7.2.6.2實驗：探究凸透鏡成像規(guī)律（解析版）

第2課時實驗：探究凸透鏡成像規(guī)律基礎聚焦1、如圖所示,燭焰在光屏上成清晰的像。當把蠟燭向左移動一段距離,要在光屏上再次成一個清晰的像,應該（▲）A、保持凸透鏡不動,光屏向左移B、保持凸透鏡不動,光屏向右移C、保持凸透鏡和光屏都不動D、以上說法都不對【答案】A【解析】掌握凸透鏡成像的規(guī)律，根據成實像時，物近像遠像變大的特點進行分析?！痉治觥客雇哥R成像規(guī)律是光學的難點，在平時學習中要熟練掌握成像特點與物距、像距的關系，此題應用成實像時，物近像遠像變大的特點分析很簡單?！驹斀狻坑深}意知，物距小于像距，此時成倒立放大的實像；當把蠟燭向左移動一段距離，根據成實像時，物近像遠像變大的特點，可知，為了能在光屏上得到清晰的像，保持凸透鏡位置不變，光屏應該向左移動。故選：A。2、為了在光屏上得到一個與物體大小相等的像,應使用哪種光具（▲）A、平面鏡B、凹面鏡C、凸透鏡D、小孔【答案】C【解析】【分析】【詳解】略3、凸透鏡成像時,下列說法中不正確的是（▲）A、實像總是倒立的,虛像總是正立的B、實像總是縮小的,虛像總是放大的C、實像可成在光屏上,虛像不能成在光屏上D、實像是由實際光線會聚而成的,而虛像不是由實際光線會聚而成的【答案】B【解析】本題考查實像和虛像的定義。實像是實際光線會聚成的像，虛像不是實際光線會聚成的，而是實際光線的反向延長線會聚成的；實像可以用光屏接收到，虛像不能光屏接收到；實像都是倒立的，虛像都是正立的，且實像和虛像都能用眼睛觀察到?！痉治觥窟@是考查對實像和虛像定義的理解，請同學們理解好小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成的各種像的原理。【詳解】本題主要考查凸透鏡成像時實像與虛像有區(qū)別，實像是由實際光線會聚的，總是倒立的，可以成在光屏上，凸透鏡所成的實像有放大、縮小及等大的，虛像則不是由實際光線會聚的，總是正立的，不能成在光屏上，且只有放大的。A、凸透鏡成的實像都是倒立的，虛像都是正立的，故A正確；B、凸透鏡可以成放大、縮小和等大的實像，只能成放大的虛像，故B錯誤；C、實像可成在光屏上，虛像不能成在光屏上，故C正確；D、實像是由實際光線會聚而成的，虛像是由折射光線的反向延長線相交形成的，故D正確。故答案為：B。4、如圖所示是王亞平太空授課做水球透鏡實驗時的情景,通過水球可以看到她的像。下列說法正確的是（▲）A、物像在透鏡同側B、物距小于一倍焦距C、成的是虛像D、將透鏡遠離人,像會變小【答案】D【解析】凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立縮小的實像；凸透鏡成實像時，物距變大，像距減小，像變小。【分析】根據物距和像距的關系，判斷凸透鏡成像性質和應用，是一種常用的方法，一定要熟練掌握?！驹斀狻扛鶕D示可知，像為倒立、縮小的實像，此時的物距應大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距焦距之間，像與物體在凸透鏡的兩側；那么水球相當于凸透鏡，照相機（或攝像機等）就是利用這一成像原理，將透鏡遠離人，物距變大，像距變小，像會變小，故ABC錯誤，D正確。故選：D。5、一個物體在凸透鏡前20cm處時,在透鏡另一側上成一個倒立、縮小的實像,則該凸透鏡的焦距符合（▲）A、10cm＜f＜20cmB、f＞10cmC、f＜10cmD、f＞20cm【答案】C【解析】凸透鏡成實像時：u＞2f,成倒立縮小的實像；利用題中給出的物距數值與焦距建立不等式，解出焦距滿足的條件?！痉治觥看祟愵}先根據題干中給出的像的性質，找出物距和焦距的不等式關系，解出焦距符合的條件，從選擇項中選出正確答案。【詳解】物體放在離凸透鏡20cm處，成一個縮小、倒立的實像，所以u=20cm＞2f,f＜10cm，故選C。6、某同學用光具座做凸透鏡成像實驗時,蠟燭的像成在光屏的下方。為了使像能成在光屏的中央,下列操作可達到目的的是（▲）A、將蠟燭往下移B、將蠟燭往上移C、將凸透鏡往下移D、將光屏往上移【答案】A【解析】要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的特點，知道凸透鏡在光屏上成的是倒立的實像。像與物的上與下正好相反。【分析】此題主要考查了凸透鏡成像的特點，要理解凸透鏡成倒立實像的意義?！驹斀狻客雇哥R成像時，在光屏上形成倒立的實像。用光具座做凸透鏡成像實驗時，蠟燭的像成在了光屏下方，為了使蠟燭的像能成在光屏中央，蠟燭應相對于凸透鏡向下移。所以可以將蠟燭向下移，或將凸透鏡向上移，或將光屏向下移。故選：A。7、小寧把燭焰先后放在如圖所示凸透鏡左邊的a、b、c、d和e點,同時調整光屏,則：(1)當燭焰在a位置時,移動光屏找到像、此時屏上成的是一個▲的▲像(2)移動燭焰位置,當光屏上出現一個倒立、放大的實像時,燭焰的位置可能在圖中▲點。(3)無論怎樣移動光屏,光屏上都不出現燭焰的像,則燭焰的位置可能在圖中▲點,此時眼晴透過凸透鏡朝▲看,可看到一個▲的▲像。(4)把燭焰從a點移到d點的過程中,像到透鏡的距離▲,像的大小▲(均選填“變大”“變小”或“不變”)?！敬鸢浮浚?）倒立、縮?。粚?；（2）c、d；（3）e；燭焰；正立、放大；虛；（4）變大；變大【解析】【分析】【詳解】略8、小金用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗,裝置如圖所示：(1)實驗過程中,當蠟燭距凸透鏡18cm時,移動光屏至某一位置,能在光屏上得到一個等大清晰的像,則該凸透鏡的焦距是▲cm。(2)實驗過程中,不小心將一小片不透明的物質粘在凸透鏡上,則光屏上的像▲(填字母)。A、像是完整的,像的大小不變B、像是完整的,像的大小變小C、像是不定整的,像中間有一個黑點D、像是不完整的,像中間有不透明物質的像(3)小金多次實驗后發(fā)現,當光屏上呈現燭焰清晰的像時,將蠟燭和光屏的位置對調,仍能在光屏上得到一個清晰的像,出現這種現象的原因是▲?！敬鸢浮浚?）9；（2）A；（3）光在折射時，光路是可逆的【解析】【分析】【詳解】（1）根據題意，當燭焰距凸透鏡18cm時，移動光屏至某一位置，在光屏上成倒立、等大的實像，說明此時滿足18cm=u=2f,所以f=9cm。（2）不小心將一小片不透明的物質粘在凸透鏡上，沒有擋住的部分，仍能折射光線成像，所以光屏上所成的像是完整的，像的大小不變，只是會聚光線比原來變少，像變暗了，故A正確。（3）當光屏上呈現蠟燭清晰的像時，將蠟燭和光屏位置對調，仍能在光屏上接收到清晰的像，這是因為光在發(fā)生折射時，具有可逆性的特點。故答案為：（1）9；（2）A；（3）光在折射時，光路是可逆的。思維拓展9、如圖所示的四種情況,S是發(fā)光點,S′是S經凸透鏡后所成的像,MN是凸透鏡的主光軸,下列不可能是凸透鏡成像結果的是（▲）ABCD【答案】B【解析】【分析】【詳解】只有B不可能成像。故選：B。10、在做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中,平行于主光軸的光線經凸透鏡后會聚在光屏上一點,如圖甲所示：(1)由圖甲可知f=▲cm,當把蠟燭放在圖乙位置時,移動光屏,在光屏上能成▲、縮小的實像。(2)凸透鏡的位置固定不動,當蠟燭向右(靠近透鏡)移動一段距離后,要在光屏上再次成清晰的像,需將光屏向▲(選填“左”或“右”)移動。(3)若用不透明紙遮住透鏡的一半,光屏上的像▲(填字母)。A、無影響B(tài)、變?yōu)樵瓉淼囊话隒、能成完整的像,像變暗D、不成像【答案】（1）10；倒立；（2）右；（3）C【解析】（1）凸透鏡的焦距是使平行于主光軸的光會聚的點到光心的距離；由圖得到物距和像距，由凸透鏡成像規(guī)律可知成像特點。（2）搞清像距和物距之間的關系．知道物距越大，像距越小，成的像也越小；物距越小，像距越大，成的像也越大。（3）當將凸透鏡的部分遮住時，凸透鏡仍能成完整的像。【分析】本題考查凸透鏡成像規(guī)律的探究及應用，關鍵是熟記成像規(guī)律的內容，并做到靈活運用。【詳解】（1）根據焦距的定義，此時光屏到凸透鏡的距離為焦距，f=60cm-50cm=10cm。由乙圖可知，物距u=30cm,物距大于二倍焦距，所以光屏上能成倒立縮小的實像。（2）根據物距與像距的變化規(guī)律可知，蠟燭離凸透鏡越近，像離凸透鏡越遠，光屏上得到的清晰像越大，把蠟燭向凸透鏡靠近時，要在光屏上成清晰的像，光屏應遠離凸透鏡，即向右移動。（3）擋住透鏡上半部分，下半部分仍能折射光線成像，所以光屏上所成的像是完整的，只是會聚光線比原來變少，像變暗了，像仍然是完整的，且大小不變，故C正確。故答案為：（1）10；倒立；（2）右；（3）C11、小陽用一個凸透鏡分別觀察近處課本上的字和遠處黑板上的字,發(fā)現看到的字的情況是不同的,由此他提出了探究問題,并利用一個焦距為10cm的凸透鏡、高度為5cm的發(fā)光物體、刻度尺、光屏、光具座等器材,按照正確的實驗步驟完成了實驗,并將實驗中測得的部分數據記錄在了表中。物距u(cm)141516171819像高h(cm)12.510.08.36.35.6(1)當物距為17cm時,像高可能為▲(填字母)。A、8.4cmB、7.1cmC、6.2cm(2)該實驗中光屏上成▲(選填“放大”或“縮小”)的實像,你判斷的依據是▲。【答案】（1）B；（2）放大；像的高度大于5cm【解析】（1）凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大，物距增大，像距減小，像變小。（2）像是放大的還是縮小的，可以通過像的高度判斷?！痉治觥客雇哥R成實像時，物距減小，像距增大，像變大，物距增大，像距減小，像變小，這條實驗結論在凸透鏡成像習題中應用廣泛?！驹斀狻浚?）凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大，物距增大，像距減小，像變小，實驗中的物距分別為14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm,物距逐漸變大，像變小，所以像的高度在8.3cm—6.3cm之間，故選B。（2）實驗中的物距分別為14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm,像的高度分別為12.5cm、10.0cm、8.3cm、7.1cm、6.3cm、5.6cm,像的高度多大于發(fā)光物體高度5cm,所以像是放大的。故答案為：（1）B；（2）放大；像的高度大于5cm。12、某同學用長為240cm的光具座做凸透鏡成像實驗,選用焦距為60cm的凸透鏡,當燭焰放在距透鏡為180cm處時,他無論怎樣移動光屏都找不到最清晰的像,試在圖中取兩條從A點出發(fā)的特殊光線,大致畫出像A′的位置,并解釋找不到像的原因?！敬鸢浮咳鐖D所示：凸透鏡的三條特殊光線：過光心不改變方向；平行于主光軸的光線過凸透鏡會聚在焦點上；過焦點的光線經凸透鏡平行于主光軸射出。A點射出無數條光線，有一條平行于主光軸的光線，經凸透鏡折射后過焦點，有一條過光心不改變方向，如圖得到A′B′是蠟燭AB的像。A′B′成在光具座以外，所以光屏上不能接到像。【解析】凸透鏡的三條特殊光線：過光心不改變方向；平行于主光軸的光線過凸透鏡會聚在焦點上；過焦點的光線經凸透鏡平行于主光軸射出。【分析】掌握凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光線對于作圖非常有幫助。凸透鏡的三條特殊光線：過光心不改變方向；平行于主光軸的光線過凸透鏡會聚在焦點上；過焦點的光線經凸透鏡平行于主光軸射出。凹透鏡的三條特殊光線：過光心不改變方向；平行于主光軸的光線過凹透鏡發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線過凹透鏡的焦點；指向焦點的平行射出。【詳解】如圖所示：凸透鏡的三條特殊光線：過光心不改變方向；平行于主光軸的光線過凸透鏡會聚在焦點上；過焦點的光線經凸透鏡平行于主光軸射出。A點射出無數條光線，有一條平行于主光軸的光線，經凸透鏡折射后過焦點，有一條過光心不改變方向，如圖得到A′B′是蠟燭AB的像。A′B′成在光具座以外，所以光屏上不能接到像。創(chuàng)新應用13、老師讓大家一起探究“凸透鏡成像的規(guī)律”,準備了凸透鏡、凹透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴盒等器材。(1)老師在挑選透鏡時,把兩個透鏡甲、乙分別正對太陽光,在光屏上出現了如圖I所示的光斑,你認為他應該選擇▲(選填“甲”或“乙”)透鏡來進行實驗。(2)為了使燭焰的像出現在光屏的中央,應調整燭焰、凸透鏡和光屏,使燭焰和光屏的中心在▲。(3)如圖Ⅱ所示,燭焰在光屏上成倒立、等大的像,則凸透鏡的焦距f為▲cm。(4)實驗時,蠟燭由于燃燒而變短了一點,此時,像會成在光屏的▲(選填“上”或“下”)半部分,如果想讓像成在光屏中央,應將透鏡向▲(選填“上”或“下”)移動。(5)如圖Ⅲ所示,若切除凸透鏡中間的陰影部分后,把剩余部分重新結合在一起,然后將蠟燭放在P點,則蠟燭能成▲個像。【答案】（1）乙；（2）凸透鏡的主光軸上；（3）10.0；（4）上；下；（5）兩【解析】（1）凸透鏡對光線具有會聚作用，凹透鏡對光線具有發(fā)散作用