者中心在同一高度,保证像成在光屏中央;
3. 凸透镜成像规律:根据物距与焦距的关系判断成像特点及应用;
4. 成像变化规律:根据“物远像近像变小”判断物距变化;
5. 凸透镜遮挡的影响:仅遮挡部分透镜,剩余部分仍能成完整像,仅亮度变化;
6. 平面镜成像特点:薄玻璃板相当于平面镜,成等大虚像,虚像不能用光屏承接。
【解析】
(1) 平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到焦点,由图甲可知,凸透镜在0cm刻度处,光屏在12.0cm刻度处,故焦距为12.0cm;
(2) 实验前需调节发光物体、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,确保像成在光屏的中央;
(3) 图乙中,凸透镜在50cm处,发光物体在25cm处,物距u=50cm-25cm=25cm,已知焦距f=12.0cm,满足u>2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,该特点应用于照相机;
(4) 根据凸透镜成像“物远像近像变小”的规律,要使光屏上的像变小,需增大发光物体与凸透镜间的距离;
(5) 手指触摸凸透镜时,仅挡住部分入射光线,凸透镜的其他部分仍能折射光线会聚成完整的像,仅亮度变暗,因此光屏上会出现完整发光物体的像;
(6) 薄玻璃板相当于平面镜,平面镜成等大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,因此光屏上没有这个像。
【答案】
(1) 12.0;(2) 同一高度;(3) 缩小;照相机;(4) 大;(5) 完整发光物体的像;(6) 等大;没有
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距测量、平面镜成像特点
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的基础操作、成像规律及应用,同时结合平面镜成像特点,属于光学基础题,需熟练掌握实验步骤和成像规律,区分实像与虚像的差异。
【难度系数】
0.5
8. 在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,有以下操作。

(1)图甲中光屏上所成的像是倒立、(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)是利用这一规律制成的。
(2)如图乙所示为某凸透镜成像时物距和像距的关系图像,则凸透镜的焦距为cm。
(3)当光屏上呈现清晰的像时,不改变图甲中蜡烛和凸透镜的位置。
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏(选填“向左”或“向右”)移动,才能在光屏上成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像相比(选填“变大”或“变小”)了。
(1)图甲中光屏上所成的像是倒立、(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,生活中(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)是利用这一规律制成的。
(2)如图乙所示为某凸透镜成像时物距和像距的关系图像,则凸透镜的焦距为cm。
(3)当光屏上呈现清晰的像时,不改变图甲中蜡烛和凸透镜的位置。
①若将凸透镜换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏(选填“向左”或“向右”)移动,才能在光屏上成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像相比(选填“变大”或“变小”)了。
答案
(1)放大;投影仪
(2)10
(3)①变暗 ②向左;变小
(2)10
(3)①变暗 ②向左;变小
解析
【分析】
解决本题需掌握凸透镜成像规律:当f<u<2f时,成倒立放大实像,对应投影仪;当u=2f时,v=2f,可据此求焦距;透镜镜面大小影响像的亮度,焦距变化会改变像距和像的大小。解题时先计算图甲的物距、像距,结合图乙求焦距,再分析透镜更换后的成像变化。
【解析】
(1)图甲中,物距u=50cm-35cm=15cm,像距v=80cm-50cm=30cm;由图乙知,当u=20cm时v=20cm,此时u=2f,故f=10cm,满足f<u<2f,成倒立、放大的实像,投影仪利用此规律制成。
(2)由图乙,当物距等于像距时(u=v),对应u=20cm,根据凸透镜成像规律,此时u=2f,因此2f=20cm,解得焦距f=10cm。
(3)①换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,透镜透光面积减小,通过的光线减少,像的大小、完整性不变,仅亮度变暗;②换成镜面相同、焦距稍小的凸透镜,焦距变小,会聚能力增强,像距减小,需将光屏向左移动才能成清晰像;物距不变,焦距变小,像会变小。
【答案】
(1)放大;投影仪
(2)10
(3)①变暗;②向左;变小
【知识点】
凸透镜成像规律;焦距计算;透镜性质
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律展开,考查物距像距判断、焦距计算及透镜更换后的成像变化,是光学实验的核心题型,需熟练掌握规律应用。
【难度系数】
0.5
解决本题需掌握凸透镜成像规律:当f<u<2f时,成倒立放大实像,对应投影仪;当u=2f时,v=2f,可据此求焦距;透镜镜面大小影响像的亮度,焦距变化会改变像距和像的大小。解题时先计算图甲的物距、像距,结合图乙求焦距,再分析透镜更换后的成像变化。
【解析】
(1)图甲中,物距u=50cm-35cm=15cm,像距v=80cm-50cm=30cm;由图乙知,当u=20cm时v=20cm,此时u=2f,故f=10cm,满足f<u<2f,成倒立、放大的实像,投影仪利用此规律制成。
(2)由图乙,当物距等于像距时(u=v),对应u=20cm,根据凸透镜成像规律,此时u=2f,因此2f=20cm,解得焦距f=10cm。
(3)①换成焦距相同、镜面较小的凸透镜,透镜透光面积减小,通过的光线减少,像的大小、完整性不变,仅亮度变暗;②换成镜面相同、焦距稍小的凸透镜,焦距变小,会聚能力增强,像距减小,需将光屏向左移动才能成清晰像;物距不变,焦距变小,像会变小。
【答案】
(1)放大;投影仪
(2)10
(3)①变暗;②向左;变小
【知识点】
凸透镜成像规律;焦距计算;透镜性质
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律展开,考查物距像距判断、焦距计算及透镜更换后的成像变化,是光学实验的核心题型,需熟练掌握规律应用。
【难度系数】
0.5
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