2024河北物理中考备考重难专题：探究凸透镜成像规律 （课后练习）

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例 小明同学用如图甲所示装置“探究凸透镜成像规律”．多次进行实验，记录并绘制了物距u与像距v之间的关系图像如图乙所示．
(1)小明将蜡烛、凸透镜与光屏依次摆放到光具座上，为进行实验探究，小明接下来应该进行的操作是____________________________________________________________，该透镜的焦距是________cm.
(2)调节蜡烛、凸透镜与光屏的位置如图甲所示，在光屏上得到倒立、________的实像，生活中________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)是应用这一成像规律制成的．
变式 保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45 cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像.小明观察到像的方法是_______________________________________.
(3)如图甲所示，小明将蜡烛向远离透镜的方向移动，为了使光屏上的像变清晰，应将光屏向_____移动适当距离，此过程中所成的像逐渐变______.
(4)保持凸透镜的位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜11 cm处，在光具座上无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，原因可能是__________________．聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，向左移动光屏就得到了清晰的像，则小明拿起的眼镜是________(选填“近视镜”或“远视镜”).
(5)实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡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
(6)小明用一焦距大小未知的透镜替换图甲中的透镜进行实验，保持蜡烛与透镜位置不变，移动光屏使光屏上恰好成清晰的像，如图丙所示，根据图中信息，可以推断本实验所使用凸透镜的焦距范围为______________，此时得到的像比图甲中的像______(选填“大”或“小”).
丙
(7)实验中需要光屏呈现清晰的像，但是光屏上的像时而清晰、时而模糊，不能持续保持最清晰，这种现象是因为：________________________________________________________________________.
(8)同学小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的．请你设计一种简单的方法验证小亮的观点：_______________________________________________________________________
_________________________________________________________________________.
实战演练
1.(2022河北真题改编)小明利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律．将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如下表．
第1题图
下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距为20 cm
B.从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大
C.当光屏上成清晰像时，拿开光屏，眼睛在一定范围内仍能看到像
D.蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像会向下移
E.当u＝40 cm时，将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上可成清晰的像，该成像规律应用在照相机上
F.当u＝30 cm时，换成焦距为15 cm的凸透镜后，保持凸透镜和蜡烛的位置不变，为了使承接的像变清晰，光屏应向右移动
G.第5次实验后，在贴近凸透镜左侧放一眼镜片，向右移动光屏，能在光屏上成清晰的像，则眼镜片对光起会聚作用
H.用LED灯代替平常使用的蜡烛进行实验的优点有：便于观察实验现象、减少污染等
2. 小聪同学为探究凸透镜成像规律，进行了如下实验：
第2题图
(1)将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为________cm.
(2)在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上，这样做的目的是____________________________．
(3)在如图乙所示实验情形下，此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像．此像是________(选填“正立”或“倒立”)、________(选填“放大”或“缩小”)的实像．
(4)在如图乙所示实验情形下，如果保持蜡烛和光屏的位置不变，把凸透镜移到光具座上35 cm刻度处，可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像．生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的．
(5)在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当靠近凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清．此现象可以体现________(选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况．为使呈现一个清晰的像，则应在蜡烛与凸透镜中间加一个_____透镜.
(6)将光源放置在45 cm刻度的位置，拿掉光屏，从凸透镜右侧看向光源时，发现凸透镜上有很小一个污点，这时人眼看到的成像情况是________(填写序号).
①不能成像②部分放大的像
③完整放大的像④完整缩小的点
(7)某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，如图丙所示．将蜡烛向左移动，如果要保证光屏上还是成清晰的像，我们应该向水透镜中______(选填“注水”或“排水”)，此时水透镜的焦距变________(选填“大”或“小”).
丙
参考答案
典例精讲
例 (1)调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度 10 (2)缩小 照相机 变式 撤去光屏，在凸透镜右侧(光屏一侧)透过凸透镜观察 (3)左 小 (4)像距超出光具座范围 远视镜 (5)D (6)15 cm＜f＜22.5 cm 大 (7)烛焰晃动，使烛焰与凸透镜之间的距离发生变化，从而影响像的清晰度 (8)朝正对光具座刻度尺的方向吹动烛焰，观察光屏上像的晃动方向是否与烛焰的晃动方向相反(合理即可)
【解析】(1)为了更好地观察凸透镜成像情况，需使烛焰的像成在光屏中央！即调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度，由图乙可知，u＝v＝2f＝20 cm，解得凸透镜的焦距为f＝10 cm；
(2)由图甲可知，此时物距u＝30 cm＞2f，光屏上成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是应用这一成像规律制成的；
变式 保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45 cm处，此时u