最新北师大版八年级上册物理 光的折射 透镜单元测试卷附答案
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一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.在探究“凸透镜成像规律”的实验中.(1)如图甲, 平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=_____cm.(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像素,此像的性质是_____的实像.若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至_____刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像.(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中____处能观察到烛焰的像.(4)如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是_____眼镜(近视/远视).【答案】10.0 倒立放大 40 B 近视【解析】【分析】【详解】(1)由图甲结合凸透镜焦点的定义可知,焦点到凸透镜的距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm,即凸透镜的焦距为f=10.0cm;(2)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,由成像规律知,凸透镜成倒立放大的实像,此时v=55cm-25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时u=16cm-10cm=6cm,u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;(4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,,说明延后成像了,即像距增大了,说明此透镜对光线有发散作用,故放置的是凹透镜,这种眼镜是用来矫正近视眼的.2.探究凸透镜成像的规律。
(1)选取焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光屏,将它们置于光具座上。
点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在______;(2)当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时,调整光屏到______(填“A”、“B”或“C”)位置时,生活中的______(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个成像原理制成的;(3)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏位置对调,光屏上______(填“能”或“不能”)再次看到清晰的像。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.在探究“凸透镜成像规律”的实验中.(1)如图甲, 平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=_____cm.(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像素,此像的性质是_____的实像.若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至_____刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像.(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中____处能观察到烛焰的像.(4)如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是_____眼镜(近视/远视).【答案】10.0 倒立放大 40 B 近视【解析】【分析】【详解】(1)由图甲结合凸透镜焦点的定义可知,焦点到凸透镜的距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm,即凸透镜的焦距为f=10.0cm;(2)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,由成像规律知,凸透镜成倒立放大的实像,此时v=55cm-25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时u=16cm-10cm=6cm,u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;(4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,,说明延后成像了,即像距增大了,说明此透镜对光线有发散作用,故放置的是凹透镜,这种眼镜是用来矫正近视眼的.2.探究凸透镜成像的规律。
(1)选取焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光屏,将它们置于光具座上。
点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在______;(2)当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时,调整光屏到______(填“A”、“B”或“C”)位置时,生活中的______(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个成像原理制成的;(3)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏位置对调,光屏上______(填“能”或“不能”)再次看到清晰的像。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验(1)实验前,组装并调整实验器材,使烛焰中心和光屏中心位于凸透镜的______上。
(2)在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这个像的成像原理与___________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同。
此时不小心在凸透镜上溅了一个小泥点,则光屏上________(选填“有”或“没有”)小泥点的像或影子。
当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往_______偏离光屏中心。
(3)若将蜡烛向左移动少许,光屏上的像变模糊。
若要再次在光屏上得到清晰的像,可采用下列方法:①若移动光屏,则应将光屏向___________移动,此时像的大小比原来的像要________些。
②若不移动光屏,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的_______________(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
(4)若小明保持蜡烛和光屏的位置不动,移动凸透镜到________cm刻度线处,光屏上能再次成清晰的像,像的大小较之原来_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】主光轴投影仪没有上左小近视眼镜65变小【解析】【分析】(1)探究凸透镜成像的实验时,在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,像才能呈在光屏的中心。
(2)凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像,应用于投影仪或幻灯机;凸透镜成像属于光的折射现象,物体发出的光线经凸透镜折射后,会聚在凸透镜另一侧的光屏上,形成物体的实像;如果凸透镜的口径大,透过的光多,像就亮;口径小,透过的光少,像就暗;实验一段时间后,蜡烛变短了,根据过光心不改变方向,判断透镜的移动方向。
(3)①根据凸透镜成实像时,物远(物距变大)像近(像距变小)像变小。
②凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.在探究“凸透镜成像规律”的实验中.(1)如图甲, 平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=_____cm.(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像素,此像的性质是_____的实像.若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至_____刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像.(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中____处能观察到烛焰的像.(4)如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是_____眼镜(近视/远视).【答案】10.0 倒立放大 40 B 近视【解析】【分析】【详解】(1)由图甲结合凸透镜焦点的定义可知,焦点到凸透镜的距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm,即凸透镜的焦距为f=10.0cm;(2)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,由成像规律知,凸透镜成倒立放大的实像,此时v=55cm-25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时u=16cm-10cm=6cm,u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;(4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,,说明延后成像了,即像距增大了,说明此透镜对光线有发散作用,故放置的是凹透镜,这种眼镜是用来矫正近视眼的.2.实验室常用蜡烛完成以图光学实验:(1)图甲为小孔成像示意图,该现象可以用______来解释。
(2)图乙为探究平面镜成像特点的实验装置,若蜡烛A到玻璃板距离为10cm,则蜡烛的像B与蜡烛A之间的距离为______cm;若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板,从蜡烛A一侧观察玻璃板,______(填“能”或“不能”)看到蜡烛所成的像。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.小华利用如图所示装置来研究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲可知该凸透镜的焦距为_____cm;(2)如图乙所示,光屏上能呈现清晰的像,此像的性质是倒立、_____的实像,其实际应用是_____(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”);(3)保持蜡烛在10cm刻度处和光屏在55cm刻度处不动,若想再次在光屏上呈现清晰的像,应将凸透镜移到_____刻度处;(4)实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分,则蜡烛的像_____(选填“完整”、或“不完整”);(5)老师摘下自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像不清晰了,他向后移动光屏再次找到了清晰的像,请问老师的眼镜是_____(选填“凸透镜”或“凹透镜”),老师是_____(选填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】10.0 放大投影仪 40cm 完整凹透镜近视眼【解析】【分析】【详解】(1)[1]平行于主光轴的光经凸透镜折射后会在光屏上形成最小最亮的点,即凸透镜的焦点,由图甲可知该凸透镜的焦距f=-=60.0cm50.0cm10.0cm(2)[2][3]由图乙可知,物距小于像距,光屏上能呈现清晰的像,所以成的是倒立、放大的实像,生活中投影仪是利用这一原理工作的。
(3)[4]根据折射时光路是可逆的,保持蜡烛和光屏的位置不变,此时物距应处于一倍焦距和两倍焦距之间,u=-=25.0cm10.0cm15.0cm像距大于二倍焦距55.0cm25.0cm30.0cmv=-=凸透镜成倒立、放大的实像,将凸透镜移到物距等于像距等于30cm,即40cm刻度线处。
(4)[5]实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分,挡住了部分折射光线,会使像变暗,但是蜡烛的像依然完整。
(5)[6][7]向后移动光屏再次找到了清晰的像,说明像距变大了,物距没变,则只能是光发散了,所以老师的眼镜是凹透镜,可以使近视眼的老师能够看清楚远处的物体。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.物理兴趣小组的同学们用如图甲所示的器材“探究平面镜成像的特点”。
(1)实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B,是为了探究像与物的________关系。
(2)在玻璃板的同一侧,小明同学通过玻璃板看到了蜡烛A的两个像。
请写出解决这一问题的办法是___________。
(3)图乙是某组同学用白纸记录的蜡烛和它所成的像的位置关系。
分析图中信息可得出平面镜成像的特点:像和物到平面镜的距离____________;像和物的连线与平面镜____________。
有同学将白纸沿直线MN对折后发现蜡烛的位置和它的像的位置重合,所以平面镜成像的特点又可表述为:平面镜成的像与物体关于镜面____________。
(4)关于此平面镜成像特点的探究实验过程,下列说法正确的是________。
A.玻璃板必须与纸面垂直B.实验中两支蜡烛都必须点燃C.移去蜡烛B,在其原来的位置上放置一块光屏,光屏上不能呈现蜡烛的像;D.做多组数据可以减小实验误差【答案】大小换用较薄的玻璃板相等垂直对称 AC【解析】【分析】【详解】(1)[1]实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B,在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A,再拿一支没点燃的相同的蜡烛B,在玻璃板后面移动,直至与蜡像A的像重合,是为了探究像与物的大小关系。
(2)[2]由于像是由光的反射形成的,而普通玻璃的两面都能反射光,能成两个像,所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像,故实验时应换用较薄的玻璃板。
(3)[3][4]分析图2中信息可得出平面镜成像的特点∶像和物到平面镜的距离相等;像和物的连线与平面镜垂直。
[5]如果将白纸沿直线MN对折,会发现蜡烛的位置和它的像的位置重合,这说明平面镜成的像与物体关于镜面对称。
(4)[6]A.为了使蜡烛与前面蜡烛的像完全重合,玻璃板要与纸面垂直,故A正确;B .在实验中,将一支蜡烛点燃并放在玻璃板的前边,用一支相同的蜡烛放在玻璃板的后边,是为了确定像的位置和比较像的大小。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:(1)如图1,让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为____________ cm。
(2)如图2,要使像成在光屏的中央,应将光屏向____________调整(选填“上”或“下”)。
(3)当烛焰距离凸透镜12cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的像,生活中的________就是利用这个原理制成的。
(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将____________ (选填“变大”或“变小”)。
(5)蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图,此时光屏上得到了一个清晰的像,这个像是倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(6)随着实验的进行,蜡烛在逐渐变短,出现了如图甲所示现象,为了把像调整到光屏中央,应选_______。
A.将蜡烛向下移动B.将凸透镜向下移动C.将光屏向下移动(7)在上一步实验获得清晰的像后,小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前(如图乙),要使光屏上再次成清晰的像,可将蜡烛向____________ (左/右)移。
(8)如图,蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C,为在光屏上再次成清晰的像,则他应将光屏向左移动,光屏移动距离为s′______s(填“>”“=”或“<”)。
【答案】10.0下投影仪变小放大 B 左 >【解析】【详解】(1)[1]移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,凸透镜所在的位置是50.0cm,光屏所在的位置是60.0cm,那么凸透镜的焦距是60.0cm-50.0cm10.0cmf==(2)[2]从图2可以看到,光屏的位置过高,要使像成在光屏的中央,应将光屏向下调整;(3)[3]当烛焰距离凸透镜12cm处时,物距大于一倍焦距,小于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,移动光屏,这时会成倒立、放大的实像,生活中的投影仪就是利用这个原理制成的;(4)[4]根据凸透镜的动态成像规律可知,当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将变小;(5)[5]从图中可以看到,物距等于15cm,物距大于一倍焦距小于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,这个像是倒立、放大的实像;(6)[6]从图甲可以看到,像的位置偏上了,为了把像调整到光屏中央,应选将凸透镜向下移动,这样像会下移,重新在光屏中央,故选B;(7)[7]近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前,那么所成的清晰像会往右移动,要使光屏上再次成清晰的像,根据凸透镜的动态成像规律可知,要使光屏上再次成清晰的像,可将蜡烛向左移;(8)[8]当物距等于2f,此时像距也是2f,物像之距最小,当蜡烛由A处向左移动距离s到C 时,由于物体向2f处靠近,物像之距在减小,那么物体移动的距离s小于像移动的距离s′。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区,来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片,如图甲,感觉有点小,更换镜头站在原地又拍了一张,如图乙。
两次像的大小不同是何原因呢?他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的,为此,返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究:(1)如图丙,他先将f=10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处,再将蜡烛放在10cm 刻度处,移动光屏直到成清晰的像,此时光屏应在_____刻度范围内。
(2)基于实验目的,接下来他换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,移动光屏找到最清晰的像,此像大小比(1)中所成的像_____。
(3)依据(2)问的结论,他又联想到望远镜的物镜(凸透镜)和目镜(凸透镜)的焦距大小也不同,为了尽可能成更大更清晰的像,则f物_____f目,若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,此时所成像的大小_____不换位置时所成像的大小(均选填“>”“<”“=”)。
【答案】60﹣70cm 变小><【解析】【分析】【详解】(1)[1]当焦距为f=10cm,由图可知物距u=40cm,那么u>2f,此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即在60﹣70cm之间。
(2)[2]换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,焦距变小,相当于增大了物距,物距变大时实像会变小。
(3)[3] [4]望远镜的物镜相当于是照相机,成的是倒立、缩小的实像,为了使像更大一些,应增大焦距,望远镜的目镜相当于是放大镜,在物距不变的情况下,焦距越小,成的像越大,由于望远镜的长度不变,故为了成更大的像,应使f物>f目。
若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,由于在光的折射中,光路是可逆的,放大作用没有改变,此时所成像要小于不换位置时所成像的大小。
2.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
图甲中一束平行光射向凸透镜,光屏上得到一个最小、最亮的光斑(未画出)。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.探究凸透镜成像的规律。
(1)选取焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光屏,将它们置于光具座上。
点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在______;(2)当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时,调整光屏到______(填“A”、“B”或“C”)位置时,生活中的______(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个成像原理制成的;(3)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏位置对调,光屏上______(填“能”或“不能”)再次看到清晰的像。
若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间,还想在光屏上看到清晰的像,应将光屏适当______(填“靠近”或“远离”)凸透镜。
【答案】同一高度C投影仪能靠近【解析】【分析】【详解】(1)[1]为使烛焰的像成在光屏的中心,在做实验的过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度。
(2)[2]当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时,蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间,像会成在2倍焦距以外,所以光屏要调整光屏到C点。
[3]生活中的投影仪成像原理是物体在1倍焦距和2倍焦距之间,像在2倍焦距以外。
(3)[4]保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏位置对调,根据光路的可逆性光屏上仍能成清晰的像。
[5]若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间,光线通过凸透镜后会会聚一些,还想在光屏上看到清晰的像,就要让光屏靠近凸透镜。
2.如图所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛在光屏上成倒立、等大的像,则凸透镜的焦距为____ cm。
实验时,老师把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上烛焰的像变模糊了;接着,她可将蜡烛 _____(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,在光屏上又看到烛焰清晰的像,老师的视力缺陷是_____(选填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】10.0 远离近视眼【解析】【分析】【详解】[1]由图示可知物距为20.0cm,且此时所成的是倒立、等大的实像,那么2f=20cm,所以凸透镜的焦距f=10.0cm。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区,来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片,如图甲,感觉有点小,更换镜头站在原地又拍了一张,如图乙。
两次像的大小不同是何原因呢?他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的,为此,返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究:(1)如图丙,他先将f=10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处,再将蜡烛放在10cm 刻度处,移动光屏直到成清晰的像,此时光屏应在_____刻度范围内。
(2)基于实验目的,接下来他换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,移动光屏找到最清晰的像,此像大小比(1)中所成的像_____。
(3)依据(2)问的结论,他又联想到望远镜的物镜(凸透镜)和目镜(凸透镜)的焦距大小也不同,为了尽可能成更大更清晰的像,则f物_____f目,若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,此时所成像的大小_____不换位置时所成像的大小(均选填“>”“<”“=”)。
【答案】60﹣70cm 变小><【解析】【分析】【详解】(1)[1]当焦距为f=10cm,由图可知物距u=40cm,那么u>2f,此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即在60﹣70cm之间。
(2)[2]换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,焦距变小,相当于增大了物距,物距变大时实像会变小。
(3)[3] [4]望远镜的物镜相当于是照相机,成的是倒立、缩小的实像,为了使像更大一些,应增大焦距,望远镜的目镜相当于是放大镜,在物距不变的情况下,焦距越小,成的像越大,由于望远镜的长度不变,故为了成更大的像,应使f物>f目。
若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,由于在光的折射中,光路是可逆的,放大作用没有改变,此时所成像要小于不换位置时所成像的大小。
2.探究“凸透镜成像规律”实验时(1)小明在光具座上放置点燃的蜡烛、凸透镜、光屏情况如图所示,此时应______。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.在探究光的折射规律时,从水面上方看水中的物体变浅了.为了确定水中物体所成像的位置,某学习小组进行了如下探究:u/mm306090120150180v/mm23456790113134A.把一个小灯泡a放在水中某处,观察灯泡所成像的位置。
B.将另一个相同的小灯泡b放在水面上方,调整其位置,使它的像与灯泡a的像重合。
C.用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
(1)测量时,把刻度尺的零刻度线对准灯泡b,水面处对应的刻度如图甲所示,则灯泡b 到水面的距离为_____cm。
(2)灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等,理由是:_______(3)测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,则刻度尺在水面处的示数表示_________。
(4)某小组实验时,每次都从灯泡a的正上方观察,测得灯泡a到水面距离u和灯泡a的像到水面距离v的对应关系如上表所示。
根据表中数据,请在图乙坐标中描点作出v-u关系图线。
(___________)由图线可知,v与u成______(选填“正比”、“反比”)。
【答案】8.20 像与物到镜面的距离相等灯泡a的深度正比【解析】【详解】(1)[1]从图甲可以看到,灯泡b到水面的距离为8.20cm;(2)[2]根据平面镜的成像规律可知,灯泡b到水面的距离大小等于灯泡b的像到水面的距离,而灯泡b的像与灯泡a的像是重合的,所以灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等;(3)[3]测量时,如果直接将刻度尺竖直插入水中,使看到的零刻度线与灯泡a的像重合,因为光的折射,刻度尺的零刻度线真实位置应该是在灯泡a的位置,所以刻度尺在水面处的示数表示灯泡a的深度;(4)[4]根据表中数据,在坐标中描点作出v-u关系图线,如下图所示;[5]由图线可知,v与u成正比。
2.在探究“凸透镜成像规律”的实验中.(1)如图甲, 平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=_____cm.(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像素,此像的性质是_____的实像.若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至_____刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像.(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中____处能观察到烛焰的像.(4)如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是_____眼镜(近视/远视).【答案】10.0 倒立放大 40 B 近视【解析】【分析】【详解】(1)由图甲结合凸透镜焦点的定义可知,焦点到凸透镜的距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm,即凸透镜的焦距为f=10.0cm;(2)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,由成像规律知,凸透镜成倒立放大的实像,此时v=55cm-25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时u=16cm-10cm=6cm,u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;(4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,,说明延后成像了,即像距增大了,说明此透镜对光线有发散作用,故放置的是凹透镜,这种眼镜是用来矫正近视眼的.3.在学完凸透镜成像规律后,小滨选择了一块焦距未知的凸透镜,对凸透镜成像特点作了进一步探究.(1)为了测量凸透镜焦距,他让一束平行光正对射向该透镜,调节光屏位置直到光屏上得到一个_____的光斑,测得凸透镜的焦距是10cm.(2)为了使像能成在光屏的中央,应先调节好蜡烛和光屏的高度,使它们的中心跟凸透镜的中心大致在_____.(3)当把点燃的蜡烛和光屏移至图甲所示位置,光屏上_____(选填“能”或“不能”)成像.若把点燃的蜡烛向右移至光具座的35cm刻度时,向_____(选填“左”或“右”)移动光屏会得到一个倒立、_____的实像;_____就是利用这一成像规律工作的.此时,风一吹,烛焰向左偏,则光屏上成的像向_____偏.(4)细心的小滨发现实验时间一长,光屛上的像会向上移动,为了使像呈在光屏的中央,应将光屏向_____移动.(5)小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况,当人眼看清眼前30cm处的物体时,凸透镜的位置、形状如图乙所示.如果将物体移至眼前50cm处,保持透镜(晶状体)、光屏(视网膜)之间距离不变,则应该换上更_____(选填“薄”或“厚”)的凸透镜(凸透镜直径大小相同),才能在光屏上得到清晰的像.【答案】最小、最亮同一高度能右放大投影仪(幻灯机等)右上薄【解析】【分析】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距;(2)在实验中,为使像能成在光屏的中心,应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度;(3)凸透镜成像规律:物距小于焦距成正立放大虚像.应用是放大镜;物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像,像距大于二倍焦距;物距等于二倍焦距成倒立等大实像,像距等于二倍焦距;物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距;根据“物近像远像变大,物远像近像变小”判断光屏移动的方向并判断像大小的变化,凸透镜成像时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,投影仪等依据的是这一原理;凸透镜成像不仅左右相反、而且要上下相反;(4)凸透镜成的实像是倒立的,但过光心的光线传播方向不变,像与物体的变化方向恰好相反;(5)薄凸透镜的焦距大于厚凸透镜的焦距,然后根据凸透镜的成像规律进行分析解答.【详解】(1)让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑,这点是凸透镜的焦点;(2)为使像能成在光屏的中央,应调整凸透镜、光屏和烛焰,使三者的中心大致在同一高度处;(3)当把点燃的蜡烛和光屏移至图甲所示位置,此时u=v=2f,光屏上得到倒立、等大的实像;由“物近像远像变大”可知,当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的35cm刻度时,此时物距u=50cm﹣35cm=15cm,则f<u<2f,应向右移动光屏,会得到一个倒立、放大的实像,投影仪、幻灯机等就是利用这一成像规律工作的;由“凸透镜成像左右相反”可知,烛焰向左偏,则光屏上成的像向右偏;(4)蜡烛在燃放中不断缩短,向下移动,光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,可向上移动光屏;(5)由题意可知,物体远离凸透镜即物距变大时,像距不变,说明凸透镜的焦距变大,而薄凸透镜的焦距大于厚凸透镜的焦距,故更换的应是薄凸透镜.4.在“探究凸透镜成像的规律”实验中:(1)实验前,必须在光具座上将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到___________;(2)图甲中的凸透镜相当于眼睛的晶状体,光屏相当于眼睛的___________;(3)正确安装并调节好实验装置后,小芳同学在图甲所示的光屏上看到了烛焰清晰的像,则她看到的是___________(填“倒立”或“正立”)、___________(填“放大”或“缩小”)的实像;(4)若保持蜡烛和凸透镜的位置不变,把光屏向右移动一小段距离后,要想在光屏上再次得到清晰的像,可在蜡烛与凸透镜之间放一个焦距合适的___________(填“近视”或“远视”)眼镜;(5)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进,将蜡烛换成“F”形的LED灯,并在光屏上贴方格纸,如图乙所示,请写出改进后的装置的一个优点:_________________;(6)为了方便从不同角度观察光屏上的像,光屏应选用较___________(填“粗糙”或“光滑”)的白色硬纸板。
【答案】同一高度视网膜倒立缩小近视实验现象更明显、便于观察、减少了污染等粗糙【解析】【分析】【详解】(1)[1]实验前,必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度处,这样烛焰的像才能成在光屏的中心。
(2)[2]眼睛看物体时,晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏。
(3)[3][4]由图知,像距小于物距,此时成倒立、缩小的实像。
(4)[5]把光屏向右移动一小段距离,要想在光屏上再次得到淸晰的像,应使像向右移动,则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜,近视眼镜是一个凹透镜。
(5)[6]蜡烛换成LED灯的优点:实验现象更明显、便于观察、减少了污染等;光屏换成带有方格光屏的优点:便于比较像的大小。
(6)[7]为了方便从不同角度观察光屏上的像,应该使光线发生漫反射,即光屏应选用较粗糙的白色硬纸板。
5.做“探究凸透镜成像规律”的实验。
如图所示,一束平行光射向凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,该凸透镜的焦距是____________cm。
(1)点燃的蜡烛、凸透镜、光屏三者在光具座上的位置如图之所示,则烛焰的像将成在光屏的_______(选填“上方”或“下方”);(2)调整好蜡烛的高度后,图乙中烛焰在光屏上成一清晰的像(未画出),则该像是倒立、______的实像;(3)图乙中,若把蜡烛移到42cm刻度线处,此时需要在A点处向______(选填“左”或“右”)观察,才能看到烛焰的像。
【答案】10 上方放大左【解析】【分析】【详解】[1]一束平行光射向凸透镜,在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,即凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距,如图甲所示,该凸透镜的焦距f=40cm-30cm=10cm(1)[2]如图乙所示,蜡烛焰心、透镜、光屏三者的中心不在同一高度上,蜡烛焰心低于透镜、光屏的中心,光线经凸透镜折射后成像在光屏的上半部分。
(2)[3]如图乙所示物距小于像距,且在光屏上能够得到实像,故此时物距大于一倍焦距且小于两倍焦距,在光屏上成倒立、放大的实像。
(3)[4]若把蜡烛移到42cm刻度线处,此时物距u=50-42cm=8cm此时物距小于一倍焦距,在光屏上成正立、放大的虚像,光屏承接不到,只能在凸透镜的右侧看向凸透镜才能看到像,即此时需要在A点处向左观察,才能看到烛焰的像。
6.探究凸透镜成像的规律:(1)实验所用凸透镜的焦距为10cm。
某次实验情形如图甲所示,此时光屏上恰好得到烛焰清晰的像,则物距u=______cm,烛焰的像应为图乙中的______,生活中的______就是利用这一原理工作的。
(2)在图甲所示实验情形下,紧靠凸透镜加放另一透镜,发现光屏上的像变模糊。