中考物理二轮复习题型专项复习专题03 透镜成像规律实验（含解析）.doc
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专题03 透镜成像规律实验【知识储备】 1． 实验装置图2． 凸透镜成像规律物距u像的位置像的性质、特点与物体在透镜的像距范围倒、正大、小虚、实u> 2f异侧f 2．用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm1）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在 同一高度 上；（2）实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、 放大 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；（3）接下来将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，应将光屏向 靠近 （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动，此时的像与步骤（2）中的像相比，大小将变 小 ；（4）如图乙所示，将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，移动光屏，再次得到烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是 照相机 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）；（5）随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会向 上 移动解答】解：（1）为了使所成的像成在光屏中央的位置，实验时，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上；（2）实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处当蜡烛距离凸透镜15cm时，即u＝15cm，则f＜u＜2f，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的实像；（3）接下来将蜡烛向远离凸透镜方向移动段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，他应将光屏向靠近透镜方向移动，此时的像与步骤（2）中的像相比，大小将变小；（4）如图乙所示，将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，此时物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，移动光屏，再次得到烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机；（5）实验一段时间蜡烛变短，由于过光心的光线，光的传播方向不变，所以成的像将移动到光屏的上方。 故答案为：（1）同一高度；（2）放大；（3）靠近；小；（4）照相机；（5）上3．小强同学探究凸透镜成像的规律如图装置，凸透镜的焦距是10cm1）点燃蜡烛后，应调节烛焰、光屏，使它们的中心在凸透镜的 同一高度 上，（2）将实验器材按图中甲位置放置后，光屏上成清晰的像，应用此规律工作的是 投影仪 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）实验一段时间后，光屏上的像“跑”到图乙所示的位置，若要像重新回到光屏中央，应将凸透镜向 下 移（选填“上”或“下”）；（3）如图甲保持凸透镜和光屏的位置不变，换用焦距为30cm的凸透镜继续实验，下列说法正确的是 D A.向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像B.向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像C.向右移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像D.无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像（4）小金同学进一步探究：如图丙所示，凸透镜的焦距为10cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度从图示位置同时匀速向左运动，经过 5 s，光屏上成清晰的像5）图丁是2021年12月9日“天宫课堂”中，航天员王亚平为大家直播演示“神奇的太空小水球”实验，如图丁是通过水球成 实 （选填“实”或“虚”）像的瞬间。 随后，王亚平向水球里注射一个气泡，神奇的一幕发生了，水球里竟然形成了一正一反的两个人像，如图戊，注入气泡后，中间部分相当于两个 凹透镜 组成的（选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”）解答】解：（1）如图，烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度，要调节凸透镜和光屏的中心，使之与烛焰的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中央位置；（2）由图可知，此时物距为15cm，位于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，应用为投影仪；实验一段时间后，原来成在光屏中央的像“跑”到光屏的上方，根据穿过光心的光线方向不变，若要像重新回到光屏中央，可将凸透镜向下移动；（3）由甲图可知，在甲图中物距为40.0cm﹣25.0cm＝15.0cm，像距为70.0cm﹣40.0cm＝30.0cm，换用焦距为30cm的凸透镜后，光屏恰好位于新凸透镜的右侧焦点上，所以无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像，故选：D4）由丙图可知，物距u＝15cm，像距v＝15cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度，同时匀速向左运动，则t秒时，物距u′＝15cm+（2cm/s﹣1cm/s）t＝15cm+1cm/s×t，像距v′＝15cm+1cm/s×t，则可知在移动过程中，要能在不动的光屏上成像，物距必须等于像距，由凸透镜成像规律可知此时成倒立等大的实像，所以此时u′＝v′＝2f＝20cm，即15cm+t×1cm/s＝20cm，解得t＝5s；（4）水球具有中间厚、边缘薄的特点，则水球相当于一个凸透镜，所以可以看到王亚平的倒立、缩小的实像；向水球里注射一个气泡，由图可知，中间部分相当于两个凹透镜，凹透镜成正立、缩小的虚像，所以水球里形成了一正一反的两个人像。 故答案为：（1）同一高度；（2）投影仪；下；（3）D；（4）5；（5）实；凹透镜4．在探究“凸透镜成像规律”实验中如图所示：（1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是 10.0 cm；实验前，应将烛焰的焰心、透镜的光心、光屏的中心调整至同一高度上2）如图乙所示，光屏上的像应为丙图中的 3 （选填“1”、“2”、“3”或“4”），若此时撤去光屏，人眼在如图乙所示的A位置 能 （填“能”或“不能”）直接看到蜡烛的实像3）若在凸透镜的中间贴上一片不透明的三角形纸片继续探究，光屏上 D A．不能成像B．能成烛焰不完整的像C．能成纸片的像D．能成烛焰完整但较暗的像【解答】解：（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，所以f＝60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm2）由图可知此时物距为u＝15.0cm，满足2f＞u＞f条件，成倒立放大实像，光屏上的像应为丙图中的3；实像既能呈现在光屏上，也能直接用眼睛观察，当撤去光屏，人眼睛在光屏的位置能看到物体的实像；（3）在凸透镜的中间贴上一片不透明的三角形纸片，物体上任一点射向凸透镜的其他部分，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的像，由于折射光线减少，会聚成的像变暗，故选D。 故答案为：（1）10.0；（2）3；能；（3）D5．小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛和凸透镜固定在光具座上，通过调节光屏使烛焰在光屏上成清晰的像1）如图甲所示成像原理在生活中的应用是 投影仪 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）2）若蜡烛和光屏的位置不变，小明只移动凸透镜，当凸透镜移到 65.0 cm刻度线时，在光屏上又一次成清晰的像3）在上一步实验获得清晰的像后，小明只用LED光源替换蜡烛并保持位置不变，且从图中LED光源与透镜之间向左看到LED光源的形状如乙图的左图所示，在光屏上看到的像是乙图中的 ① （填序号）4）最后保持凸透镜和光屏的位置不变，小明换用焦距为7cm的凸透镜继续实验，要使光屏上还能成清晰的像，可将F光源向 远离 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动5）生活中，他认为装有水的纯水桶相当于凸透镜，小明又找来一个圆柱形玻璃杯，在玻璃杯后白纸上面水平方向的箭头如图丙所示，慢慢向玻璃杯中注水至水面高过箭头位置，透过玻璃杯看纸上的“箭头”，不可能是选项中的 C 解答】解：（1）由图甲可知，此时的物距小于像距，成倒立放大的实像，所示成像原理在生活中的应用是投影仪。 2）由图可知，此时的物距为15.0cm，像距为30.0cm，根据折射时光路是可逆的，若蜡烛和光屏的位置不变，当凸透镜移到65.0cm刻度线时，此时物距为30.0cm，像距为15.0cm，凸透镜成倒立缩小的实像3）在上一步实验获得清晰的像后，只用LED光源替换蜡烛并保持位置不变，且从图中LED光源与透镜之间向左看到LED光源的形状如乙图的左图所示，此时v＞2f，成倒立缩小实像，因此在光屏上看到的像是乙图中的①4）因为凸透镜f＜u＜2f时成倒立放大实像，此时v＞2f，根据甲图数据可得等式：f＜15.0cm＜2f；30.0cm＞2f；联解得：7.5cm＜f＜15.0cm；保持凸透镜和光屏的位置不变，换用焦距为7cm的凸透镜继续实验，因为所换凸透镜比原来凸透镜焦距小，所以会成像在光屏后面，要使光屏上还能成清晰的像，应减小像距，增大物距，可将F光源向远离凸透镜的方向移动5）A、图中的像相对于物体是正立放大的，当物距小于焦距时可以成正立放大的虚像，故A有可能；B、图中的像相对于物体是倒立放大的，当物距大于焦距小于二倍焦距时，可以成倒立放大的实像，故B有可能；C、图中的像是倒立变粗的像，由于玻璃杯上下的形状是相同的，故像在上下方向的大小是不变的，故C不可能；D、图中的像相对于物体是倒立缩小的，当物距大于二倍焦距时，可以成倒立缩小的实像，故D有可能。 故选：C故答案为：（1）投影仪；（2）65.0；（3）①；（4）远离；（5）C6．小保同学利用如图所示的装置来“探究凸透镜成像”的实验1）挑选透镜时，小保把两块透镜A、B分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲所示光斑，他应该选择 B （选填“A”或“B”）透镜来进行实。
