1、北京四中亦莊中學實驗專題訓練實驗專題（二）-探究凸透鏡成像特性一、提出問題：凸透鏡成像，像的大小、正倒、虛實跟物距有哪些關系？二、實驗器材：帶刻度的光具座、蠟燭、光屏、透鏡（焦距在1020cm之間）、刻度尺三、實驗步驟：1、先測出透鏡的焦距：讓凸透鏡在陽光出來回聯通，找著最小、最亮的點，用刻度尺量出亮點與凸透鏡的距離，這就是這個凸透鏡的焦距2、實驗闡述像的大小、正倒、虛實跟物距的關系：方案把透鏡置于光具座標尺中央，從透鏡的位置開始在左右兩邊的標尺上用粉筆標出等于焦距和2倍焦距的位置燃起蠟燭，調整它們的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度把蠟燭置于離凸透鏡盡量遠的位置上，調整光屏到透
2、鏡的距離，使燭焰在屏上成一個清晰的像，觀察像的大小、正倒，測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離把數據記錄在表格中繼續把蠟燭向凸透鏡緊靠，觀察像的變化是放大還是縮小，是正立還是倒立，蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏的距離測出，將數據記錄在表格中當蠟燭到一定位置上時，光屏沒有像，用耳朵直接對著凸透鏡觀察蠟燭的像，把蠟燭與凸透鏡、像與凸透鏡的距離，像是放大還是縮小的，像的正倒，填入表格中物距（u）像距（v）正倒大小虛實應用特征物，像的位置關系倒立縮小虛像拍照機、攝像機-物像異側u=2fv=2f倒立等大虛像精確測焦儀成像大小的分界點物像異側倒立放大虛像幻燈機、電影、投影儀-物像
3、異側u=f-不成像強光聚焦手探照燈成像虛實的分界點-fuvu正立放大實像放大鏡實像在物體同側實像在物體然后物像同側1在“探究凸透鏡的成像規律”實驗中：（1）如圖1所示，可知該凸透鏡的焦距為_cm；（2）如圖2所示，應將光屏向_（選填“上”或“下”）調整，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度，其目的是_；（3）當燭焰距離凸透鏡25cm時，聯通光屏使光屏上成倒立、_的虛像，生活中的_就是借助這個原理制成的；（4）接出來將蠟燭向凸透鏡方向聯通，若在光屏上能夠得到清晰的像，應將光屏_凸透鏡（選填“靠近“或“遠離”）2.如圖所示，是探究凸透鏡成像規律的實驗裝置，燭焰、透鏡和光中心大
4、致在，當凸透鏡的焦距f=10cm、物距u=15cm、像距v=30cm時，光屏上得到_、_的虛像；若撤掉光屏，簡略說明觀察該像的方式3小明朋友在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，選用了焦距未知的凸透鏡：（1）將凸透鏡安裝在光具座上，用平行光作光源，聯通光屏，在光屏上得到一個最小最亮的光斑，如圖所示，則該凸透鏡的焦距為_cm（2）正確安裝調節好實驗裝置后，小明朋友進一步實驗，當把燭焰置于凸透鏡25cm處時，在凸透鏡另左側前后聯通光屏，會在光屏上得到一個倒立_（選填“放大”或“縮小”）的清晰的虛像（3）應用（2）中描述的凸透鏡成像原理，可以制成_（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）（4）當燭
5、焰通過凸透鏡在光屏上成一虛像時，小明用不透明的紙堵住透鏡下半部份，則光屏上所成的像_（選填“完整”或“不完整”）4某同事用一個未知焦距的凸透鏡探究凸透鏡的成像規律探究過程上將觀察到的現象和檢測的數據記錄在下表中，請解答下述問題：（1）該凸透鏡的焦距是_cm（2）在表中填出實驗序號2、4中像的性質和實驗序號4中像距的大小實驗序號物距/cm像距/cm像的性質1206.7倒立縮小的虛像2157.倒立等大的虛像47.554/正立放大的實像5.用焦距10cm的凸透鏡做“探究凸透鏡成像規律”的實驗，如圖所示（凸透鏡的位置固定不動）（1）為了易于觀察實驗現象，實驗環境應當_（選填“較
6、亮”或“較暗”）一些，此實驗過程中蠟燭燃燒后逐步變短，則光屏上燭焰的像也將逐步向_聯通（2）記錄實驗數據如下表，請將所缺的實驗數據和像的性質補充完整實驗序號物距u/cm像距v/cm像的性質倒立、等大的虛像315倒立、放大的虛像46無正立、放大的實像請按照實驗序號4的成像規律，寫出在生活中的一個應用_（3）若已在光屏上成清晰的像，此時用遮光布蓋住凸透鏡的下小半部份，則所成的燭焰的像為_（選填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”）（4）曉紅在晚上9：00借助太陽光進行觀察凸透鏡焦點的活動，她將凸透鏡與水平地面平行放置，調節凸透鏡到地面的距離
7、，直到地面上出現一個最小的亮點，她覺得此點就是凸透鏡的焦點你覺得她這些活動過程存在的問題是：_6在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中（1）實驗裝置正確安裝并調節后，小芳朋友某次實驗情境如圖所示，此時她在光屏上見到了燭焰清晰的像，生活中的_就是借助這一原理制成的（2）實驗過程中，假如用不透明的硬紙板檔住凸透鏡的上半部份，則光屏上的像_A只出現燭焰像的上半部份B只出現燭焰像的下半部份C出現燭焰完整的像，但像更小了D像一直是完整的，且大小不變，只是變暗了（3）假如保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，把光屏往右移一小段距離后，
8、要想在光屏上再度得到清晰的像，可在蠟燭與凸透鏡之間放一個_（選填“近視墨鏡”或“遠視墨鏡”）（4）實驗過程中，燃燒的蠟燭在不斷減短，造成光屏上的像向下聯通，為了使燭焰的像能成在光屏中央，在不更換實驗器材的情況下，請寫出一種可行的方式：_7在“探究凸透鏡成像的規律”實驗中，某同事的實驗如圖甲所示：（1）要使蠟燭的像成在光屏的中央，應將光屏向_（選填“上”或“下”）調整（2）若此凸透鏡的焦距為10cm，蠟燭置于距離凸透鏡15cm處，調節另左側光屏的位置可得到燭焰清晰、倒立、_（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的_（選填“實”或“虛”）像；（3）某小組實驗時對圖甲中的裝置進行了改進，將蠟燭換成LE
9、D燈、光屏換成帶有方格的光屏，如圖乙所示蠟燭換成LED燈的優點是_光屏換成帶有方格光屏的優點是_8在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，凸透鏡的焦距為10cm（1）調整實驗器材，使燭焰和光屏的中心坐落凸透鏡的主光軸上，如圖所示，這樣調整的目的是為了_；（2）把燃起的蠟燭由圖示位置移至光具座的14cm刻度處時，需將光屏向_（選填“左”或“右”）聯通能夠在光屏上成清晰、倒立、_的虛像；_就是借助這一成像規律工作的；（3）完成實驗后，繼續模擬近視鏡的缺陷，給透鏡戴上斜視墨鏡，調節光屏的位置，使燭焰在光屏上成一個清晰的像；取下斜視墨鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，為使光屏上再度得到清晰的像，應將光屏_（
10、選填“遠離”或“靠近”）透鏡9.依據人眼視物的原理，某同事想探究“凸透鏡的焦距與長度的關系”，他推測凸透鏡的焦距還與凸透鏡的材料和口徑有關他自制了一個口徑不變的“水凸透鏡”，通過注射器向“水凸透鏡”中注水或向外抽水，改變“水凸透鏡”的長度實驗裝置如圖所示（1）將平行光源、“水凸透鏡”和光屏置于光具座上，調整平行光源、“水凸透鏡”、光屏的中心大致在同一_上（2）實驗中，“水凸透鏡”的長度變化不宜過大，且長度難以檢測凸透鏡成像規律實驗目的，可以通過注射器內水的容積間接反映“水凸透鏡”的長度畫出記錄實驗數據的表格，表格中要有必要的信息（3）實驗中，調整好“水凸透鏡”的長度，使平行光源發出平行光，聯通光屏找到焦點，檢測出“
11、水凸透鏡”的焦距請具體說明聯通光屏找到焦點的實驗操作：_11某同事用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像規律”的實驗，裝置如圖所示（1）要使燭焰的像能成在光屏的中央，應將蠟燭向_（填“上”或“下”）調節（2）實驗過程中，當燭焰距凸透鏡20cm時，聯通光屏至某一位置，能在光屏上得到一個等大清晰的像，則該凸透鏡的焦距是_cm（3）當燭焰距凸透鏡35cm時，聯通光屏，可在光屏上得到一個清晰、倒立、_的虛像，日常生活中借助這一原理制成的光學儀器是_（填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）要使燭焰在光屏上所成的像變大，應保持透鏡的位置不動，調節蠟燭的位置，同時將光屏_（填“靠近”或“遠離”）透鏡，直到得
12、到清晰的像（4）實驗中如何操作，能夠在光屏上得到最清晰的像？_11.如圖所示的甲、乙兩圖分別是“探究平面鏡成像特性”和“探究凸透鏡成像規律”的實驗裝置（1）在“探究平面鏡成像特性”的實驗中，將燃起的蠟燭A整立在玻璃板上面，再拿一支跟它完全相同的未燃起的蠟燭B在玻璃板后邊聯通，直至看起來它跟蠟燭A的像完全重合，這樣操作的目的是為了_，同時也證明了像與物體的大小相等（2）在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，調整蠟燭、透鏡和光屏到圖乙所示位置時，光屏上出現清晰的燭焰的像，此時甲、乙兩圖中平面鏡與凸透鏡所成像的不同點是_，此時保持凸透鏡位置不動，將蠟燭漸漸向凸透鏡的焦點緊靠，要想在光屏上觀察到清晰的燭焰
13、的像，則光屏應從圖乙的位置向_（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡的方向聯通，所成像的大小將_（選填“變大”、“變小”或“不變”）答案：1.（1）10（2）下，使像成在光屏的中央（3）縮小，拍照機（4）遠離2.（1）同一高度上（2）倒立，放大（3）耳朵在光屏原先位置左側某一區域向左看3.(1)10(2)縮小（3）拍照機（4）完整4.（1）5cm(2)倒立縮小的虛像凸透鏡成像規律實驗目的，15cm,倒立放大的虛像5.（1）較暗，向下（2）倒立縮小虛像30放大鏡（3）照度稍暗的完整像（4）
14、0;凸透鏡沒有正對著太陽光6.（1）拍照機（2）D（3）弱視墨鏡（4）將蠟燭向下調節（或將凸透鏡向上調節或將光屏向下調節）7.（1）下（2）放大，實（3）實驗現象更顯著，以便比較像的大小8.(1)像成在光屏中央（2）左，縮小，拍照機（3）遠離9.(1)高度（2）（3）將光屏從離凸透鏡較近的地方，順著光具座，向遠離凸透鏡的方向聯通，觀察光屏上的光斑，直至這個光斑最小最亮，之后停止聯通。10.（1）上（2）10（3）縮小，拍照機，遠離（4）調節光屏到某一位置，將光屏緊靠或遠離凸透鏡時，像就會變模糊，此歲月屏上的像最清晰。11.（1）確定像的位置（2）平面鏡成正立、等大的實像，凸透鏡成倒立、縮小的虛像；遠離；變大。5