朝阳物理光的折射 透镜单元测试与练习(word解析版)
- 格式:doc
- 大小:526.00 KB
- 文档页数:11
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.学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验,发现像的大小不同,亮度也不一样.(1)关于像的亮度与哪些因素有关,他们提出以下猜想;猜想1:与小孔到光屏的距离有关;猜想2:与小孔的形状有关:猜想3:与小孔的大小有关:①类比利用太阳光测凸透镜焦距时,光屏从焦点处远离透镜过程中,光斑越大越暗的现象,可判断猜想1是________的.②验证猜想2时,固定烛焰、纸筒和光屏的位置,更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验,分别观察比较所成像的亮度.他们实验中存在的问题是________.③为验证猜想3,固定烛焰、小孔和光屏位置,只改变圆孔直径,观察到的现象如下表:圆孔的直径/mm小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0像的清晰度清晰清晰清晰清晰清晰清晰像的明亮程度……逐渐变亮实验现象表明:在小孔成像清晰时,________.(2)学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究,如图丙所示:①在纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是________.②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,所成的像都与b、c 两孔处三棱镜所成的像重合,则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________(选填“大”或“小”)③若只用a孔替代凸透镜,在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度________,像的大小________.【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大,亮度越亮 C 小更暗不变【解析】【分析】【详解】(1)①根据题意知道,当光屏从焦点处远离透镜过程中,出现光斑越大越暗的现象,则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关,故可判断猜想1是正确的;②要探究像的亮度与小孔的形状的关系,则需要控制孔的大小不变,只改变形状,而图乙中既改变了孔的形状,也改变孔的大小,所以此过程中存在的问题是:没有控制小孔的大小相等;③分析表格的实验数据知道:在小孔成像清晰时,小孔越大,像的明亮程度越亮.(2)①光屏上原本三个像,在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像,说明该经过透镜组折射后把三个像重叠在一起,那么三棱镜组合相当于凸透镜的作用,所以C选项中的组合合理;②根据凸透镜对光线的作用,平行于主光轴,越靠近光心的光线经折射后汇聚于凸透镜的焦点其偏折程度小,所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小.③若只用a孔替代凸透镜,平行于主光轴的光线经透镜折射后在光屏上成像,但要损失一部分能力,所以在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度变暗,但大小不变;2.在探究凸透镜成像规律的实验中,黄汉首先测量了两个凸透镜的焦距,他设计了如下的表格:1焦距f/mm 2焦距f/mm3焦距f/mm4焦距f/mm5焦距f/mm平均焦距f/mm凸透镜1凸透镜2(1)测量凸透镜焦距的实验原理是利用凸透镜对光有______(选填“会聚”或“发散”)作用。
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.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.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.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“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。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.小明用如图所示的装置探究“凸透镜成像规律”:(1)根据图甲可知该凸透镜的焦距是_____cm;(2)实验前,小明调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在_____,目的是使烛焰的像成在光屏的中央;(3)小明将蜡烛放到图乙所示的位置,光屏上得到了一个倒立的、_____的实像(选填“放大”或“缩小”),这一成像规律应用在_____(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)上;(4)实验过程中蜡烛越烧越短,则光屏上烛焰的像将向_____移动,小明应把凸透镜向_____移动,就可以再次使烛焰的像成在光屏的中央。
(两空均选填“上”或“下)【答案】10.0 同一高度缩小照相机上下【解析】【分析】【详解】(1)[1]一束平行光照到凸透镜上,在左边的光屏上得到最小最亮的点即为凸透镜的焦点,焦点到凸透镜的距离即为焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm(2)[2]在探究“凸透镜成像规律”实验中,为了使烛焰的像成在光屏的中央,实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
(3)[3][4]将蜡烛放到图乙所示的位置,蜡烛在两倍焦距以为,且物距大于像距,在光屏上得到一个倒立、缩小的实像,照相机是根据这一原理工作的。
(4)[5][6]实验过程中蜡烛越烧越短,此时像呈现在光屏的上半部分,为了使烛焰的像重新成在光屏的中央,应将凸透镜向下移动。
2.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距是10cm,按照实验要求安装好实验器材,如图所示。
(1)点燃蜡烛,当蜡烛、凸透镜在图所示位置时,移动光屏,在光屏上______ (选填“能”或“不能”)得到清晰的像。
(2)保持凸透镜位置不变,将光屏移回至50cm刻度处,把蜡烛移至15cm刻度处后,再将光屏向________ (选填“左”或“右”)移动到适当位置,能在光屏上得到清晰的__________(选填“正立”或“倒立”)、______ (选填“放大”或“缩小”)的像。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验,发现像的大小不同,亮度也不一样.(1)关于像的亮度与哪些因素有关,他们提出以下猜想;猜想1:与小孔到光屏的距离有关;猜想2:与小孔的形状有关:猜想3:与小孔的大小有关:①类比利用太阳光测凸透镜焦距时,光屏从焦点处远离透镜过程中,光斑越大越暗的现象,可判断猜想1是________的.②验证猜想2时,固定烛焰、纸筒和光屏的位置,更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验,分别观察比较所成像的亮度.他们实验中存在的问题是________.③为验证猜想3,固定烛焰、小孔和光屏位置,只改变圆孔直径,观察到的现象如下表:圆孔的直径/mm小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0像的清晰度清晰清晰清晰清晰清晰清晰像的明亮程度……逐渐变亮实验现象表明:在小孔成像清晰时,________.(2)学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究,如图丙所示:①在纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是________.②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,所成的像都与b、c 两孔处三棱镜所成的像重合,则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________(选填“大”或“小”)③若只用a孔替代凸透镜,在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度________,像的大小________.【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大,亮度越亮 C 小更暗不变【解析】【分析】【详解】(1)①根据题意知道,当光屏从焦点处远离透镜过程中,出现光斑越大越暗的现象,则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关,故可判断猜想1是正确的;②要探究像的亮度与小孔的形状的关系,则需要控制孔的大小不变,只改变形状,而图乙中既改变了孔的形状,也改变孔的大小,所以此过程中存在的问题是:没有控制小孔的大小相等;③分析表格的实验数据知道:在小孔成像清晰时,小孔越大,像的明亮程度越亮.(2)①光屏上原本三个像,在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像,说明该经过透镜组折射后把三个像重叠在一起,那么三棱镜组合相当于凸透镜的作用,所以C选项中的组合合理;②根据凸透镜对光线的作用,平行于主光轴,越靠近光心的光线经折射后汇聚于凸透镜的焦点其偏折程度小,所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小.③若只用a孔替代凸透镜,平行于主光轴的光线经透镜折射后在光屏上成像,但要损失一部分能力,所以在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度变暗,但大小不变;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。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.小明同学做“探究凸透镜成像规律”的实验,他根据收集的数据作出如图甲所示的图像:(1)由图像可知,小明同学使用的凸透镜的焦距为___________cm。
(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时,小明应该如何观察烛焰的像?_________________________。
(3)实验过程中,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,调皮的明明把近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间,如图乙所示,小明发现光屏上烛焰的像变模糊了,此时他应该把光屏向_______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,才能得到清晰的烛焰的像。
故答【答案】:(1)10;(2)在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像;(3)远离【解析】(1)由图象可知,u=v=2f=20cm,所以凸透镜的焦距是10cm;(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时,有图可知此时u=5cm 物体处于1倍焦距以内,故此时应该在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像;(3)近视眼镜是凹透镜,由于凹透镜对光线有发散作用,所以当小明把自己的近视眼镜靠近凸透镜时,像会聚在光屏的后方,这样像距会增大,因此在光屏上要得到清晰的像,应把光屏向远离透镜的方向移动。
2.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_____。
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.在做“观察水的沸腾”实验,用所学知识回答下面问题:(1)甲、乙、丙三个实验小组的同学用相同规格的实验器材如图装置进行实验.三组同学都根据自己的实验数据描绘了图象(如图),其中______(填a、b、c中的两个)两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况.由图象还可以判断水面上方的气压_____(填“大于”“等于”或“小于”)一个标准大气压.(2)在光具座上,蜡烛、凸透镜、光屏三者位于如图所示位置时,光屏上出现蜡烛清晰的像.当不移动凸透镜,只将蜡烛和光屏平位置互换,则光屏上________(填“能”或“不能”)收集到蜡烛的像.【答案】a、b 小于能【解析】【详解】(1)根据图2可知,a、b、c沸点相同,其中a、b初温相同,到沸腾时的时间不同,则两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.小明同学做“探究凸透镜成像规律”的实验,他根据收集的数据作出如图甲所示的图像:(1)由图像可知,小明同学使用的凸透镜的焦距为___________cm。
(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时,小明应该如何观察烛焰的像?_________________________。
(3)实验过程中,保持蜡烛和凸透镜的位置不变,调皮的明明把近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间,如图乙所示,小明发现光屏上烛焰的像变模糊了,此时他应该把光屏向_______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,才能得到清晰的烛焰的像。
故答【答案】:(1)10;(2)在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像;(3)远离【解析】(1)由图象可知,u=v=2f=20cm,所以凸透镜的焦距是10cm;(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时,有图可知此时u=5cm 物体处于1倍焦距以内,故此时应该在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像;(3)近视眼镜是凹透镜,由于凹透镜对光线有发散作用,所以当小明把自己的近视眼镜靠近凸透镜时,像会聚在光屏的后方,这样像距会增大,因此在光屏上要得到清晰的像,应把光屏向远离透镜的方向移动。
2.在探究凸透镜成像规律的实验中,黄汉首先测量了两个凸透镜的焦距,他设计了如下的表格:1焦距f/mm2焦距f/mm3焦距f/mm4焦距f/mm5焦距f/mm平均焦距f/mm凸透镜1凸透镜2(1)测量凸透镜焦距的实验原理是利用凸透镜对光有______(选填“会聚”或“发散”)作用。
此实验进行了多次测量,目的是______;(2)测出焦距后,黄汉选用了凸透镜1进行探究凸透镜成像的实验,分别进行了图(a)(b)、(c)图所示的实验。
请回答:①u表示______;②照相机是属于种______情形。
投影仪是属于______种情形能成虚像的是______种情形;[选填“(a)”“(b)”或“(c)”]③比较(a)、(b)两图,(a)图成的像比(b)图成的像______(选填“大”或“小”)。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.某同学利用图示装置来研究凸透镜成像.(1)如图所示,当凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰的像,成的是________(正立/倒立)的像.蜡烛燃烧一段时间后,烛焰的像将位于光屏中心的________方;(2)在保持(1)中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处(图中未标出),光屏上再次成清晰的像,成的是________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像;(3)在上述探究活动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,如图所示,则该透镜焦距f________ L(选填“>”、“<”或“=”),透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=________(用L0、L表示).(4)当光屏上呈现清晰的像时,保持发光体“F”和凸透镜位置不变,取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,你可观察到的现象有________.【答案】倒立上缩小<L0-2L相比原来暗【解析】(1)除了作为放大镜的作用外,凸透镜所成的像都是倒立的实像,蜡烛燃烧一段时间后高度减小,由于所成像是倒立的,烛焰的像将位于光屏中心的上方;(2)凸透镜向右移动直到再次成清晰的像时,物距必将大于两倍的焦距,所成像为缩小、倒立的实像;(3)在A点时,成放大、倒立的实像,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,即f;在B 点时,成倒立、缩小的实像,由于光屏和蜡烛位置不变,则A点时的物距和B点时的像距长度相等,所以A、B间距离为L0-2L.(4)用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,经凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比,比原来暗.故答案为(1). 倒立上 (2). 缩小 (3). <L0-2L (4). 相比原来暗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.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,器材安装合理,实验操作规范。
在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
(1)这个像是倒立、_____的实像(选填“放大”或“缩小”),它的成像原理与_____(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同。
(2)若保持蜡烛位置不变,将凸透镜向右移动 5cm,则为了能在光屏上再成清晰的像,应将光屏向右移动_____(选填“小于、等于”或“大于”)5cm,此时像的大小比刚才的像要_____一些(选填“大”或“小”)。
(3)小明为了研究近视眼的成因,在凸透镜左侧附近放置一近视眼镜(图中未画出),这时需要将光屏向_____(选填“左”或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
【答案】缩小照相机小于小右【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由图可知,成像时,像距小于物距,所以成一个倒立、缩小的实像;照相机就是利用这个原理制成的。
(2)[3][4]将凸透镜向右移动5cm,物距变大,导致像变小,像距也变小,所以光屏向右移动的距离小于5cm。
(3)[5]近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,所以戴上近视眼镜能使像向后移动,所以要想成清晰的像,就要让光屏向右移动。
4.小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中,所用的实验器材有:光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等:次数1234567物距u/cm14161820222426像距v/cm35272220181716(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度上的目的是___;(2)记录的实验数据如表所示,请在方格纸上画出像距与物距的关系图像;(______)(3)根据图像可得出的结论:______________;(4)根据表格数据或图像可知当蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时,像的移动速度____(选填“大于”“小于”或“等于”)蜡烛移动速度。
【答案】使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小得越来越慢大于【解析】【分析】【详解】(1)[1]使它们的中心大致在同一高度上的目的是使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心。
(2)[2]根据表中的数据,物距是横轴,像距是纵轴,在表格纸上描点,如下图所示。
(3)[3]从图像可以看到,凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小,这个减小速度是越来越慢。
(4)[4]从图像可以看到,相同时间内,蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时,像距的大小大于物距的大小,那么根据svt可知,像的移动速度大于蜡烛移动速度。
5.小莉同学用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的像,若保持蜡烛和光屏的位置不变,移动透镜至______cm处,光屏上能再次呈现清晰的像;(2)实验中将凸透镜从图甲处逐渐远离蜡烛,物距u随时间t的变化图像如图乙所示,则如图丙所示的图像中,像距v随时间t的大致变化图像正确的是______;(3)如图丁所示,保持蜡烛的位置不变,移动透镜至16 cm处,人眼能观察到蜡烛的像,像是图戊中的____ (选填“A”“B”“C”或“D”)。
【答案】40 C D【解析】【分析】【详解】(1)[1]如图甲所示时,物距小于像距,当2f u f <<,成倒立放大的实像,当2u f >,应用是照相机;而且此时15cm u =,像距30cm v =;若保持蜡烛和光屏位置不变,光屏上能再次呈现清晰的实像,根据折射现象中光路可逆,需要移动透镜至40cm 刻线处。
(2)[2]当物距大于焦距时凸透镜成的是实像;将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,当物体在一倍焦距到二倍焦距之间移动时,像距变化大于物距变化;当物体在二倍焦距以外移动时,像距变化小于物距变化。
即像距先减小得快,后减小得慢。
故图象为C 图。
(3)[3]凸透镜焦距为10cm ,使蜡烛位置不变,移动透镜至16cm 刻度线处,u =6cm ,小于焦距,物距小于焦距成正立放大虚像,像是图戊中的D 。
6.小明同学利用如图甲所示的实验装置,进行“探究凸透镜成像规律”的实验,小明将凸透镜放在光具座50cm 刻度处,蜡烛放在光具座10cm 刻度处。
点燃蜡烛进行实验,依次改变蜡烛的位置,移动光屏,直到找到清晰的蜡烛的像,记录的数据如下表。
(1)在1—6次实验中,所成的像都是倒立的实像,且随着像距的变大,所成的像______(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)根据表格中的数据,小明也可得出:凸透镜的焦距是______ cm 。
(3)如图乙所示,ab 是光源S 经平面镜反射后的反射光线,并经过凸透镜的焦点F ,S '是光源S 在平面镜中的像,请利用平面镜的成像特点确定光源S 的位置,并完成反射光线ab 的入射光线和经凸透镜后的折射光线(________) 次数1 2 3 4 5 6 物距40 35 30 25 20 15(cm)像距13.5141516.72030(cm)【答案】变大 10【解析】【分析】本题考查凸透镜成像规律,平面镜的光源作图及凸透镜三条特殊光线的作法。
【详解】(1)[1]通过实验可知,当物距变小时,像距变大,成像会变大。
(2)[2]由第5次数据知,u=v=20cm即u=2f=20cm所以凸透镜的焦距f=10cm(3)[3]根据平面镜的成像规律,物与像的连线与镜面垂直,先经S'作镜面的垂线,再由物和像与镜面距离相等,确定光源S的位置;由反射光线可以确定光在镜中的入射点,连接入射点与光源S,再在线上标出指向镜面的箭头,即为入射光线;反射光线ab经焦点后射向凸透镜,其折射光线平衡于主光轴。
如图。
【点睛】光线的综合作图,需根据光的各个规律,逐一完成。
本题先根据平面成像规律完成平面镜作图,再根据凸透镜的三条特殊光线作出折射光线。
7.在某次光学实验活动中,小明做了如下两个实验:(1)探究“凸透镜成像规律”的实验如图甲所示。
①蜡烛放在A点,移动光屏直到光屏上出现最清晰的像,利用此成像原理可以制成________;②保持蜡烛位置不变,小明将自己的近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间,并靠近凸透镜,若想在光屏上再次得到清晰的像,小明应该向_______(填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏;③小明又把蜡烛放在B点,继续观察蜡烛所成的像,此时眼睛应在_______(填“蜡烛一侧”或“光屏一侧”)观察;(2)探究“平面镜成像特点”的实验如图乙所示。
①在水平桌面上平铺一张大白纸,玻璃板应______放置;②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,再拿支外形相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。
两支蜡烛外形相同是为了验证像与物____________;③多次实验后,小明将数据记录在表格中。
分析表中数据可以得出平面镜成像时,像与物______。
次数蜡烛到玻璃板的距离/cm像到玻璃板的距离/cm110102151532020【答案】照相机远离光屏一侧垂直的大小关系到平面镜的距离相等【解析】【分析】【详解】(1)[1]从图甲可以看到,物距大于像距,光屏上出现最清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,这是成倒立缩小的实像,利用此成像原理可以制成照相机。