八年级物理光的折射 透镜单元练习(Word版 含答案)
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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.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.小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,光屏上会得到一个清晰的倒立、______的实像,如果在凸透镜前放一个近视镜,小丽需要向______(填“左”或“右”)移动光屏才能看到烛焰清晰的像;(2)如图乙所示,一条平行于凹透镜主光轴的光线,经凹透镜和凸透镜折射后恰好经过A 点,请在图中画出经过两透镜后的折射光线______。
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.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.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”)。
【答案】会聚减小误差物距(a)(b)(c)小【解析】【分析】【详解】(1)[1]凸透镜对光有会聚作用,平行于主光轴的光线经过凸透镜后会会聚到焦点上,据此能测量出焦距。
[2]实验进行了多次测量取平均值,目的是为了减小误差。
(2)[3]由图可知,u是指蜡烛到透镜的距离,其表示的是物距。
[4][5][6]由图(a)可知,物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;由图(b)可知,物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,其应用是投影仪;由图(c)可知,物距小于焦距,成正立、放大的虚像。
[7]从(a)到(b)的过程中,物距变小,像距变大,像变小,所以(a)图成的像比(b)图成的像小。
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.如图所示,张沐同学在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。
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f==60.0cm-50.0cm10.0cm(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.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,小明和小红同学进行了如下实验:(1)按如图甲所示操作,测出本实验所用凸透镜的焦距为______cm。
(2)调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示,发现光屏上得到一个倒立、______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像,生活中的______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理。
(3)保持图乙中凸透镜的位置不变,当蜡烛向左移动到10cm时,应该向左移动光屏______cm(等于10,小于10 ,大于10),才能再次得到清晰的像。
(4)步骤3中如果不移动光屏也可以在蜡烛和透镜之间加上一个适当______(凸透镜,凹透镜),也能再次得到清晰的像。
【答案】10.0放大投影仪大于10凹透镜【解析】【分析】【详解】(1)[1]焦距为焦点到光心的距离,由图甲得,实验所用凸透镜的焦距为10.0cm(刻度尺的读数要注意估读到分度值下一位)。
(2)[2][3]由乙图得此时物距在意倍焦距到两倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
投影仪利用这样的原理成像。
(3)[4]保持图乙中凸透镜的位置不变,当蜡烛向左移动到10cm时,成缩小的实像,像位于60cm~70cm间,所以应该向左移动光屏大于10cm,才能再次得到清晰的像。
(4)[5]步骤3中如果不移动光屏也可以在蜡烛和透镜之间加上一个适当的凹透镜也能再次得到清晰的像。
因为凹透镜具有发散作用,能使像重新呈现在光屏上。
2.如图所示,请回答下列问题:(1)如图甲所示,一束平行光通过凸透镜在光屏上形成一个最小最亮的光点。
若用此凸透镜探究凸透镜成像规律,在乙图的基础上将蜡烛移至20cm刻度线处,则应将光屏______(选填“远离”或“靠近”)凸透镜,再次在光屏成倒立、______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;(2)在乙图的基础上,保持蜡烛、凸透镜位置不动,在蜡烛和凸透镜之间放置______(选填“远视镜"或“近视镜”),将光屏远离后,会再次在光屏成清晰的像;(3)如果将凸透镜换成平面镜,保持蜡烛与平面镜的距离不动,移动光屏到合适位置,______(选填“能”或“不能")在光屏成清晰的像。
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f==60.0cm-50.0cm10.0cm(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.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.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。
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.如图所示,张沐同学在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)当蜡烛位于图中B处时,移动光屏到D处,观察到光屏上呈现清晰的像,此时像和物大小相等,则该凸透镜焦距为______cm;(2)张沐同学把蜡烛移到A处,屏上的像变模糊,要使像变清晰,光屏应向______(选填“左”或“右”)适当移动,此时光屏上的像应该是倒立、______的实像;(3)在上述(2)操作的基础上,老师取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像又变得模糊,张沐同学发现当光屏向左移动适当距离后像又清晰。
由此可知,老师所戴的眼镜是______透镜,它对光线有______作用;(4)随着实验的进行,蜡烛变短,为了使像仍成在光屏中央,此时最合理的办法是______。
【答案】10.0 左缩小凸会聚向上调蜡烛【解析】【详解】(1)[1]像和物大小相等,根据凸透镜的成像规律可知,物距和像距大小都等于两倍焦距,而物距是20.0cm,那么该凸透镜焦距为10.0cm。
(2)[2]张沐同学把蜡烛移到A处,这时物距大于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,像距在一倍焦距与两倍焦距之间,即所成的清晰像在60.0cm到70.0cm之间,那么光屏应向左适当移动。
[3]由上述可知,物距大于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律,此时光屏上的像应该是倒立、缩小的实像。
(3)[4][5]假设老师所戴的眼镜是凹透镜,凹透镜的作用是把光线发散,那么蜡烛的光经过凹透镜后会发散,再经过凸透镜,最后所成的清晰像在光屏的后方,但是题中是把光屏往左移动得到清晰的像,这与题意不符合,所以老师戴的不是凹透镜;假设老师所戴的眼镜是凸透镜,凸透镜的作用是把光线会聚,那么蜡烛的光经过凸透镜后会会聚,再经过凸透镜,最后所成的清晰像在光屏的前方,题中是把光屏往左移动得到清晰的像,这与题意相符合,所以老师戴的是凸透镜。
凸透镜对光线有会聚作用。
(4)[6]随着实验的进行,蜡烛变短,烛焰会向下移动,为了使像仍成在光屏中央,烛焰、凸透镜的光心、光屏的中心应在同一高度,此时最合理的办法是向上调蜡烛。
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。
【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】【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。
4.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。
5.小明用同一光源做了下几个学实验,请回答下列问题:(1)实验1,在探究凸镜成像规律的实验中,发现像成在光屏的上方,如图所示,要使像成在光屏中,应向______(选填“上”或“下”)调节凸透镜:调好后,发现光屏上的像与光源等大,则凸透镜的焦距为______cm;(2)实验2:如果利用实验1的装置,光源位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置带小孔的光板,若还想承接与光源等大的像,光屏应该______(选填“左移”、“右移”或“不动”),此时成的像与实验1成的像相比______(选填“较亮”、“较暗”或“一样亮”);(3)实验3:如果利用实验1的装置,光源及光屏位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板(不考虑玻璃板厚度),在光源一侧透过玻璃板观察,能否在光屏位置看到像:______(选填“能”或“否”);此时成的像与实验1成的像在哪个方面有区别:______(选填“正倒”、“大小”或“完整度”)。
【答案】下 10.0(或10)不动变暗能正倒【解析】【分析】【详解】(1)[1]在探究凸镜成像规律的实验中,发现像成在光屏的上方,此时应该将光屏下移,使三者中心大致在同一高度,能够使像呈现在光屏中央。
[2]如图所示,物距像距都为20cm,发现光屏上的像与光源等大,即此时物距等于像距等于两倍焦距,即u=v=2f=20cm解得f为10cm,即凸透镜的焦距为10.0cm(或10cm)。
(3)[3]小孔成像时,要想光屏上承接与光源等大的像,则物距应该等于像距;光源位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置带小孔的光板,即光屏应该保持不动。
[4]实验1是凸透镜成像,其原理是光的折射,将光线会聚;实验2是小孔成像,其原理是光在同种均匀介质中沿直线传播,成像光线没有实验1的多,所以成的像与实验1成的像相比较暗一些。
(5)[5]光源及光屏位置不变,取下凸透镜,在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板,探究的是平面镜成像特点的实验,平面镜成的像是虚像,只能在光源一侧透过玻璃板观察才能看得到。
[6]实验1中成的是倒立、等大的实像,平面镜成的是正立、等大的虚像,所以它们在正倒、虚实方面有区别。
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。
保持蜡烛和凸透镜的位置不变,只将光屏向右移动又重新得到清晰的像,则所加的透镜为______。
【答案】30 C 照相机凹透镜【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图甲可知,凸透镜在50cm刻度处,蜡烛在20cm刻度处,则物距u=50cm-20cm=30cm[2][3]由图可知,物距大于像距,且光屏上成清晰的像,此时成的是倒立、缩小的实像,所以烛焰的像应该是图乙中的C,生活中照相机是利用这一原理工作的。
(4)[4]保持蜡烛和凸透镜的位置不变,只将光屏向右移动又重新得到清晰的像,即相对于没加透镜之前像距变大了,说明成像光线被扩散了,所以加的透镜为凹透镜。
7.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:(1)如图甲,平行光正对凸透照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是______的实像(选填“放大”或“缩小”),若保持烛和光屏位置不变,移动镜至______ cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像;(2)课后,小丽和小明又尝试,当他们相距2m,通过同一块焦距为15cm的凸透镜观看对方,小明好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像,如图丙,则下列说法中不正确的是__________;A.此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内B.若图片中小丽将透镜水平向右移动一定距离,小明看到正立的像可能变大C.小丽从透镜中看不到小明的像D.小丽从透镜中看到小明倒立缩小的像【答案】放大 40 D【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图甲可知凸透镜的焦距为10.0cm,图乙中物距为15cm,在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,所以成一个倒立、放大的实像;[2]若保持烛和光屏位置不变,根据光路的可逆性,将物距和像距互换,可以成一个倒立、缩小的实像,即将物距变为30cm,也就是要将凸透镜移到40cm刻度处。