人教版八年级上学期第五章凸透镜成像规律实验探究专题训练.docx
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人教版八年级上学期第五章凸透镜成像规律实验探究专题训练
凸透镜成像规律实验探究专题训练
1.在“探究凸透镜的成像规律”实验中
,小明进行了以下探究:
⑴让一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为_____cm。
⑵将一支点燃的蜡烛放在如图乙所示的位置,移动光屏,直到光屏上得到清晰的像,此时的成像原理与生活中的______成像原理相同。
⑶将点燃的蜡烛移到标尺上40cm和50cm之间的某一位置后,此时应取下光屏,从凸透镜的______(选填“左”或“右”)侧透过凸透镜观察像。
【答案】
(1)10.0
(2)照相机(3)右
2.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)如图甲所示,凸透镜位置固定,当发光的小灯泡放在40cm刻度线位置时,移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑,则该透镜的焦距为______cm。
(2)小明用蜡烛代替小灯泡继续做实验,烛焰在图乙所示位置能在光屏上成一清晰的像,则该像是倒立、________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
(3)若想使光屏上的烛焰的像变得再大一些,在不改变凸透镜位置的情况下,应将蜡烛向_______(选填“左”或“右”)适当移动一段距离,再调整光屏的位置。
(4)在图乙中,小明借来物理老师的眼镜,并将其靠近凸透镜左侧,发现光屏上的像由清晰变模糊,向右移动光屏又发现清晰的像,说明老师的眼镜的镜片是______透镜,老师的视力缺陷_________(选填“近视”或“远视”)。
【答案】
(1)10
(2)放大(3)右(4)凹近视
3.在探究凸透镜成像规律的实验中:
如图所示,已知凸透镜的焦距f=15cm。
保持光屏和凸透镜的位置不变,要使烛焰在光屏上成清晰的像,蜡烛应(选填“靠近”或“远离”)凸透镜,这是
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的原理。
(2)某同学利用该装置进一步了解近视眼矫正的原理。
将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,光屏上原来清晰的像变模糊了;使光屏远离凸透镜,又能在光屏上看到清晰的像。
这说明近视眼镜对光线具有作用。
由此可知,在近视眼得到矫正之前,蜡烛的像成在视网膜的(选填“前方”“上方”或“后方”)。
【答案】
(1)远离照相机
(2)发散前方
4.小明同学在探究“凸透镜成像规律”实验中,所用凸透镜的焦距f=20cm,如图所示:
(1)小明点燃蜡烛后,调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度,其目的是 。
(2)在如图所示中,只需移动光屏到适当位置,可在光屏上成倒立的、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
这个成像规律在实际生活中的应用是 (填一种光学器材)。
(3)完成上述实验后,小明在凸透镜和蜡烛之间,靠近凸透镜的位置放了一副眼镜,原来光屏上清晰的像变模糊,当光屏远离凸透镜到适当位置又可得一清晰的像,则这副眼镜是
(选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】
(1)使得像成在光屏的中央
(2)缩小照相机(3)近视
5.“探究凸透镜成像的规律”实验中:
(1)如图甲所示,一束平行主光轴的光线经凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,说明凸透镜对光具有作用,该凸透镜焦距是cm。
(2)为了能使像始终成在光屏中心位置,要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在。
如图乙所示的位置示意图,在光屏上得到了一个清晰的像,这个像是倒立、(选填“缩小”或“放大”)的实像,应用此成像规律可制成。
【答案】
(1)会聚11.0
(2)同一高度放大幻灯机
6.实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律,当三个元件移动到图示位置时,光屏上出现清晰地像,回答下列问题:
(1)光屏上像的性质为。
(2)关于本实验中得到的像在生活中的应用,举一个例子。
(3)从图中读出物距为cm,并推算出焦距为(选填字母)。
A.f<15cmB.15cm<f<20cmC.f>30cm
(4)如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变,撤去光屏,是否仍然成像?
【答案】
(1)倒立、缩小的实像
(2)照相机(3)40B(4)能成像
7.实验桌上有高度不同的发光物体A和B,焦距分别为5cm、10cm的凸透镜两个,刻度尺、光具座和光屏各一个。
小华选用这些器材,探究“凸透镜成实像时,像的高度与物体的高度是否有关”。
小华的主要实验步骤如下:
①将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座中央,将发光物体A、光屏分别放在凸透镜两侧。
调节发光物体A、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心在同一高度。
②用刻度尺测出发光物体A的高度,并记录在表格中。
③将发光物体A放在光具座上距凸透镜30cm处,移动光屏,在光屏上得到发光物体A清晰的像,用刻度尺测量像的高度,并记录在表格中。
④将发光物体A放在光具座上距凸透镜20cm处,移动光屏,在光屏上得到发光物体A清晰的像,用刻度尺测量像的高度,并记录在表格中。
根据以上叙述,回答下列问题:
(1)小华的探究过程中存在的问题:
。
(2)请你针对小华探究过程中存在的问题,写出改正措施:
。
【答案】
(1)没有改变自变量“物体的高度”,改变了控制变量“物距”。
(2)步骤④改为:
将发光物体B放在光具座上距凸透镜30cm处,移动光屏,在光屏上得到发光物体B清晰的像,用刻度尺分别测量发光物体B及其像的高度,并记录在表格中。
8.阅读《可调式眼镜》回答下列问题。
可调式眼镜
人的眼睛看清物体是通过改变晶状体的形状来实现的,晶状体相当于全自动变焦镜头。
看近处物体时,晶状体变凸一些,折射光线的能力变强;看远处物体时,晶状体变扁平一些,折射光线的能力变弱。
通过这样的调节,使远近不同的物体均能在视网膜上成像。
若晶状体调节能力变弱,就会出现看不清远处物体或近处物体的情况,需要配戴合适的眼镜进行矫正。
有人发明了一种能矫正视力的可调式眼镜,如图1所示,这种眼镜的镜片中含有一种特殊液体。
图2是可调式眼镜的结构示意图,镜架上有表示移出和加入液体含量的标尺;移动标尺上的滑块可以定量改变镜片中的液体含量,从而改变镜片的形状;镜片中液体含量的改变量V可以用滑块在标尺上的位置表示。
滑块位于标尺上0刻度线处,表示眼镜的初始状态,此时,镜片的形状是扁平的,如图2甲所示。
当滑块位于标尺上1、2刻度线处时,分别表示镜片中加入一些液体、加满液体,图2乙是镜片中加满液体的示意图。
当滑块位于标尺上-1、-2刻度线处时,分别表示从镜片中移出一些液体、移出全部液体,图2丙是镜片中移出全部液体的示意图。
为探究可调式眼镜的矫正效果,首先要确定以下程序和标准:
选定同一棵树作为观察对象,选定远、中、近三个观察位置,用S表示观察位置到树的距离,如图3甲所示;用D表示看到树的清晰程度,清晰程度分为清晰、不清晰、模糊三个等级,如图3乙所示。
小京和小贝视力不同,没有佩戴眼镜时,小京在近处看树“清晰”,在远处看树“不清晰”;小贝在远处看树“清晰”,但在近处看树“不清晰”。
小京和小贝配戴眼镜后,进行实验的主要步骤如下:
①调节镜片中的液体处于初始状态。
②选择不同观察位置,观察树,将观察结果记录在表格中。
③改变镜片中液体的含量,重复步骤②。
小京和小贝的实验结果记录表(部分数据)分别如表一、表二所示:
表一小京的实验结果记录表表二小贝的实验结果记录表
通过实验及对实验结果的分析,两位同学对可调式眼镜有了新的认识。
请根据上述材料,回答下列问题:
(选填选项前的字母)
(1)调节眼睛晶状体形状的作用是帮助我们看清。
(只有一个选项正确)
A.不同亮度的物体B.不同颜色的物体
C.不同距离的物体D.不同大小的物体
(2)为了使小京在远、中、近处看树都“清晰”,调节镜片内液体含量的措施是。
(只有一个选项正确)
A.加满液体B.加入一些液体C.移出一些液体D.移出全部液体
(3)为了使小贝在近处看树“清晰”,调节镜片内液体含量的措施是。
(至少有一个选项正确)
A.加满液体B.加入一些液体C.移出一些液体D.移出全部液体
【答案】
(1)C
(2)C(3)AB
9.小明同学探究凸透镜成像的规律时,实验步骤如下:
(1)将焦距为10cm的凸透镜放置在光具座上50cm处,把蜡烛和光屏分别安放在光具座上凸透镜的两侧,如图所示。
然后调整蜡烛、凸透镜及光屏的高度,使三者的中心在。
(2)将蜡烛放在光具座上20cm处,移动,直到呈现出最清晰的像,然后蜡烛和光屏分别到凸透镜的距离。
(3)将蜡烛移至光具座上45cm处,接下来的探究操作不必要的是。
(填字母)
A.移动光屏,在光屏上寻找蜡烛的像
B.在凸透镜左侧透过凸透镜观察蜡烛的像
C.在凸透镜右侧透过凸透镜观察蜡烛的像
【答案】
(1)同一高度
(2)光屏记录(3)B
10.如图所示是“探究凸透镜成像”实验的装置,实验时,先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度上,然后不断改变蜡烛到凸透镜的距离,并移动光屏的位置,得到的实验数据如表。
实验序号
物距
(cm)
像距
(cm)
像的性质
正倒
大小
虚实
1
40
13.3
倒立
大小
实像
2
30
15
倒立
缩小
实像
3
20
20
倒立
放大
实像
4
15
30
倒立
放大
实像
5
12
60
倒立
放大
实像
6
10
不成像
7
8
正立
放大
虚像
8
4
正立
放大
虚像
(1)图甲中所示的实验操作目的是什么?
(2)实验过程中,观察到随着蜡焰位置的变化,像的变化有两个转折点,分析表中数据据认为这两个转折点的位置在何处?
它们分别是像的哪种变化过程的转折点?
【答案】
(1)图甲中所示的实验操作目的是测量凸透镜的焦距。
(2)焦点是虚像和实像的分界点,二倍焦点是放大的像和缩小的像的分界点。
11.如图所示,某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律,当向水透镜里注水时,水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)如图1所示,一束平行于主光轴射向水透镜,在光屏上得到一个最小光斑,则此时水透镜的焦距为 cm,实验前,应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在 ;
(2)该同学移动蜡烛,水透镜和光屏至图2所示位置时,恰能在光屏上看到清晰的像,利用此成像特点可制成 (选填“照相机”或“投影仪”);若仅将蜡烛与光屏位置对调,则在光屏上 (选填“能”或“不能”)看到清晰的像;
(3)在图2所示实验场景下,该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”(如图3所示),当从水透镜中抽出适量的水后,他发现烛焰的像再次变得清晰,由此判断该同学戴的是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】
(1)8.0同一高度
(2)照相机能(3)远视
12.在探究“凸透镜成像规律”的实验过程中:
(1)如图甲,让一束平行光正对凸透镜照射,在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,可以看出凸透镜的焦距是 cm。
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙的位置放置时,光屏上会得到一个倒立、 (选填“缩小”“放大”或“等大”)的实像。
(3)向右移动蜡烛到一定的位置时,无论怎样移动光屏都无法在光屏上承接到像,可能的原因是 。
【答案】
(1)10
(2)放大(3)蜡烛在焦点以内
13.某实验小组的同学利用如图所示的实验装置在暗室中测量直径为5cm的凸透镜焦距并观察成像情况。
将尺寸很小的球形小灯泡s作为光源固定在“0”位置处,光屏固定于光具座上标有的位置处。
(1)实验前调整小灯泡、凸透镜的中心和光屏中心,让它们在____。
(2)如图所示,将凸透镜从紧挨着小灯泡的位置(A处)缓慢向右移动,同时测量光屏上亮圆的大小,当光屏上的亮圆直径为5cm时,停止移动凸透镜,此时凸透镜在光具座上B处,则凸透镜的焦距为____cm。
继续向右移动凸透镜,当凸透镜移动到光具座上标有50cm的位置时,在光屏上_____(选填“能”或“不能”)看到小灯泡的像。
(3)若固定小灯泡在“0”位置处,移动凸透镜和光屏,____(选填“能”或“不能”)在光屏上得到放大的小灯泡的像。
【答案】
(1)同一水平高度
(2)15不能(3)能
14.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,实验操作规范。
在如图所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
(1)这个像的成像原理与(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同。
若将蜡烛向右移动少许,则应将光屏向(选填“左”或“右”)移动才能再次在光屏上成清晰的像,此时像的大小比刚才的像要些。
(2)再在凸透镜左侧附近放置一凹透镜(图中未画出),这时需要将光屏向______(选填“左”
或“右”)移动才能在光屏上成清晰的像。
【答案】
(1)照相机右大
(2)右
15.某小组同学用如图1的装置“探究凸透镜成像特点”,其中凸透镜的焦距为15cm。
他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小,如图2(用带箭头的线段表示物或像,A’、B’分别表示蜡烛在A、B处像的位置)。
(1)从图2中可以看出,蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、________的实像。
生活中利用这个成像特点制成了________________________(写出一个即可)。
(2)和其他小组交流后发现,当蜡烛在距透镜15-30cm之间时,像均成在透镜另一侧距透镜30cm以外处。
但是,当他们把蜡烛放在C位置时,在光具座上无论怎样移动光屏,都不能得到清晰的像,原因是像距_____________________。
(3)为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上,他们采用了两种做法。
做法一:
保持蜡烛和透镜的位置不变,更换凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清淅的像。
这表明像距变________了,由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强,此透镜焦距________(选填“大于”“小于”或“等于”)15cm。
做法二:
保持蜡烛和透镜的位置不变,在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜,在光具座上移动光屏,光屏上又出现了清晰的像。
由此实验联系实际,远视眼的晶状体焦距较_________(选填“大”或“小”),将近处物体的像成在视网膜________(选填“前”或“后”)方,故需配戴________透镜矫正。
【答案】
(1)放大幻灯机
(2)太大(3)小小于大后凸
16.小华同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)在如图甲所示的位置上,成的像是等大的倒立的实像。
分析实验成像情况可知实验中所用凸透镜的焦距为cm。
(2)当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的35cm刻度时,向(选填“左”或“右”)移动光屏会得到一个倒立、的实像;就是利用这一成像规律工作的。
此时,风一吹,烛焰向左偏,则光屏上成的像向偏。
(3)小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况,当人眼看清眼前30cm处的物体时,凸透镜的位置、形状如图乙所示。
如果将物体移至眼前50cm处,保持透镜(晶状体)、光屏(视网膜)之间距离不变,则应该换上更(选填“薄”或“厚”)的凸透镜(凸透镜直径大小相同),才能在光屏上得到清晰的像。
【答案】
(1)10
(2)右放大投影仪(幻灯机等)右(3)薄
17.在做“探究凸透镜成像规
律”的实验中:
(1)一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点,如图甲所示,则凸透镜的焦距为cm;调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在。
(2)如图乙所示,烛焰恰好在光屏上成倒立、(选填“放大”“缩小”或“等大”)的
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)在
(2)小问的基础上将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏(选填“远离”或“靠近”)凸透镜才能再次在光屏上成清晰的像。
【答案】
(1)10.0同一高度
(2)放大投影仪(3)靠近
18.关于凸透镜成像实验,完成以下内容:
(1)首先应将蜡烛、凸透镜和__依次固定在光具座上并调节它们的中心在同一高度。
(2)图中O为凸透镜的光心,F为焦点,请画出烛焰上的S点发出的三条光线(中间一条光线平行于主光轴)经凸透镜后的出射光线,并确定其像的位置S’。
(3)实验中当物距u等干焦距f时,某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立
放大的像。
对此下列解释合理的是()
A因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距
B因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距
C这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像
【答案】
(1)光屏
(2)略(3)B
19.在”探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)发光体“F”、凸透镜(焦距为f)和光屏在光具座上的位置如下图所示,实验前应将光屏向调整,使发光体“F”和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
(2)保持图中发光体“F”和凸透镜位置不变,左右移动光屏,直到在光屏上成清晰的像,这个像是倒立、的实像,生活中的就是利用这一原理工作的。
(3)将发光体“F”从图示位置向右移至A点,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向移动。
当光屏上呈现清晰的像时,保持发光体“F”和凸透镜位置不变,取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,你可观察到的现象有。
答案:
(1)下
(2)缩小照相机(3)右(4)像变暗
20.小明用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)调整器材高度时,应(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛。
(2)器材处于图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这与(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同。
(3)将蜡烛移动至20cm刻度处,应将光屏移动到(填序号)范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像。
A、50cm—60cmB、60cm—70cmC、70cm—80cm
(4)将蜡烛移动至45cm刻度处时,取下光屏,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的放大的(选填“虚”或“实)像。
(5)张老师用发光二极管制作了一个“F”形光源(如图乙)代替蜡烛放在30cm刻度处,则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的(填序号)。
【答案】
(1)点燃
(2)投影仪(3)B(4)虚(5)B
21.如图所示,在探究“凸透镜成像规律”的实验中,依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,下表是小薇同学实验时记录的几组数据:
实验次数
1
2
3
4
5
物距u/(cm)
30
20
15
10
5
像距v/(cm)
15
20
30
40
/
(1)第5次实验时所成像的性质:
。
(2)第1次实验时,小薇若将一近视镜紧贴在凸透镜的前面,要在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动。
(3)通过观察数据,老师发现表格中第 次实验数据是编造的,判断的理由是 。
答案:
(1)正立、放大的虚像(2远离(3)4物距等于一倍焦距时不成像
22.如图所示,这是小浩同学探究凸透镜成像规律的实验装置图。
(1)实验前,小浩需要点燃蜡烛,并调整凸透镜与光屏的高度,使蜡烛火焰与凸透镜的中心、光屏的中心大致在 。
(2)老师告诉他,凸透镜的焦距是10cm,移动光屏,结果在凸透镜右侧大约63cm处获得了清晰的像。
人们运用这条成像规律制造出了 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
(3)小浩好动且思维颇有创意,他突发奇想,要是把蜡烛与光屏的位置互换,结果会怎样呢?
他立即一试,哇塞!
太神奇了,光屏上的像依旧十分清晰,只是原来缩小的像变成了放大的像!
你能解释一下所成像依旧清晰的原因吗?
(选填“反射光路可逆”“折射光路可逆”或“光是沿直线传播的”)。
【答案】
(1)同一高度
(2)照相机(3)折射光路可逆
23.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,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,克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,将光屏向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(选填“近视”或“远视”)眼镜。
【答案】
(1)10.0
(2)倒立、放大40cm(3)B(4)远视
24.小峰在探究凸透镜成像规律之后,又对凸透镜的焦距与其凸起程度的关系进行了探究:
(1)小峰第一次选取一个凸起程度较小的凸透镜,测量焦距的实验如图甲所示,测得的焦距为 。
(2)第二次他又选用一个凸起程度较大的凸透镜,测得的焦距为8cm,由这两次实验可得出的初步结论:
。
(3)小峰回想起白光经三棱镜后,光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带(如图乙所示),受此启发,于是他选取焦距为10cm的凸透镜,用红光和蓝光来进行图甲的实验,实验结论:
对同一凸透镜, 的焦距大些。
(4)在用焦距为10cm的凸透镜探究成“等大实像”的实验时,老师发现有两个小组所测像距分别为17.5cm和22cm,与理论像距20cm相比偏差较大.若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的,请分析出现这种情况的原因:
。
【答案】
(1)10.0cm
(2)材料和横截面积相同的凸透镜,凸面程度越大其焦距越小
(3)红(4)光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距
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