2021年中考物理重点难点专练22凸透镜成像规律实验探究含解析附：作业设计案例一等奖

1、专项六实验探究重难点22凸透镜成像规律实验探究【知识梳理】凸透镜成像规律：二倍焦距分大小；一倍焦距分虚实；物像同边移；物距越大，像越小。当u=V时,f=u/2，经常利用这点确定焦距。常考点：1. 组装实验时，要让蜡烛火焰、透镜中心、光屏中心在同一高度。2. 根据图示或者uv图像，确定焦距。3. 成像规律的判断。4. 与眼睛的矫正相联系。【易混淆点】1.组装实验时，将“蜡烛火焰、透镜中心、光屏中心在同一高度”理解为“同一平面”。2.误认为当u=v时，f=u。3.将成像规律叙述错误。【典例分析】【例1】(2020随州16)小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验：(1)在调整器材高度时，应_（选填“点燃”或“不点燃”）蜡烛；(2)如图所示，此时光屏上出现烛焰清晰的像，日常生活中_（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像规律工作的；(3)如果保持透镜和蜡烛位置不变，将光屏向左移动一小段距离，光屏上的像变模糊，要使光屏上重新得到烛焰清晰的像，则应该在透镜和蜡烛之间放置一个_（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。【答案】 (1) 点燃 (2)投影仪 (3)远视眼镜【分析】(1)根据凸

2、透镜成像规律中实验的要求，必须让三者中心放在同一高度上，使其成像在光屏的中心；只有先将蜡烛点燃，才可以确定烛焰的中心，所以点燃蜡烛应在调整高度之前。(2)如图，物距小于像距，成倒立、放大的实像，日常生活中投影仪就是利用这一原理制成的。(3)把光屏向左移动一小段距离，要想在光屏上再次得到淸晰的像，应使像向左移动，因为凸透镜对光线有会聚作用，故需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凸透镜，远视眼镜就是一种凸透镜。【思路小结】充分利用成像规律思考问题，注意抓住凸透镜对光有会聚作用和凹透镜对光有发散作用分析问题。【真题操练】1. (2020威海23)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

3、“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】 (1)下10.0（或10） (2) 不动变暗 (3).能正倒【解析】(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。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=10cm，即凸透镜的焦距为10.0cm（或10cm）。(2)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。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。(3)光源

4、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。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。2.(2020盐城26)小华做“探究凸透镜成像规律”实验：(1)将平行光_凸透镜，移动光屏，直至光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为_cm；(2)将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的_上，这样做目的是使像呈现在_；(3)将蜡烛移动到图乙所示位置，需向_侧移动光屏，直至在光屏上找到_的倒立、缩小的实像。【答案】 (1)正对10.0 (2)主光轴光屏的中央 (3)右烛焰淸晰【解析】(1)由图甲可知，将平行光正对凸透镜，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，焦距是焦点到透镜光心的距离，凸透镜的焦距为f=60.0cm-50.0cm=10.0cm。(2)为了使像成在光屏的中央，需要使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。(3)由图乙可知，物距u=500cm-20.0cm=30.0cm

5、2f，像距2fvf，即20.0cmv10.0cm，需要向右移动光屏，直至在光屏上找到烛焰淸晰的倒立、缩小的实像。3.(2020潍坊19)在探究凸透镜成像规律的实验中，经调整，在光屏上得到烛焰清晰的像，如图甲所示。(1)保持透镜在光具座上的位置不变，为了在光屏上得到等大的烛焰像，除移动蜡烛外，光屏应向_（选填“左”或“右”）移动；当在光屏上得到等大的烛焰像时，物和像之间的距离为44cm，该透镜的焦距为_cm；(2)一同学用图乙所示的LED光源代替蜡烛进行实验，这样改进的优点是_（写出一条即可）。【答案】 (1)右11 (2)增加物体的亮度，使成像更清晰【解析】(1)在图甲调好的情况下，物距大于像距，光屏中心成一倒立缩小清晰的实像，此时u2f，fv2f，为了在光屏上得到等大的烛焰像，应将蜡烛向右移动，同时光屏向右移动，使u=v=2f。当在光屏上得到等大的烛焰像时，物和像之间的距离为44cm，即u+v=2f+2f=4f=44cm,解得f=11cm,即该透镜的焦距为11cm。(2)发光二极管比烛焰的亮度更大、可以增加物体的亮度，使成像更清晰；同时蜡烛燃烧有火焰，不如发光二极管安全，也不环保；火

6、焰在有风的时候会晃动，同时蜡烛会越烧越短，而二极管不会；因此，优点很多，如：可以增加物体的亮度，使成像更清晰；所成的像不会晃动，更加稳定；跟燃烧蜡烛相比，LED发光体更安全、环保等等。4.(2020绥化23)下图是“探究凸透镜成像的规律”的装置图，凸透镜的焦距是10cm。(1)点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在_上；(2)将实验器材按图中位置放置，光屏上烛焰的像是倒立、_的实像，应用此规律工作的是_；（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）(3)将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，要在光屏上成清晰的像，光屏应向_凸透镜的方向移动；（填“靠近”或“远离”）(4)实验中，不小心用指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上的像_。（填“变暗”“无变化”或“变残缺”）【答案】 (1) 同一高度或同一水平直线或凸透镜的主光轴 (2) 放大投影仪 (3)靠近 (4)变暗【解析】(1)为了使像成在光屏的中央，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在同一高度。(2)由图可知，此时的物距为15cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，光屏上成倒立、放大的实像，投影仪

7、应用此原理制成的。(3)将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，相当于增大了物距，凸透镜成实像，物远像近像变小，要在光屏上成清晰的像，需要减小像距，即光屏应向靠近凸透镜的方向移动。(4)不小心用手指指尖触摸了凸透镜，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像；因为此时凸透镜会聚光线的数量减少，所以此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些。5.(2020德州22)某兴趣小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）凸透镜的焦距是10cm，当烛焰在图示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、的实像，在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是。（2）实验中，光屏上已经得到烛焰清晰的像，某同学不小心用手指的指尖触摸到了凸透镜，则光屏上会出现。（选填“指尖的像”“指尖的影子”或“完整烛焰的像”）（3）把凸透镜换成薄玻璃板，在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个（选填“放大”“缩小”或“等大”）的蜡烛的像，把光屏移动到这个像所在的位置，光屏上（选填“有”或“没有”）这个像。【答案】（1）缩小照相机（2）完整烛焰的像（3）等大没有【解析】（1）物距u50

8、cm20cm30cm，凸透镜的焦距是10cm，u2f，凸透镜成倒立、缩小的实像，应用于照相机。（2）用手指的指尖触摸到了凸透镜，手指遮挡部分入射光线，折射光线变少，其它光线的折射情况不变，所以只能使像变暗淡一些，不能改变像的大小，故像是完整的。（3）把凸透镜换成薄玻璃板，薄玻璃板相当于平面镜，在蜡烛一侧观察玻璃板会看到一个正立、等大的虚像，虚像在光屏上无法呈现，所以光屏上不会接到这个像。6. (2020青岛)17.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】 (1)30C照相机 (2) 凹透镜【解析】(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。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

9、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。(2)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.（2019北京市）某同学在做光学实验时，他先将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜A两侧，蜡烛放置在20cm刻度线处，如图所示。左右移动光屏，直至光屏上呈现烛焰清晰的像。（1）上述光屏上所成的像是（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。（2）将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜B对光线有（选填”会聚”或“发散”）作用。透镜B能用来矫正（选填“近视眼”成“远视眼”）。【答案】（1）缩小（2）发散近视眼。【解析】由已知条件可知：凸透镜A的f=10cm，固定在光具座上50cm刻度线处，蜡烛放置在20cm刻度线处，所以物距u30cm2f，物距大于二倍焦距成倒立缩小实像；将透镜B放在凸透镜A与光屏之间某处，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜A的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明凸透镜B对光线具有发散作用，是凹透镜，透镜B能用来矫正近视眼。8.(2019福建)在“探究凸透镜成像规律”的实验中：（1）需要将凸透镜、蜡烛和光屏

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