1、实验05 探究凸透镜成像规律实验解析版实验三、探究凸透镜成像规律【实验目的】：观察凸透镜成各种像的条件和规律【实验器材】：凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴【实验步骤】： 共轴调节,把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。把蜡烛放在较远处，使，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小。测量像距和物距。把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在，移动光
2、屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗?表格：透镜焦距f= cm 【实验结论】：物距（u）成像的性质像距（v）物距（u）与像距（v）的关系应用u2f倒立、缩小的实像fvv照相机u=2f倒立、等大的实像v=2fu=v测焦距fu2f倒立、放大的实像v2fuv投影仪u=f不成像获得平行光束uf正立、放大的虚像放大镜【考点方向】：1、测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。其中利用太阳光来寻找焦点
3、时一定要： 让太阳光正对透镜（使光线平行于透镜主光轴） 。2、操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止，读出物距与像距的大小。3、当物距小于焦距时，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到物体的像。此时应去掉光屏，透过凸透镜观察火焰的成像情况。4、光屏上没有像原因：蜡烛放在一倍焦距内；焦距太大，像成在光具座外。蜡烛放在一倍焦距处。烛焰、凸透镜、光屏的中心没有在同一高度。5、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 6、燃烧的蜡烛不断变短，光屏上的像向上移动，为使像呈在光屏中央，应该将向上移动光屏 向上移动
4、蜡烛 向下移动凸透镜。 7、用不透明纸带把透镜上半部分遮挡住，光屏上的像仍是完整的，只是会变暗。【创新母题】：在“探究凸透镜成像规律“实验中，凸透镜焦距为10cm，蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。（1）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 上，这样做的目的是： 。（2）图中光屏上呈一清晰的像，该像是倒立、 （选填”放大”、“等大”或“缩小”）的实像（3）图中固定蜡烛位置不变，将透镜移到60cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，此时光屏上成 、 的 像。（4）图中固定透镜位置不变，将蜡烛移到45cm刻度线
5、处，移动光屏 （选填“能”或“不能”，下同）承接到像，把光屏放在蜡烛的左侧，移动光屏 承接到像。（5）图中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜片是 （选填“近视“或“远视”）眼镜的镜片，该镜片对光线具有 作用。（6）实验中，蜡烛燃烧一段时间后变得越来越短，那么在光屏上看到的像会 （选填“上移/不动/下移”），若让像回到光屏中央位置，你的操作是： 。（7）如果用一不透明纸带把透镜上半部分遮挡住，那么看到的像会如何变化 （选填“像部分消失/像完整不变/像完整变暗”）；【答案】：（1）同一水平直线；使像成在光屏的中央；（2）等大；（3）右
6、；倒立；缩小；实；（4）不能；不能；（5）远视；会聚；（6）上移；向上移动蜡烛（或向下移动透镜或向上移动光屏）（7）像完整变暗；【解析】：（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在在同一水平直线上。其目的是使像成在光屏的中央；（2）由图可知，此时的物距等于像距，都等于20cm，所以成倒立、等大的实像，u=2f，则焦距f=10cm；（3）将透镜移到60cm刻度线处，此时u2f，成倒立、缩小的实像，2fvf，即光屏距离凸透镜的距离在10cm20cm之间，故应将光屏向右移动；（4）图中固定透镜位置不变，将蜡烛移到45cm刻度线处，此时
7、的物距为5cm，小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈在光屏上；（5）图中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，说明像距变小，对光线起到了会聚作用，即凸透镜的会聚能力变强，故放置的是凸透镜；凸透镜能矫正远视眼。（6）实验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，所以成的像将移动到光屏的上方。根据成像的规律可以把光屏向上移动或蜡烛向上移动或凸透镜向下移动。（7）蜡烛火焰可视为无数个发光点，每个发光点都会发出无数条光线，总有部分光线经过透镜折射后汇聚在光屏上成像；遮挡住透镜的部分后，经过透镜的折射光线会变少，则光屏上的像会变暗。练习1：（2019南京）用如图所示
8、的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图中中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑（未画出）。（1）图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、 的实像。（2）若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，则将光屏移动到 cm刻度线处，可以再次看到清晰的像。（3）若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向 （选填“左”或 “右”，下同）移动才能再次肴到清晰的像.（4）若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向 移动，“烛焰尖部”又会变清晰。【答案】：（1）放大；（2）75；（3）又；（4）左。【解析】：
9、(1)由题图甲可知凸透镜的焦距f=10 cm,由题图乙可知,凸透镜所成的像为实像,物距u=15 cm,像距v=30 cm,uv,此时fu2f时，物体移动速度_(选填“大于”、“小于”、或“等于”)像移动的速度。当f u2f时,物距变化很大时，像距变化很小，则物体移动速度大于像移动的速度；当fu2f时，物距变化很小时，像距变化很大，则物体移动速度小于像移动的速度。练习10：（2019鹤岗）某小组用一焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验：如图所示，将光具座上点燃蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调节到同一高度的目的是 。保持凸透镜位置不变，把蜡烛移动到A处，移动光屏可得到倒立、 （填
10、“放大”或“缩小”）的像，根据此原理制成了 。此时小明将自己的近视眼镜放到B处，为了再次得到清晰的像，应将光屏向 （填“左”或“右”）移动。【答案】：（1）使像能成在光屏的中央；（2）缩小；照相机；右。【解析】：（1）在实验前，应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，其目的是为了使像能成在光屏的中央；（2）A点与凸透镜的距离为：50cm23cm27cm，已知焦距为10cm，此时满足物距大于二倍焦距的条件，能在光屏上成缩小、倒立的实像，根据这个原理制成照相机；近视眼镜是凹透镜，把近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间放到B处，对光线具有发散作用，像将远离凸透镜，应当向右透镜的方向移动光屏。相关
11、链接题：（2019贵阳）光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象，但是水和玻璃的折射情况会相同吗？为了探究这个问题，小华选择了光屏、透明玻璃砖、水槽、激光电筒等器材进行实验。他在光屏上画出互相垂直的NN和MM两条线段并相交于O点，如图甲所示。（1）小华将玻璃砖的一个表面与MM齐平放置，让激光电筒发出的光线从A点到O点入射，他看到了如图乙所示的光路（AO、OC为同一直线），你认为出现光线OC是因为_所致，鉴于本实验的目的，此时最应该记录的两条光线是_。（2）接下来他要观察光从空气中进入水中的情况，他将光屏竖直放入水槽中，（使线段MM水平）并向水槽中慢慢注水至水面与MM齐平，入射光线应该从A点向O
12、点射入，这是为了保证_，其实本实验小华还考虑了入射光线所在一侧的_相同。（3）小华最终在光屏上记录下了如丙所示的光路图（OE为水中的折射光线），通过分析光路，你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是_。（4）若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中，则_射出的折射光线更远离法线。【答案】：（1）有部分光线并没有通过玻璃砖，而依旧在空气中传播；AO和BO;（2）入射光线重合；入射角（3）玻璃（4）玻璃【解析】：（1）光线从AO到OC传播路线没有发生改变，表明光是在同种均匀介质中传播的，即部分光线并没有通过玻璃砖，依旧在空气中传播；本实验主要探究光的折射规律，最应该记录的是折射光线和入射光线，即AO和BO。（2）实验中要探究光在玻璃和水中的折射能力，则应保证无关变量相同，即入射光线、入射角应相同，从而比较折射光线和折射角的变化情况，所以入射光线从A点向O点射入是为了保证入射光线重合和入射角相同。（3）由丙图可知，入射光线AO相同的情况下，光斜射入水中的偏离角度比光斜射入玻璃中的偏离角度要小，故这两种介质对光偏折
