实验05 探究凸透镜成像规律实验.docx

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1、实验五、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 2f，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2f，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2f u f，移动光屏，直

2、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物距与焦距的关系物距u/cm像的性质像距v/cm实虚大小正倒u 2 fu = 2 f【实验结论】:物距像的性质像距应用倒、正放、缩虚、实u2f倒立缩小实像fv2f照相机fu2f幻灯机u2f时，物体移动速度（选填“大于”、“小于”、或“等于”）像 移动的速度。当fu 2f，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

3、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2f，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2f u f，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物距与焦距的关系物距u/cm像的性质像距v/cm实虚大小正倒u 2 fu = 2 /2f

4、 u fu = fu V f【实验结论】:物距像的性质像距应用倒、正放、缩虚、实u2f倒立缩小实像fv2f照相机fu2f幻灯机u2f，成倒立、缩小的实像，2fvf，即光屏距离凸透镜的距离在10cm - 20cm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

5、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)。甲己(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。

6、（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】：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fu060 70 SO 90 cm（1）将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在 光屏上看到发光体清晰的像。

7、这说明近视眼镜对光线有作用，它应该J透镜。由此可知，在近视眼得 到矫正之前，物体的像成在视网膜的_ （填“前方”或“后方”）。（2）取下近视眼镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，然后将另一个镜片放在发光 体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了，再使光屏靠近透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰 的像。这说明戴上这个眼睛可以矫正_眼。【答案】：（1）发散；凹；前方；（2）远视。【解析】：（1）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，发散作用是使原来会聚成像的光线向后会聚；近视眼是因为晶状体太厚或眼球太长，像成在视网膜的前方；将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清晰的

8、像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光屏上 看到发光体清晰的像；（2）取下近视镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，然后将另一个镜片放在发光体 和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了；再使光屏靠近透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰的 像，说明眼镜对光线有会聚作用，是凸透镜，应用于远视眼镜，说明带上这个眼镜可以矫正远视眼。练习5：（2019-营口）小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究“凸透镜成像的规律：l|llll|llll|llll|llll|llll|llll|llll|llll|ll40 5060 70 cm| | | III | | | | | II | 11

9、11 | | | III I III | | II |01。0 W 如 W 谷。*090 m（1） 小明通过图甲的实验操作，确定了该凸透镜的焦足。实验时，把凸透镜固定在光具座50cm 刻度线处。（2）小明将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像， 则该像是倒立、的实像。（3）小明又将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处，为在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动，应用这一成像特点可制成的光学仪器 ；此时小明 把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，若要在光屏上再次成清晰的像，则需要将光屏 （选 填“靠近”或“远离”）透镜

10、的方向移动。（4）小明将蜡烛移至光具座上40cm刻度线处，移动光屏，发现不能在光屏上得到像，为了观察此时成像 特点，请你写出接下来的操作是：；小明将蜡烛继续靠近透镜，看到的像 将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）15cm；（2）缩小；（3）远离；幻灯机；远离；（4）眼睛在光屏一侧透过凸透镜可观察所成的像（正立放大的虚像）；变小。【解析】（1）平行光线经过凸透镜后会会聚与主光轴上的一点，这一点叫焦点，焦点到光心的距离称为焦距；由 图甲可知凸透镜的焦距时15cm；（2）将蜡烛移至光具座上10cm刻度线处，由图可知，此时物距为u=50-10=402f；根据成像特点该像 是倒立，缩

11、小的实像；(3) 将蜡烛移至光具座上25cm刻度线处，物距变小，则像距变大，所以应将光屏向远离透镜的方向移 动，此时物体在一倍焦距和二倍焦距之间；应用有幻灯机；近视镜属于凹透镜，对光线具有发散作用，使 形成的像会远离透镜，因此光屏也应该远离透镜才能重新成清晰的像。(4) 将蜡烛移至光具座上40cm刻度线处，物距u=50-40=10f，不能在光屏上得到清晰的像，应该眼睛 在光屏一侧透过凸透镜可观察所成的像。根据凸透镜成像规律可知，小明将蜡烛继续靠近透镜，所看到像 会变小。练习6：(2019齐齐哈尔)小伟用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为 10cmnnprp n n

12、 F|rnrpTnpTrr|Tnrprnnn rnq n pTnprpniinnpnjniipnifnn腿m 19(1) 小伟在组装器材时，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 同一水平直线上，这样做的目的是：。(2) 实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动光屏，可在 光屏上得到一个倒立、的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”)。(3) 接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，他应将光屏向 透镜方向移动(选填“靠近”或“远离”)此时的像与步骤(2)中的像相比，大小将变。(

13、4) 如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，移动光屏，再次得到烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是 (选填“放大镜”投影仪”或“照相机”)。小伟发现，随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会向 移动。【答案】(1) 使像成在光屏的中央；(2)放大；(3)靠近；小；(4)照相机；上。【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) 实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。当蜡烛距离凸透镜15cm时，fu2f，凸透 镜成倒立放大的实像，移动光屏，

14、可在光屏上得到一个倒立、放大的实像；(3) 接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，根据凸 透镜成实像时，物近远像近像变小，他应将光屏向靠近透镜方向移动此时的像与步骤Q）中的像相比，大 小将变小；（4）如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，此时物距大于2倍焦距时，成倒立缩小实像，移动光屏，再次得到烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机；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。练习7：（2018徐州）如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中。（1） 组装调整实验器材时，要使烛焰和 的中心

15、位于凸透镜的主光轴上。（2） 实验所用凸透镜的焦距为20cm，若烛焰在凸透镜前30cm处，则可在凸透镜的另一侧得到一个。A.倒立、放大的实像B.倒立、缩小的实像C.正立、放大的虚像D.正立、缩小的虚像（3）接下来，保持烛焰和凸透镜的位置不变，换一个焦距小一些的凸透镜，则所成像的大小比刚才的像。（4） 如果要估测题（3）中凸透镜的焦距，可以让烛焰距离凸透 ，此时像距就近似等于焦距。【答案】：（1）光屏；（2） A；（3）小；（4）足够远【解析】：（1）为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；（2）由题意可知凸透镜焦距f=20cm，物距u=30cm，满足fu2f时，物体移动速度（选填“大于”、“小于”、或“等于”）像 移动的速度。当fu2f时，物体移动速度（选填“大于”、“小于”、或“等于”）像移动的速度。【答案】：（1）物距（物体到凸透镜的距离）（2）10（3）照相机（4