年中考物理重点实验复习《探究凸透镜成像规律》

探究凸透镜成像规律【考点梳理】①调节三心高及其目的：“三心同高”不说三心在同一直线上”，后者也可以成像在广平的中央，但是，当改变物距时，不仅要调节像距，而且要再次调节光屏的高度，给操作带来麻烦。②“测焦距”：测量光心到焦点的距离。③像随物体，随透镜移动的规律：比如蜡烛燃烧变短，应该如何调节透镜、调节光屏。④凸透镜成像的特点及其应用。⑤不能调节“三心同高”的原因：。⑥不透明的物体遮住了透镜分析成像的情况：所成的像仍然完整，但亮度变暗。①凸透镜与光屏平面应该与光具座的轨道垂直。②当物距大于2f的时候，是做一次实验还是做多次实验，为什么?多次，一是排除偶然性，得到普遍规律；二是要得出物距改变时，像距和像的大小变化规律。③光源不用蜡烛用发光二极管的好处：可以增加物体的亮度，使成像更清晰；便于观察凸透镜成像的性质；所成的像不会晃动，更加稳定；跟燃烧蜡烛相比，LED发光体更安全、环保。④选择透镜的焦距，主光轴一般1m左右，透镜焦距不宜太大。⑤拓展：考察当物距不变时，像的大小与焦距的关系：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距越大；此时所成像的大小越大。【典例引领】例1.（2023年抚顺中考题）29.小毛用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究“凸透镜成像的规律”。（1）小毛将一束平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现_________________，此时凸透镜和光屏的位置如图甲所示，从而正确测出凸透镜的焦距；（2）实验前，为了使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，应将如图乙所示的________适当向下调节；（3）将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动，在___________（填“50cm~60cm”“60cm~70cm”或“0cm~80cm”）刻度之间移动光屏，直至光屏上出现烛焰清晰的像。生活中的__________（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理工作的；（4）在（3）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，则光屏上烛焰的像相对烛焰是________（填“放大”或“缩小”）的。此时小毛将近视眼镜的镜片放在凸透镜与蜡烛之间合适的位置，则应将光屏________（填“远离”或“靠近”）凸透镜，可使光屏上再次出现烛焰清晰的像。解析：（1）小毛将一束平行于凸透镜主光轴的光线射向凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出很小、很亮的光斑，这个光斑叫焦点；此时凸透镜和光屏的位置如图甲所示，可知凸透镜的焦距为f==（2）实验前，为了使像成在光屏上，要调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，应将如图乙所示的光屏适当向下调节。（3）将蜡烛、凸透镜保持在如图乙位置不动，可知物距大于2倍焦距（成倒立、缩小的实像），像距在1倍焦距和2倍焦距之间，即在60cm~70cm刻度之间移动光屏，直至光屏上出现烛焰清晰的像；生活中的照相机就是利用这一成像原理工作的。（4）在（3）的基础上，保持凸透镜位置不动，对调蜡烛和光屏，根据光路的可逆性，则光屏上烛焰的像相对烛焰是放大的。此时小毛将近视眼镜的镜片放在凸透镜与蜡烛之间合适的位置，因近视眼镜对光线有发散作用，则应将光屏远离凸透镜，可使光屏上再次出现烛焰清晰的像。答案：（1）很小、很亮的光斑；（2）光屏；（3）60cm~70cm；照相机；（4）放大；远离。例2.（2023年苏州中考题）29.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。（1）如图甲，把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，并将蜡烛烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上，目的是使像成在_____________；（2）按要求进行观察和测量，并将部分观测情况记录在下列表中：实验序号物距u/cm像距v/cm像的性质16020倒立、缩小、实像23030倒立、等大、实像320410①凸透镜焦距f＝________cm；②当物距u=20cm时，像距v＝________cm；③当物距u=10cm时，像的性质是_________；（3）如图乙是航天员王亚平太空授课制作水球时呈现的情景，假设她稍向后远离水球，则她在球中所成的像将_________（“变大”、“变小”或“不变”）。解析：（1）将蜡烛烛焰、凸透镜中心和光屏中央调到同一高度，目的是使像成在光屏中央。（2）①观察表格中数据，当物距为30cm时，像距也为30cm，可知，此时蜡烛在2倍焦距处，因此该凸透镜额焦距f=15cm②观察表格数据，当物距为60cm时，像距为20cm，根据光的折射中光路可逆可知，当物距为20cm时，像距为60cm。③当物距为10cm，物距小于一倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚像。（3）图中成倒立的像，说明此时成实像。当王亚平稍向后远离水球，则物距变大，根据凸透镜成实像时的规律（物远像近像变小）可知，她在球中所成的像变小。答案：（1）光屏中央；（2）①15；②60；③正立、放大、虚像；（3）变小。【真题演练】1.（2023年齐齐哈尔中考题）16.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为10cm，下列说法正确的是（）A.烛焰在如图所示位置所成像的特点与照相机成像特点相同B.将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，向右移动光屏可得到烛焰所成清晰的像C.将蜡烛移动到光具座42cm刻度线处，烛焰所成的像是倒立、放大的D.将蜡烛移动到光具座30cm刻度线处，移动光屏至适当位置，光屏上可得到等大的像【答案】D2.（2023年郴州中考题）10.如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是（）A.当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像B.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小C.若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中B区域D.若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域【答案】B3.（2023年临沂中考题）16.在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能承接到烛焰清晰的像，下列判断正确的是（）A.实验用凸透镜的焦距为B.光屏上的像是烛焰放大的实像C.仅将凸透镜左移不能再次成像D.将光屏右移可模拟近视眼成像【答案】D4.（2023年泰安中考题）12.小芳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，实验数据如表所示。下列说法中（）实验次数12345物距u/cm6030201512像距υ/cm1215203060①该凸透镜的焦距为20cm②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大④当时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像A.只有①④正确B.只有②③正确C.只有①②正确D.只有②③④正确【答案】B5.（2023年江西中考题）10.某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是（）A.光屏上像是正立的 B.光屏上的像是放大的C.投影仪是利用此成像原理制成的D.撤去光屏，烛焰的像仍然在原处【答案】D6.（2023年河北中考题）6.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏位置如图所示时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是（）A.投影仪就是利用这一规律成像的B.将蜡烛放置在35cm刻度处，仅向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放大的实像C.若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住凸透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整D.蜡烛、凸透镜、光屏位置不动，用焦距8cm凸透镜替换该透镜，光屏上不再成清晰的像【答案】BD7.（2023年广西中考题）16.小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（）A.此时成像特点与照相机的相同B.此时“水凸透镜”的焦距为C.调节“水凸透镜”的厚度可改变其焦距D.蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动【答案】CD8.（2023年天津中考题）11.在探究凸透镜成像规律时，蜡烛和凸透镜的位置如图所示，移动光屏可承接到烛焰清晰等大的像（图中未画出光屏）。若保持透镜位置不交，将蜡烛调至20cm刻度处时，下列判断正确的是（）A.该透镜的焦距是10cmB.移动光屏可承接到烛焰清晰放大的像C.像的位置在60cm~70cm刻度之间D.照相机应用了该次实验的成像规律【答案】ACD9.（2023年安徽中考题）19.某小组探究平面镜和凸透镜成像的特点，将光源和光屏分别竖直放置在水平光具座上的A、C位置，B是AC的中点，如图1所示。在AB之间朝向A观察，看到的光源形状如图2中的甲所示。（1）在B处竖直放置一块平面镜，镜面朝向光源，小丽在AB之间观察平面镜中像，小明在BC之间观察光屏。此后，小亮将平面镜更换为一个凸透镜，恰能在光屏上成等大的像，他在BC之间观察光屏上的像。上述实验过程中，小丽、小明和小亮观察到的分别是图2中的______（选填“①”“②”“③”或“④”）；①甲、丙、戊②乙、丙、丁③乙、乙、丁④乙、乙、戊（2）小亮继续实验，要在光屏上得到一个缩小的像，可保持光源位置不变，将凸透镜向______（选填“A”或“C”）移动，并调节光屏的位置直到呈现清晰的像。【答案】（1）②；（2）C10.（2023年随州中考题）16.在“探究凸透镜成像规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏处于如图所示的位置时，在光屏上恰好得到一个清晰的像。（1）此凸透镜的焦距f=________cm；（2）保持凸透镜位置不变，若将蜡烛放置在42cm刻度线处，生活中的_________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理工作的；（3）保持凸透镜位置不变，蜡烛从30cm处移动到10cm刻度线处，光屏应向_______（选填“左”或“右”）移动才能得到清晰的像。【答案】①；②放大镜；③左11.（2023年凉山州中考题）27.小丁在探究凸透镜成像规律的实验中：（1）当烛焰、焦距为10cm的凸透镜A位于图甲中位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；（2）保持蜡烛位置不变，小丁用焦距为5cm的凸透镜B在原位置替换凸透镜A，要使光屏上仍得到烛焰清晰的像，应该将光屏向___________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜B的方向移动；（3）如图乙所示，蜡烛和凸透镜之间放上近视眼镜，光屏上能得到清晰的像，若取下眼镜，要在光屏上重新得到清晰的像，应将光屏___________（选填“靠近”或“远离”示）凸透镜。【答案】①缩小；②靠近；③靠近12.（2023年泸州中考题）14.小明在探究凸透镜成像规律时，安装好器材，调节蜡烛、凸透镜与光屏在如图所示的位置，在光屏上得到清晰的像，则凸透镜的焦距为________cm。固定凸透镜位置，他将蜡烛移到15cm刻度处，为了在光屏上得到清晰的像，接下来小明应该进行的操作是______________；生活中应用这一规律的光学器材是________。【答案】①；②将光屏向左移动适当距离；③照相机13.（2023年滨州中考题）21.某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。（1）实验前，应先调整烛焰，凸透镜，光屏三者的中心在____________；（2）如图所示，烛焰恰好在光屏上成倒立、______（选填“放大”、“等大”成“缩小”）清晰的实像，这是______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的工作原理；（3）若凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，______（选填“仍能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像，这说明光发生折射时，光路是______的；（4）若保持图中蜡烛、凸透镜的位置不变，只把光屏向右适当调节，光屏上烛焰的像逐渐变得模糊，这与______（选填“近视眼”或“远视眼”）形成原因相同。【答案】①同一高度；②缩小；③照相机；④仍能；⑤可逆的；⑥近视眼14.（2023年通辽中考题）20.同学们为了探究平面镜成像的特点，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。（1）如图所示，将一只点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用__________（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧，移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合；（2）取下蜡烛B，并在丙位置处放一光屏，光屏上不能承接到蜡烛A的像，说明平面镜成的像是________（选填“实像”或“虚像”）；（3）接着同学们想利用上述装置探究凸透镜成像规律，将乙处器材换成一个凸透镜，再将蜡烛A移至35cm刻度线处，丙位置的光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，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。此时，用直径相同、焦距更大的凸透镜替换原凸透镜，移动光屏也得到了清晰的像，则此时的像较原来的像________（选填“变大”“变小”或“不变”）；（4）在上一步实验的基础上，小明将一远视镜片放在凸透镜与蜡烛之间，要使光屏上还能呈清晰的像，可将光屏适当向_______（选填“左”或“右”）移动。【答案】①玻璃板；②虚像；③投影仪；④变大；⑤左15.（2023年怀化中考题）28.智能手机扫码功能可快速获取信息，手机摄像头相当于________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）；二维码通过摄像头在手机中所成的是______（选填“实”或“虚”）像。图乙，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上可观察到倒立_______（选填“放大”或“缩小”）的_______（选填“实”或“虚”）像，生活中的应用是_________（选填“投影仪”或“照相机”）。【答案】①凸透镜；②实；③放大；④实；⑤投影仪16.（2023年衡阳中考题）22.小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律：（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为___________cm；（2）实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到___________；（3）小明将蜡烛移至光具座20cm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。生活中的___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的；（4）接着，小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中，光路是___________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，将蜡烛适当远离凸透镜，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。【答案】①；②同一水平高度上；③缩小；④照相机；⑤可逆；⑥近视眼17.（2023年葫芦岛中考题）29.小宋进入实验室准备探究凸透镜成像规律的实验时，恰好看到窗户通过凸透镜在光屏上所成的清晰的像，如图甲所示，此时凸透镜和光屏分别在光具座的50cm、61cm刻度线处，如图乙所示。（1）图甲光屏上窗户的像是倒立、________的实像，生活中________就是应用这一成像原理工作。如果实验室只有焦距为“10cm”和“20cm”两种规格的凸透镜，根据他观察到的现象，可知光具座上凸透镜的焦距为________cm；（2）把点燃的蜡烛放在光具座的20cm刻度线处，凸透镜、光屏保持如图乙所示的位置不变，调整烛焰、凸透镜和光屏高度，使三者的中心在________。可以适当的向________（选填“左”或“右”）移动光屏，使光屏上得到烛焰清晰的像；（3）在（2）的基础上，把蜡烛向右移动一段距离，光屏上的像模糊了，可以在凸透镜和蜡烛之间适当位置放一个度数合适的________（选填“近视”或“远视”）镜片，使光屏上再次呈现烛焰清晰的像。【答案】①缩小；②照相机；③10；④同一高度；⑤右；⑥远视18.（2023年牡丹江中考题）24.小明利用光具座复习光学实验。（1）在研究凸透镜成像规律的实验中，把蜡烛、凸透镜（）和光屏依次放在光具座上、点燃蜡烛，调整它们的高度和位置，直至光屏上成清晰的像，如图甲所示，光屏上成倒立、_______的实像，__________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这条规律；（2）为研究平面镜成像特点，用薄玻璃板替换凸透镜放到光具座上，撤去光屏；①在玻璃板前观察，可以看到蜡烛清晰的像。拿另一支完全相同但不点燃的蜡烛，放在玻璃板后面，前后移动直到看上去与前面那支蜡烛的像完全重合，如图乙所示。此时，像的大小与物体的大小________，像与物体到平面镜的距离________；②用光具座研究平面镜成像特点，只能研究物体和像同时沿光具座移动的情况，这样实验得出的结论缺乏_________；③请在图丙中画出烛焰上的一点A在平面镜中的像。【答案】①缩小；②照相机；③相等；④相等；⑤普遍性；⑥19.（2023年福建中考题）26.在探究凸透镜成像规律的实验中：（1）如图甲所示，用平行光测出凸透镜的焦距为________cm。（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在_