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4.5凸透镜成像实验题拓展提升(1)2021-2022学年教科版物理八年级上册第四章

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4.5凸透镜成像实验题拓展提升(1)2021-2022学年教科版物理八年级上册第四章1.小明用焦距为10cm的凸透镜等器材,探究凸透镜成像规律。(1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上,点燃蜡烛调节它们的位置如图所示,此时小明发现光屏上的像位于光屏的______(填“上方”或“下方”),为了使像成在光屏中心,应将蜡烛向______调节;(2)小明正确调节后,在光屏中心承接到了一个倒立、______的实像,这样小明得出了u>2f时凸透镜成像的特点。经过思考,小明觉得自己得出结论的过程不够完善,为了使结论具有普遍性,他应该将蜡烛移到______(填“一倍和二倍焦距之间”或“二倍焦距以外”)的其它位置进行多次实验;(3)通过多次实验,小明发现当f<u<2f时,v______(填“<”、“>”或“=”)u;(4)当u=5cm时,可以观察到正立、放大的虚像,如果让蜡烛靠近透镜,观察到的像将______(填“变大”“变小”或“不变”)。2.在某次探究凸透镜成像规律的实验中,所使用的凸透镜焦距是15cm。(1)实验前要调整烛焰的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度,目的是______;(2)如图所示,当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在25cm刻度线位置时,光屏应在______(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的______(选填“放大”或“缩小”)倒立的实像,______(选填“照相机”或“投影仪”)是根据这一原理制成的;若再向左移动蜡烛,要使光屏上得到清晰的像,需将光屏______(选填“向左”或“向右”)移动。3.小军在利用光具座“探究凸透镜成像规律”实验时,做了如下操作:试卷第7页,共7页 (1)如图甲所示,将一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏找到一个最小最亮的光斑,可知该凸透镜的焦距是f=______cm;(2)小军将凸透镜、烛焰和光屏三者的中心调至同一水平高度,目的是______;(3)如图乙所示,小军把凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像,此成像特点常应用在______(选填“放大镜”“照相机”或“幻灯机”)上;(4)保持蜡烛和凸透镜位置不变,小军将老花眼镜放置在凸透镜与蜡烛间,若想在光屏上再次得到清晰的像,光屏向______(选填“左”或“右”)移动。4.小军在探究“凸透镜成像规律”的实验中:(1)当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时,移动光屏,直到光屏上成清晰的倒立、等大的实像。则该凸透镜的焦距为_____cm;(2)实验中,当蜡烛与凸透镜的距离如图所示,在光屏上可得到一个清晰_____(选填“正立”或“倒立”)、_____(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像,_____就是利用这种成像规律工作的(选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”);(3)当把蜡烛从距凸透镜由30cm移到15cm时,应____(选填“向左”或“向右”)移动光屏,直到光屏上成清晰的像,此时观察像的大小,与②中所成像的大小相比____了(选填“变大”、“变小”或“不变”);(4)当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时,为观察凸透镜成像特点,小军应从图乙中凸透镜的____(选填“左”或“右”)侧进行观察。若做成实像实验时,凸透镜上恰好飞落了一只小昆虫,小军_____(选填“能”或“不能”)在光屏上观察到昆虫的像。(5)小强同学做该实验时,无论如何移动光屏,都承接不到像,其原因可能是_______(写出一种即可)5.在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:试卷第7页,共7页 (1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知,该凸透镜的焦距是______cm;将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,调节烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度,目的是使像能成在_______;(2)调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、______的实像(选填“放大”或“缩小”);______(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”)就是利用这一成像规律工作的。如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动,这个像与刚才相比将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);(3)实验过程中,用黑纸将凸透镜遮掉一半,像的形状_______(填“变”或“不变”)。6.如图所示为“探究凸透镜成像的规律”的实验装置:(1)实验前老师为同学们准备了焦距分别为10cm和30cm的两个凸透镜,为了顺利完成实验,你应该选择焦距为______cm的凸透镜;(2)将点燃的蜡烛和光屏分别放在如图所示的位置,此时光屏上呈现了烛焰清晰的像,______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这一原理工作的;(3)实验过程中,如果用不透明的硬纸板档住凸透镜的上半部分,则光屏上的像(____)A.只出现烛焰像的上半部分B.只出现烛焰像的下半部分C.出现烛焰完整的像,但像更小了D.像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了(4)随着实验的进行,蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像会向______(选填“上”或“下”)移动。7.小亮的爷爷看报纸时需要用放大镜才能看清。试卷第7页,共7页 (1)小亮透过放大镜观看周围时发现:如图甲所示,离他比较远的钟表竟然呈现了倒立、缩小的样子;随着他走近钟表,如图乙所示,又观察到钟表___________的样子。针对以上现象,小亮思考了下面四个问题,其中最有探究价值且易于探究的科学问题是___________(选填序号)A.凸透镜在什么条件下能成什么样的像?B.物体通过凸透镜所成的像都有哪些种类?C.凸透镜的成像情况与物、镜间的距离有何关系?D.物体通过凸透镜的成像情况都与哪些因素有关?(2)小亮想用家中的蜡烛、白纸板和凸透镜进行探究,还需要用到的测量仪器是___________。(3)如图丙所示,小亮将蜡烛、凸透镜、白纸板沿直线依次放在桌面上,点燃蜡烛后,调节凸透镜和白纸板的高度,使像成在白纸板的中心。(4)接着小亮进行了多次实验和测量,并将测量情况记录在下表中。实验序号物、镜间的距离u/cm成像的特点130倒立缩小的像225倒立缩小的像320倒立缩小的像415倒立放大的像510倒立放大的像小亮分析表中数据,得出结论:物体距离凸透镜大于15cm时成倒立缩小的像,物体距离凸透镜小于或等于15cm成倒立放大的像。同学小华看了小亮的数据后,有不同看法,他认为结论是:物体距离凸透镜大于或等于20cm成倒立缩小的像,物体距离凸透镜小于20cm成倒立放大的像。为解决争议,他们想在物、镜间距离是15-20cm的范围内继续多做几次实验,找到___________,使结论更可靠。8.如图所示的是星星同学做《探究凸透镜成像的规律》的实验装置:试卷第7页,共7页 (1)如果把蜡烛放在凸透镜前某一位置,前后移动光屏,都不能在光屏上形成清晰的像,是因为这时凸透镜成的是______的虚像(选填“放大”、“等大”或“缩小”),______就是应用这个原理工作的;(2)如果用平行于主光轴的光照射凸透镜,将透镜另一侧的光屏移至距透镜10cm处时,此时在光屏上形成一个清晰的亮点;(3)在如图所示的装置中,如果将蜡烛放在距离透镜13cm的地方,移动光屏应该得到______立(选填“正”或“倒”)、放大的像;如果此时换成焦距为8cm的凸透镜,要得到清晰的像,应将光屏向______移动(选填“左”或“右”),这时的像______(选填“大于”、“小于”或“等于”)更换凸透镜之前所成的像。9.小深在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,凸透镜的位置固定不动,在如图所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像。若将蜡烛向左移动少许,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,此时的像比原来的像______(选填“大”或“小”);若烛焰所成的像如图所示,小深面向光屏时应该将光屏向______方向调节。10.小林用如图装置探究凸透镜成像规律。实验桌上有两个凸透镜,焦距分别为10cm和20cm。(1)在实验时,应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在______,目的是使烛焰的像成在光屏的中央;(2)小林将其中一块凸透镜放在光具座上,当烛焰、透镜及光屏的位置如图所示时,恰能在光屏上得到一个清晰的像,则他选择的凸透镜的焦距为______cm;(3)小林将蜡烛和光屏的位置对换,发现在光屏上仍能成一清晰的像,此时像的性质是倒立、______的实像;(4)实验(3)中,不改变各元件的位置,小林换了另一块凸透镜,调节光屏的位置,此时______(填“能”或“不能”)在光屏上找到烛焰的像,这是因为_______;(5)如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,则烛焰在光屏上的成像情况是______。A.完整的像B.一半的像C.无法成像11.某同学探究“物距大于二倍焦距时,凸透镜成像的虚实,正倒和大小”,实验器材有:光具座(光具座上的刻度尺范围是0~)、两个焦距均为而口径大小不同的凸透镜、光屏,蜡烛、火柴。(1)选择口径______(选填“大”或“小”)的凸透镜做实验比较好;(2)实验装置如图甲所示,点燃蜡烛,调整烛焰,凸透镜和光屏的中心大致在______上;试卷第7页,共7页 (3)实验中,该同学判断烛焰的像是实像,证据是______;他判断烛焰的像是倒立的,那么像是图乙中的______(选填“A”、“B”或“C”);(4)收集的实验信息如下表:凸透镜的焦距实验次数物距像的虚实像的正倒像的大小像距125.00实像倒立缩小16.67230.00实像倒立缩小15.00335.00实像倒立缩小14.00分析表中信息,可以得出的探究结论是:______;(5)从实验中发现,当物距逐渐变大时,像距逐渐变小。该同学利用本实验器材进一步探究“物距大于凸透镜二倍焦距时,像距与物距的关系”,预设的物距分别为,、、、、,按照这些预设值进行实验,对应的数据能否收集全,请说明理由:______。12.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,请完成下面问题:(1)小明设计的实验报告(部分)如下,请填写空格处的内容。实验目的:探究凸透镜成像规律。实验器材:凸透镜、光屏、光具座、蜡烛和火柴等。实验步骤:1记录凸透镜的焦距;2安装和调试实验装置时,应使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在______;3固定凸透镜的位置,将蜡烛放在适当的位置后,移动______找像,在移动过程中,眼睛要注意观察光屏上的像直到清晰为止;测量并记录此时的______。……(2)实验过程中他使烛焰在光屏上成清晰的像,如图所示,此实验现象可以说明______的成像特点。(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)此时的物距u为______cm,像距v为______cm。试卷第7页,共7页 试卷第7页,共7页 参考答案1.上方上缩小二倍焦距以外>变小【详解】(1)[1][2]由图示知,凸透镜和光屏的中心在同一高度,而烛焰的中心偏低,则其像会成在光屏的上方,为了让像成在光屏中心,应向上调节蜡烛的高度。(2)[3]由图示知,物距为30.0cm,而凸透镜的焦距为10cm,物距大于二倍焦距,那么在光屏上的像是倒立、缩小的实像。[4]探究中只进行了一次物距大于二倍的操作便得出结论,这样的结论具有偶然性,那么应将蜡烛移到大于二倍焦距的其它位置进行多次实验。(3)[5]通过实验可知,当f<u<2f时,成倒立放大的实像,此时物距小于像距,即v>u(4)[6]当物距小于一倍焦距时,蜡烛靠近透镜,即物距变小时,像距也变小,像变小。2.使像成在光屏中央Ⅲ放大投影仪向左【详解】(1)[1]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同一高度,是为了使像成在光屏的中央。(2)[2][3][4]当把凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在25cm刻度线位置时,物距为50cm-25cm=25cm物距处于1倍焦距和2倍焦距之间时,凸透镜成倒立放小的实像,投影仪是根据这个原理制成的,此时像距大于2f,所以应该在Ⅲ区。[5]当蜡烛向左移动一段距离后,物距变大,由凸透镜成像规律可知像距应变小,所以要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向左移动。3.10.0使像成在光屏的中央缩小照相机左【详解】(1)[1]由图甲知,焦点到凸透镜的距离为所以凸透镜的焦距为10.0cm。(2)[2]将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,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同一高度,其目的是使像成在光屏的中央。(3)[3][4]小军把凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将蜡烛移至光具座上20cm答案第5页,共5页 刻度线处,物体在凸透镜的二倍焦距以外,成倒立、缩小的实像;照相机是利用这一成像规律工作的。(4)[5]保持蜡烛和凸透镜位置不变,小军将老花眼镜放置在凸透镜与蜡烛间,老花镜是凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,像会成在光屏的左方,若想在光屏上再次得到清晰的像,光屏向左移动。4.10倒立缩小照相机向右变大右不能烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一水平直线上(物距小于或等于一倍焦距)【详解】(1)[1]由凸透镜成像规律可知,当物体在距凸透镜二倍焦距时,成倒立、等大的实像,当蜡烛到凸透镜的距离为20cm时,移动光屏,直到光屏上成清晰的倒立、等大的实像,此时物距等于二倍焦距,所以该凸透镜的焦距为(2)[2][3][4]当蜡烛与凸透镜的距离如图所示,此时物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,此时在光屏上可得到一个清晰倒立、缩小的实像,照相机就是利用这种成像规律工作的。(3)[5][6]当把蜡烛从距凸透镜由30cm移到15cm时,物距变小,由凸透镜成像规律可知,像距变大,所以应向右移动光屏,物距变小,像距变大,像的大小变大,所以直到光屏上成清晰的像,此时观察像的大小,与②中所成像的大小相比变大。(4)[7]当蜡烛到凸透镜的距离为5cm时,此时物距小于一倍焦距,像与物体在凸透镜的同侧,所以为观察凸透镜成像特点,小军应从图乙中凸透镜的右侧进行观察。[8]若做成实像实验时,凸透镜上恰好飞落了一只小昆虫,物距小于一倍焦距,成虚像,所以小军不能在光屏上观察到昆虫的像。(5)[9]小强同学做该实验时,无论如何移动光屏,都承接不到像,其原因可能是烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一水平直线上,实像不能呈现在光屏的位置,或者,此时物距小于或等于一倍焦距,成虚像或不成像,像不能呈现在光屏上。5.10.0光屏的中央放大投影仪靠近变小不变【详解】(1)[1]由图知,凸透镜对光线有会聚作用,最小、最亮的光斑即为凸透镜的焦点,所以焦距为答案第5页,共5页 [2]实验时,为使像成于光屏的中央,应调节烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度。(2)[3][4]因物距为16cm,大于一倍焦距而小于二倍焦距,由凸透镜成像的规律知,在光屏上得到一个倒立、放大的实像;投影仪就是利用这一成像规律工作的。[5][6]将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,即增大物距,此时像距减小,要得到清晰的像,应将光屏向靠近透镜方向移动;由知,像的放大倍数减小,像将变小。(3)[7]遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的形状不发生变化,折射光线减少,像变暗。6.10投影仪D上【详解】(1)[1]若选择焦距为30cm的凸透镜,则凸透镜的2倍焦距为60cm,光具座刻度尺的量程为100cm,将凸透镜放在光具座50cm处会无法完成实验,故应选焦距为10cm的凸透镜。(2)[2]此时蜡烛到凸透镜的距离是15cm,像到凸透镜的距离为30cm,物距小于像距,此时凸透镜成倒立放大的实像,应用这一原理可制成投影仪。(3)[3]凸透镜被遮住一部分,光屏上仍然会出现完整的像,但是通过凸透镜的光线减少,所成的像会变暗一些。(4)[4]实验一段时间蜡烛变短,由于凸透镜成的是倒立的实像,所以成的像将靠近光屏的上方。7.倒立C刻度尺等大的像【详解】(1)[1][2]由图乙可知,观察到的是倒立的表;由题可知,物体距离凸透镜的距离不同时,成像的性质不同,所以可以探究凸透镜的成像情况与物、镜间的距离有何关系,故选C;(2)[3]实验中需要测量物距和像距,所以需要的测量工具为刻度尺;(4)[4]因为无法确定什么时候成放大的像,什么时候成缩小的像,所以需要找到临界点什么时候成等大的像,故他们物、镜间距离是15-20cm的范围内继续多做几次实验,找到等大的像,使结论更可靠。8.放大放大镜倒左小于【详解】(1)[1][2]答案第5页,共5页 根据凸透镜成像特点可知,当物体在凸透镜一倍焦距之内时,像成正立放大的虚像,和放大镜的成像原理相同。(3)[3]由(2)可知,将透镜另一侧的光屏移至距透镜10cm处时,此时在光屏上形成一个清晰的亮点,则亮点到凸透镜的距离就是焦距,则凸透镜的焦距为10cm,当蜡烛放置在距离透镜13cm处时,即物距在一倍到二倍焦距之间,则成倒立放大的实像。[4][5]物距不变,换成焦距为8cm的凸透镜后,焦距变小,所成的像变小,像的位置会靠近凸透镜,应将光屏向左移动。9.左小左上【详解】[1]若将蜡烛向左移动少许,此时物距变大,像距会变小,所以,应将光屏向左移动才能再次在光屏上成清晰的像。[2]成实像时,物距越大,像距越小,像也越小,所以此时的像比原来的像小。[3]由图可知,烛焰成的像成在光屏的左上角,实验要求像要始终成在光屏的中心,因为实像是倒立的,所以应该将光屏向左上方调节。10.同一高度10放大不能物距小于焦距A【详解】(1)[1]在实验时,应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一水平高度或同一直线,目的是使烛焰的像成在光屏的中央。(2)[2]因为物距大于像距,和照相机的成像原理相同,像距15cm,肯定在一倍焦距和二倍焦距之间,因此凸透镜的焦距为10cm。(3)[3]光路是可逆的,当调换物体和光屏的位置时,此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于二倍焦距,因此成倒立放大的实像。(4)[4][5]更换透镜后蜡烛在一倍焦距以内,成虚像,虚像不能用光屏承接。(5)[6]如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,只是挡住了上半部分,光线仍然可以从下半部分通过透镜折射成像,过去的光少了,像较暗,但是仍然完整。故选A。11.大同一高度见解析C见解析见解析【详解】(1)[1]实验中选用口径大的凸透镜比较好,透过的光比较多,实验现象明显。(2)[2]为了使像成在光屏的中央,烛焰,凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。(3)[3]烛焰的像能成在光屏上,说明成的是实像。答案第5页,共5页 [4]烛焰的像是倒立的,像相对于物体上下和左右都颠倒,像是图乙中的C。(4)[5]由实验数据可知,物距大于2倍焦距成倒立缩小的实像,物距增大,像距减小。(5)[6]光具座上的刻度尺范围是0~,当物距u=50cm20cm>v>10cm70cm>(u+v)>60cm能够完成实验,同理当物距小于50cm时也能完成实验。12.同一水平高度上光屏像距照相机30.020.0【详解】(1)[1]为了使像成在光屏的中央,实验前要调节烛焰中心、光屏中心和凸透镜中心使三者在同一高度上。[2][3]将蜡烛固定好位置后,要移动光屏,直到光屏上出现的像最清晰,此位置就是像的位置,然后记录凸透镜和光屏间的距离即为像距。(2)[4]观察光屏可知,此时所成的像是倒立、缩小的实像,应用是照相机。[5][6]由图可知,物距是40.0cm-10.0cm=30.00cm像距是60.0cm-40.0cm=20.00cm答案第5页,共5页

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所属: 初中 | 物理
发布时间:2021-10-28 13:00:56 页数:13
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