物理三章二节作图实验探究.docx
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物理三章二节作图实验探究
一、作图题
1、如图所示A1B1是物体AB在凸透镜中成的像,试在图中适当位置画出凸透镜和凸透镜的焦点F
2、图为某透镜成像的一种情况,其中AB是物体,CD是AB的像,试在图上的适当位置画上合适的透镜,并大致表出其焦点的位置。
D 二、实验,探究题
3、某实验小组在“探究凸透镜成像特点”实验过程中,进行了以下步骤:
(1)将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小、最亮的光斑,由此粗略测出此凸透镜焦距约是多少?
(2)小华同学将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图9所示,并使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,实验过程中凸透镜保持在光具座上50cm的位置处不变。
将烛焰移动到光具座上的15cm位置处,当光屏在光具座60~70cm间的某位置时,光屏将会接到烛焰的像,该像与物比较有什么特点?
应用这一原理可以制成什么光学仪器?
(3)小华同学对凸透镜成像做了进一步的探究,让凸透镜和烛焰的位置保持不变,将光屏向右移动了2cm,结果发现屏上烛焰的像变模糊,接着她将同学的近视眼镜放在透镜与烛焰之间并左右移动进行调节,结果光屏上烛焰的像又重新变清晰。
此现象说明近视眼镜是凸透镜还是凹透镜?
4、李云和张芳合作探究“凸透镜成像规律”(如图10,物距用u表示,焦距用f表示)。
当u>2f时,光屏上得到一个清晰、倒立、缩小的 像(选填“虚”或“实”);若想得到一个清晰放大的实像,蜡烛应向 凸透镜的方向移动,同时光屏应向 凸透镜的方向移动(两空都选填“远离”或“靠近”);若无论怎样移动光屏都不能得到蜡烛的像,说明u f(选填“>”、“=”或“<”)。
5、同学们要探究“凸透镜成像规律”.他们来到实验室,选用的器材如下图:
(1)请你简要说出实验探究前应怎样合理摆放和调整器材;
(2)器材调好后,蜡烛从离透镜较远的地方逐渐向透镜移动,调整光屏位置,在光屏上测出了不同位置时像的高度.并将数据填在表格中.
凸透镜焦距f=l0cm
物体到凸透镜距离u/cm
60
30
20
15
12
像的高度h/cm
0.4
l
2
4
10
文莉同学通过实验现象得出的结论是:
凸透镜成的像是倒立的:
林哲同学通过实验数据得出的结论是:
物体到凸透镜距离越近。
像就越大.请你对他们的实验过程及实验结论作出点评.
6、小周用图l2所示的装置“探究凸透镜成像规律”。
(1)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,其目的是使像能成在 。
(2)小周在图12所示位置得到一个清晰的像。
老师要求她在凸透镜不动的情况下.在光屏上再成一个更小的实像,小周应当把蜡烛向 移动.同时把光屏向 移动。
(3)小周把自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间,发现光屏上的像变得模糊不清.她应当向 移动光屏,可再次得到清晰的像。
7、某实验小组在“探究凸透镜成像特点”实验过程中,进行了以下步骤:
(1)将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小、最亮的光斑,由此粗略测出此凸透镜焦距约是多少?
(2)小华同学将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,如图9所示,并使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上,实验过程中凸透镜保持在光具座上50cm的位置处不变。
将烛焰移动到光具座上的15cm位置处,当光屏在光具座60~70cm间的某位置时,光屏将会接到烛焰的像,该像与物比较有什么特点?
应用这一原理可以制成什么光学仪器?
(3)小华同学对凸透镜成像做了进一步的探究,让凸透镜和烛焰的位置保持不变,将光屏向右移动了2cm,结果发现屏上烛焰的像变模糊,接着她将同学的近视眼镜放在透镜与烛焰之间并左右移动进行调节,结果光屏上烛焰的像又重新变清晰。
此现象说明近视眼镜是凸透镜还是凹透镜?
8、在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:
(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,凸透镜对光线具有 作用,该凸透镜的焦距是 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出其中一条可能的原因:
。
(3)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(填写像的性质); (填光学仪器)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。
9、小波在做“探究凸透镜成像”的实验中
(l)实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度,这样做的目的是使像成在__________________。
(2)他将凸透镜正对平行光,当光屏移动到图所示位置时,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜的焦距f=________cm。
10、在做“探究凸透镜成像规律”的实验时:
⑴小明发现所用的凸透镜没有标明焦距,于是他让太阳光平行于主光轴照射在凸透镜上,在透镜另一侧F点得到一个最小的亮点,如图所示。
试作出这一过程的光路图。
⑵请用刻度尺量出凸透镜的焦距:
f= cm。
⑶小明将该凸透镜放在光具座上进行实验,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图8所示,其中明显还需要调整的是 。
调整后,在光屏上恰好得到一个清晰的蜡烛的像,请你详尽地描述这个像的特点:
。
图8
⑷此时,小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置,结果光屏上原来清晰的像变模糊了,若不改变蜡烛和凸透镜的位置,应将光屏向 凸透镜的方向移动(填“远离”或“靠近”),才能使蜡烛的像变清晰。
此实验说明近视眼配戴合适的近视眼镜能矫正视力的原因是 。
11、 小刚同学在做“探究凸透镜成像规律”实验,其实验装置的示意图如图所示。
A、B、C、是主光轴上的三个点,F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。
(1)他把烛焰放在________点上,可以成正立、放大的虚像。
(2)他把烛焰放在________点上是属于幻灯机的原理。
12、我们都做过“探究凸透镜成像规律”的实验,图为该实验的装置图。
【测量凸透镜的焦距】
将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜焦距约是__________cm。
【评估实验的方案】
方案甲:
分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距f和二倍焦距2f处,调整光屏到凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点,分析总结得出凸透镜成像规律。
方案乙:
除甲中的做法外,还应该把蜡烛放在大于2f的某一位置,大于f小于2f的某一位置,观察并记录对应的成像情况,才能总结得出凸透镜成像的规律。
方案丙:
把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近,通过不断调整光屏到凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像,以及所成像的特点,包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势,尤其是在f和2f处所成像的情况,总结得出凸透镜成像的规律。
方案丁:
与丙不同的是,将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离,其它步骤相同。
以上四种方案中,哪些是科学合理的:
_____________(甲/乙/丙/丁)
【解决实验中问题】
⑴小莉同学做实验时,发现烛焰在光屏上的像偏高,如图18所示,若要使烛焰成像在光屏中心,只调节光屏,应将光屏向__________(上/下)调节。
⑵小丽同学做实验时,发现无论怎样调节光屏的位置,都不能在光屏上呈现清晰的像。
请你写出两种可能的原因:
①__________________________________________________________
②___________________________________________________________
13、某小组同学在“研究凸透镜成像规律”的实验中,记下所用凸透镜的焦距,按正确
的方法安装和调节好实验装置。
他们在光具座上先固定焦距为10厘米的凸透镜,按表一中的物距u依次进行实验,每次都使光屏上烛焰的像最清晰,并将相应的像距v和成像情况记录在表一中。
然后他们换用焦距为12厘米的凸透镜,重复上述实验,并将数据和现象记录在表二中。
表一(凸透镜的焦距为f1=10厘米)
实验序号
u(厘米)
v(厘米)
成像情况
像的正倒
像的虚实
像的大小
1
50
12.5
倒立
实像
缩小
2
30
15
倒立
实像
缩小
3
20
20
倒立
实像
等大
4
15
30
倒立
实像
放大
实验序号
u(厘米)
v(厘米)
成像情况
像的正倒
像的虚实
像的大小
5
50
15.8
倒立
实像
缩小
6
30
20
倒立
实像
缩小
7
20
30
倒立
实像
放大
8
15
60
倒立
实像
放大
表二(凸透镜的焦距为f2=12厘米)
(1)分析实验序号3和7,可以得出的初步结论是:
_____________________。
(2)分析比较实验序号1、2(或5、6)数据中的像距v与物距u以及成像情况,可得出的初步结论是:
同一凸透镜物距大于像距时,______________________________________。
(3)分析比较实验序号____________________________数据中的物距u与像距v的关系及相关条件,可得出的初步结沦是:
不同的凸透镜,当它们成实像时,物距相同,像距随焦距的增大而增大。
(4)分析比较实验序号1、2、3与4(或5、6、7与8)数据中的像距v与物距u变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:
___________________________________________。
14、在探究凸透镜成像的实验中:
(1)在探究前,小明同学将凸透镜对着太阳光,把透镜逐渐向白纸移动,直到太阳光在白纸上会聚到一点.这一操作的目的是__________________________________________。
(2)小明将蜡烛、凸透镜和光屏放入光具座中进行实验.其中一次实验情景如图所示;由此得到的实验结论___________________________________________________________。
15、小明使用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,如图所示:
(1)要使像能够成在光屏的中央,应将光屏向_________调整(选填“上”或“下”):
(2)实验过程中,当烛焰距凸透镜15cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上得到一等大清晰的像,则凸透镜的焦距是__________cm;
(3)接着使烛焰向左移动5cm,此时应该将光屏向_________移动某一位置(选填“左”或“右”)才能在屏上得到__________清晰的实像。
16、
(1)某同学利用凸透镜成像规律,在光具座上粗略测量某一凸透镜的焦距,实验情况如下图15所示,则该凸透镜的焦距大约是:
________
(2)该同学利用此凸透镜做成像实验,得到的数据记录如下:
实验
次数
物距
u/cm
像距
v/cm
凸透镜的
放大率β
1
30
15
0.5
2
18
36
2
3
15
60
4
4
20
20
1
(凸透镜的放大率β=烛焰像的长度/烛焰的长度)
①从表中的数据可看出,当物体向焦点移动时,物距逐渐减小,像的大小逐渐___________(选填“变大”或“变小”)。
②从表中的数据可以得到u、v、β关系是β=___________。
③使用照相机拍近处物体的特写镜头时,应该将照相机的镜头___________(选填“伸长”或“缩短”)。
17、某同学在探究凸透镜成像的规律时,用了两个焦距不同的凸透镜分别进行了若干次操作,并把实验数据准确地记录在以下两个表中。
透镜的焦距
物体到透镜的距离
像到透镜的距离
像的正倒
透镜的焦距
物体到透镜的距离
像到透镜的距离
像的正倒
14
20
47
倒立
16
20
80
倒立
14
30
26
倒立
16
30
34
倒立
14
40
22
倒立
16
40
27
倒立
14
60
18
倒立
16
60
22
倒立
18、当物体在凸透镜中成实像时,像的大小会随物距的减小而增大,那么物体在凸透镜中成虚像时,像的大小与物距有什么关系呢?
请你设计一个实验去探究。
19、如图所示是“研究凸透镜成像”的实验图,若在透镜右边的光屏上(光屏未画)得到清晰缩小的实像,则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的 点处, 机就是利用此成像特点制成的:
20、在研究“凸透镜”成像的实验中:
(1)小华同学安装和调整好仪器装置后开始实验,当把蜡烛和凸透镜固定时,发现无论怎样移动光屏,都不能在光屏上看到清晰的像,原因可能是 (写一种即可).当蜡烛放在凸透镜左侧距透镜20cm时,右侧光屏上得到一个倒立、等大的实像,则该凸透镜的焦距是 cm,当蜡烛放在凸透镜左侧距透镜15cm时,右侧光屏上得到一个 的实像.
(2)小华同学在实验时想到一个问题:
若透镜有一半左右用黑纸板挡住了,光屏上是否还会出现完整的像?
像有什么变化?
21、某同学在探究凸透镜成像的规律时,观察到某一凸透镜在光具座上的实验情况如图12所示,已知该凸透镜的焦距f大约是10cm,请把图中的数据和观察结果填入下表中:
现象
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
实虚
大小
正倒
甲
乙
丙
22、小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律,进行了如下操作并得到了相关结论.请你将空缺部分补充 完整。
(1)将一束平行光射向凸透镜,得到如图所示的光路图. 则该透镜的焦距为 cm.
(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上,并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在 .
(3)按要求进行观察和测量,并将观测情况记录在下表中.
①上表中实验序号2中像的性质为
②当烛焰从远处向透镜靠近时,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.
23、在“研究凸透镜成像规律的实验中”:
(1)在实验时,应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 ,其目的是为了 。
(2)当蜡烛在凸透镜左侧距凸透镜20cm的时候,在光屏上得到一个倒立等大的实像,则凸透镜的焦距是 cm;当蜡烛再向凸透镜靠近5cm时,所成的像的性质是 、 、 ,利用此原理制成了 。
24、做“探究凸透镜成像的规律”的实验时,有一个实验小组根据实验现象和测得的数据填写如下表格:
物距u/㎝
像距v/㎝
物像位置的关系
像的性质
25
11.8
物与像分居于透镜两侧
倒立、缩小的实像
20
13.2
物与像分居于透镜两侧
倒立、缩小的实像
15
17.1
物与像分居于透镜两侧
倒立、放大的实像
10
38.5
物与像分居于透镜两侧
倒立、放大的实像
5
物与像位于透镜同侧
正立、放大的虚像
2
物与像位于透镜同侧
正立、放大的虚像
做实验时,老师没有提供凸透镜的焦距。
请你分析上表内容,写出两个实验
结论
① ;② .
25、小明做“探究凸透镜成像规律”的实验,所用凸透镜焦距为10cm.实验过程中,如图所示,光屏上可得一个清晰的像,这个像是 (选填“倒立”或“正立”), (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像.生活中 就是利用这个原理制成的.图中若固定凸透镜,将蜡烛移到30cm刻线处,再向 (选填“左”或“右”)移动光屏到适当位置,又可在屏上得到一个清晰的像.
26、在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中:
(1)测量凸透镜的焦距如图所示,则该凸透镜的焦距约为__ _cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次从左向右放在光具座上。
点燃蜡烛后,调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_________ ______上。
(3)当烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、___ __的实像。
生活中使用的___ _ _ __就是利用这一成像规律工作的(填一光学仪器)。
(4)在(3)中移动光屏成清晰像后,拿走光屏,再将蜡烛放在光屏位置处,则此时光屏应放在______ _ ____位置才能成清晰的像,此现象说明凸透镜的光路是_____ ___的。
27、在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。
(1)实验时,应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________。
(2)所用凸透镜的焦距为10cm。
某同学的实验数据如下表。
次数
物体到凸透镜的距离/cm
像到凸透镜的距离/cm
像的大小(放大或缩小)
像的正倒
1
30
15
缩小
倒
2
20
20
等大
倒
3
14
35
放大
倒
4
10
/
不成像
/
5
8
/
放大
正
①分析1、2、3次实验的数据可知_______、______、_____。
②在第5次实验中,从_______一侧透过透镜看到在_______一侧放大的像。
28、在“研究凸透镜成像”的实验中,当凸透镜、烛焰和光屏放在图中A、B、C三个位置时,屏上成一个缩小的像,则在A点位置放的是____________,在B点位置放的是____________,在C点位置放的是____________。
29、在“研究凸透镜成像规律”的实验中,请你设计一个测量凸透镜焦距的简易实验方案,写出实验步骤:
(1)____________________________________ ;
(2)_____________________________________。
评估你的实验方案的优缺点:
_________________。
30、 某同学做“研究凸透镜成像规律”的实验,当他将蜡烛、透镜、光屏的位置调节到屏上出现一个清晰的像时,发现光屏上的像比较小,为了获得较大的像,在不改变透镜位置的情况下,他应进行的操作是:
①_________;②_________,直至光屏上出现清晰的像为止。
31、在“研究凸透镜成像条件”的实验中,在光屏上出现清晰的烛焰的像,如图所示,由此可以判断蜡烛到凸透镜的距离所在的范围是 。
利用凸透镜的这一原理可制成 。
32、小芳同学实验探究凸透镜成像的规律,她首先按图11所示完成仪器装配,图中H点是2倍焦距处。
经过调节,在光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高,为了使像能成在光屏的中央,应把蜡烛向______(选填“上”或“下”)调;调节好蜡烛的高度后,她把蜡烛移到A点处,此时光屏上的像很模糊,为了得到清晰的像,应把光屏向______移动(填“左”或“右”),这次成的是倒立、________的实像。
33、如图所示,小刚用焦距为10cm的凸透镜作实验。
他点燃蜡烛后,沿光具座移动光屏,在光屏上始终得不到烛焰完整的像。
经过分析,他发现造成这种现象的原因是烛焰中心、 中心和光屏中心没有被调整到同一高度。
上述问题解决后,小刚在光屏上看到烛焰清晰、完整的像。
并测得蜡烛与凸透镜的距离为15cm,则该像是倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像。
34、我们都做过“探究凸透镜成像规律”的实验,图示为该实验的装置图。
实验时首先利用太阳光测出所使用的凸透镜的焦距f。
请你认真思考下面的四种实验设计方案后,回答问题
甲.分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距f和二倍焦距2f处,调整光屏到凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点,分析总结得出凸透镜成像的规律。
乙.除甲中的做法外,还应该把蜡烛放在大于2f的某一位置和大于f,小于2f的某一位置,观察并记录对应的成像情况,才能总结得出凸透镜成像的规律。
丙.把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近,通过不断调整光屏到凸透镜的距离,观察并记录在屏上能否成像,以及所成像的特点,包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势,尤其是在f和2f处所成像的情况,从而总结得出凸透镜成像的规律。
丁.与丙不同的是,将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离,其它步骤相同。
以上四种方案中,哪些是科学合理的:
_______(选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁
35、我们准备通过实验找出凸透镜成像的规律,使用的器材有蜡烛、光屏、刻度尺、火柴、凸透镜及相应的支座针对实验的过程,请在下面的空格中填上适当内容或回答问题:
(1)实验中,要通过调节使透镜光心、蜡烛焰心及光屏中心三者在________,这三者放在中间位置的应当是________.
(2)为了完整地找出凸透镜成像的规律,若透镜焦距为f,则蜡烛应放在凸透镜前物距u分别是:
u=2f、u=f,以及u>2f、________、________的三个区间内;
(3)实验中我们首先要确定凸透镜的焦距,如果实验当天是阴天,如何借助上述器材粗略地测出凸透镜的焦距?
36、某同学在做“研究凸透镜成像”的实验时,先将凸透镜正对着太阳,移动凸透镜,在地上得到一个亮点,并用刻度尺测出亮点到凸透镜的距离,这样做是为了_____________________;实验时应把凸透镜、蜡烛、光屏放在光具座上,调整 的高度,使它们的中心和__________的中心大致在同一高度,目的是使蜡烛的像成在__________。
37、在研究“凸透镜成像规律”时,保持凸透镜位置不变,先后将蜡烛分别放在图所示的a、b、c、d四点,并调节光屏的位置。
请回答:
(1)能够
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