一、初二物理 光的折射 透镜实验易错压轴题(难) 1.在探究“凸透镜成像规律”的实验中.
(1)如图甲, 平行光正对凸透镜照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,则凸透镜的焦距f=_____cm.
(2)如图乙,光屏上呈现清晰的像素,此像的性质是_____的实像.若保持蜡烛和光屏位置不变,移动透镜至_____刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像.
(3)如图丙,保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,则人眼在图中____处能观察到烛焰的像.
(4)如图丁,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是_____眼镜(近视/远视). 【答案】10.0 倒立放大 40 B 近视 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由图甲结合凸透镜焦点的定义可知,焦点到凸透镜的距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm,即凸透镜的焦距为f=10.0cm;
(2)由图乙知,当蜡烛在刻度尺的10cm处,u=15cm,2f>u>f,由成像规律知,凸透镜成倒立放大的实像,此时v=55cm-25cm=30cm,根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当u=30cm时,即凸透镜移动至40cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像;
(3)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时u=16cm-10cm=6cm,u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,光屏上接不到,透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚
像;虚像与成像物体同侧,所以应从B处观察;
(4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,,说明延后成像了,即像距增大了,说明此透镜对光线有发散作用,故放置的是凹透镜,这种眼镜是用来矫正近视眼的.
2.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲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)。
(1)凸透镜的焦距是______cm;
(2)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。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;
(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______(左/右)移动才能再次看到清晰的像,若放上镜片后,保持光屏的位置不动,将凸透镜换成一个焦距更______(选填“大”或“小”)的凸透镜,也能够在光屏上看到清晰的像;
(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______(左/右)移动,“烛焰尖部”又会变清晰。 【答案】10.0 放大 75 右 小 左 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]光屏上得到一个最小、最亮的光斑,即凸透镜的焦点;则由图知,该凸透镜的焦距为
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)[2]当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时,物距为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距大于1倍焦距而小于2倍焦距,所以此时凸透镜能成倒立、放大的实像。 [3]若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处,物距为
55.0cm-35.0cm=20.0cm=2f
物距等于2倍焦距,所以此时凸透镜能成倒立、等大的实像,像距也等于2倍焦距,故将光屏移动到75cm刻度线处,可以再次看到清晰的像。
(3)[4][5]图乙中光屏上恰好成一清晰的像,在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片后,因近视眼镜的镜片为凹透镜,对光线起发散作用,将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。若放上镜片后,保持光屏的位置不动,将凸透镜换成一个焦距更小的凸透镜,也能够在光屏上看到清晰的像。
(4)[6]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,A点气体流速变大,则A点处气体压强变小,烛焰将向左移动,物距增大,像距应减小,所以应将光屏向左移动,“烛焰尖部”又会变清晰。
3.探究“凸透镜成像规律”实验时
(1)小明在光具座上放置点燃的蜡烛、凸透镜、光屏情况如图所示,此时应______。 (2)正确调整后,光屏的中央恰好出现清晰的蜡烛像,则所成的是______像(填全像的性质),生活中的______(放大镜/投影仪/照相机)就是利用此原理工作的。
(3)小明将蜡烛靠近凸透镜移动一段距离,移动光屏位置又出现清晰的蜡烛像,这个像的大小与原来像相比将______(变大/变小/不变)。
(4)保持凸透镜的位置不变,小明将蜡烛放在光具座45cm刻度位置时,无论怎样移动光屏,光屏上都不能出现清晰的蜡烛像,这是因为______。
【答案】调节光屏的高度,使三者的中心大致在同一高度(或光屏向上调) 倒立缩小的实 照相机 变大 蜡烛在焦点以内,成正立放大的虚像(或蜡烛在焦点以内不能成实像;或物距小于焦距不能成实像) 【解析】 【分析】 【详解】
解:(1)[1]蜡烛、凸透镜、光屏,三者在同一条直线上,三者的中心大致在同一高度,像才能呈在光屏的中心,所以此时应 调节光屏的高度,使三者的中心大致在同一高度(或光屏向上调)。
(2)[2][3]把蜡烛放在距凸透镜15cm处,u?35cm,v?20cm,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,生活中的照相机就是利用此原理工作的。
(3)[4]小明将蜡烛靠近凸透镜移动一段距离,物距减小,移动光屏位置又出现清晰的蜡烛像,这个像的大小与原来像相比将变大。
(4)[5]无论怎样移动光屏,光屏上都不能出现清晰的蜡烛像,这是因为可能是物距小于焦距,此时成虚像;可能是物距等于焦距,此时不成像;可能是物距略大于焦距,此时像距非常远。
4.如图,在某次探究凸透镜成像规律的实验中: