第五章 透鏡及其應(yīng)用-初中物理教材實(shí)驗(yàn)大盤點(diǎn)

第五章透鏡及其應(yīng)用教材實(shí)驗(yàn)大盤點(diǎn)目錄TOC\o"1-1"\h\u實(shí)驗(yàn)01兩種透鏡對光的作用 1實(shí)驗(yàn)02探究凸透鏡成像的規(guī)律 1實(shí)驗(yàn)01兩種透鏡對光的作用實(shí)驗(yàn)：兩種透鏡對光的作用【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹客雇哥R和凹透鏡對光的作用【實(shí)驗(yàn)器材】激光器、凸透鏡、凹透鏡?！緦?shí)驗(yàn)過程】（1）讓平行于透鏡主光軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。（2）讓平行于透鏡主光軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】凸透鏡對光有會聚作用，凹透鏡對光有發(fā)散作用。因此，凸透鏡又叫作會聚透鏡，凹透鏡又叫作發(fā)散透鏡?！秲煞N透鏡對光的作用》?？紗栴}：（1）凸透鏡對光有會聚作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光軸，即通過凸透鏡的光將主光軸方向偏折。（2）凹透鏡對光有發(fā)散作用，指的是折射光的方向比入射光的方向更偏離主光軸，即通過凹透鏡的光將向遠(yuǎn)離主光軸方向偏折。實(shí)驗(yàn)02探究凸透鏡成像的規(guī)律實(shí)驗(yàn)：探究凸透鏡成像的規(guī)律【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄客雇哥R成像的規(guī)律【實(shí)驗(yàn)思路】為探究凸透鏡成像的規(guī)律，我們可以把物體放在距凸透鏡較遠(yuǎn)的地方，然后逐漸移近，把每次觀察到的物距以及像的虛實(shí)、大小、正倒等情況都記錄在表格中，比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看看像的虛實(shí)、大小、正倒與物距有什么關(guān)系，尋找其中的規(guī)律?！緦?shí)驗(yàn)器材】發(fā)光二極管、凸透鏡、光屏、光具座等【實(shí)驗(yàn)過程】用發(fā)光二極管作為發(fā)光物體，一塊白色的硬紙板作為光屏，調(diào)節(jié)發(fā)光物體、透鏡和光屏，使它們的中心高度相同，研究發(fā)光物體的成像情況。把發(fā)光物體放在較遠(yuǎn)處，移動光屏，使光屏上呈現(xiàn)清晰的實(shí)像。觀察實(shí)像的大小和正倒，測出物距和像距(像到凸透鏡的距離)。把發(fā)光物體向凸透鏡移近幾厘米，放好后重復(fù)以上操作。繼續(xù)向凸透鏡移動發(fā)光物體并調(diào)整光屏的位置，重復(fù)以上操作，你總能在光屏上得到發(fā)光物體的像嗎?當(dāng)在光屏上看不到發(fā)光物體的像時(shí)，可以撤去光屏，從光屏一側(cè)向凸透鏡方向看去，觀察發(fā)光物體的像。此時(shí)發(fā)光物體和它的像在什么位置?記錄凸透鏡的焦距,把實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)和觀察的結(jié)果填入下表。每個(gè)小組可以自己選擇適當(dāng)?shù)奈锞?，并與各小組共享測量的數(shù)據(jù)。物距u/cm像的性質(zhì)物距v/cm虛實(shí)大小正倒分析上表的記錄，回答下列問題，找出凸透鏡成像的規(guī)律。1.像的虛實(shí)：凸透鏡在什么條件下成實(shí)像？在什么條件下成虛像？2.像的大?。和雇哥R在什么條件下成縮小的實(shí)像？在什么條件下成放大的實(shí)像？有沒有縮小的虛像？3.像的正倒：凸透鏡在什么條件下成正立的像？在什么條件下成倒立的像？由于凸透鏡對光的偏折程度與透鏡的焦距f有關(guān)系，因此在描述物距和像距的數(shù)據(jù)時(shí)，建議用焦距f作為參照距離，這樣或許更有利于凸顯凸透鏡成像的規(guī)律?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】1.當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像；當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像；當(dāng)物距小于2倍焦距、大于焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像；當(dāng)物距小于焦距時(shí)，凸透鏡成正立、放大的虛像。這就是凸透鏡成像的規(guī)律。2.成實(shí)像時(shí)，物體距離透鏡越近，像距離透鏡越遠(yuǎn)，像越大；物體距離透鏡越遠(yuǎn)，像距離透鏡越近，像越小。即成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。成虛像時(shí)，物體距離透鏡越近，像越小，物體距離透鏡越遠(yuǎn)，像越大。即物體越靠近焦點(diǎn)像越大?！短骄客雇哥R成像的規(guī)律》?？紗栴}：（1）用發(fā)光二極管組成特定的形狀（如“F”形），代替燭焰作為光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，好處是光源穩(wěn)定，且便于全面分析所成像的正、倒。用方格紙代替白紙作為光屏，便于分析成像的大?。唬?）蠟燭燃燒變短時(shí)的現(xiàn)象及處理：蠟燭燃燒變短時(shí)，光屏上的像會向上移動，此時(shí)將蠟燭向上移動，或?qū)⒐馄料蛏弦苿樱驅(qū)⑼雇哥R和光屏同時(shí)向下移動；（3）在光屏上找不到像的原因：物距小于或等于一倍焦距，物距稍大于一倍焦距導(dǎo)致像距太大超出光具座的范圍，燭焰、凸透鏡、光屏三者中心不在同一高度；（4）若凸透鏡的一部分被遮住，光屏上仍會得到完整的像，但像的亮度變暗；（5）光屏上成清晰的像時(shí)，物與光屏位置互換，光屏上仍能成清晰的像，原因是光路可逆；（6）成實(shí)像時(shí)，在凸透鏡前加一片透鏡后在光屏上重新成像：若加凸透鏡，需將物體或光屏靠近凸透鏡；若加凹透鏡，需將物體或光屏遠(yuǎn)離凸透鏡；（7）保持蠟燭和透鏡的位置不動，換用焦距不同的透鏡，分析光屏的移動方向：若換用焦距更小的凸透鏡，光屏應(yīng)靠近凸透鏡；若換用焦距更大的凸透鏡，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離凸透鏡；（8）水透鏡抽水、注水分析：抽水焦距變大，注水焦距變小?！镜淅?】（24-25八年級上·云南曲靖·階段練習(xí)）小陳探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示，光屏和蠟燭分別位于凸透鏡兩側(cè)。(1)如圖甲，該透鏡的焦距是cm。(2)如圖乙，實(shí)驗(yàn)前把凸透鏡、光屏和蠟燭燭焰的中心調(diào)到。(3)小陳把凸透鏡固定在光具座上50.0cm刻度線處，將蠟燭移至光具座上20.0cm刻度線處，移動光屏到65.0cm處，此時(shí)燭焰剛好在光屏上成清晰的像，則該像是（選填“放大”“等大”或“縮小”）的實(shí)像；此時(shí)成像的原理與（選填“放大鏡”“投影儀”或“照相機(jī)”）相同。(4)若此時(shí)凸透鏡上飛來一只小蜜蜂，則光屏上（選填“有”或“沒有”）小蜜蜂的像。(5)小陳將蠟燭從20.0cm刻度線處移動到35.0cm刻度線處時(shí)，若要讓燭焰在光屏上能再次成清晰的像，光屏應(yīng)向（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）凸透鏡方向移動，此時(shí)燭焰在光屏上可成清晰、（選填“放大”“等大”或“縮小”）的像；這時(shí)小陳將他的近視眼鏡放在蠟燭與凸透鏡之間，僅向（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）凸透鏡方向即可再次呈現(xiàn)清晰的像。【訓(xùn)練1】（23-24九年級下·廣東汕頭·期中）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，由圖甲可知，凸透鏡的焦距是10.0cm。(1)小明把凸透鏡固定在光具座50cm刻度線處，將蠟燭移至光具座上45cm刻度線處，探究u＜f的成像規(guī)律，無論怎樣移動光屏，都沒辦法在光屏上成清晰的像，他接下來的操作是；(2)如圖乙改變蠟燭的位置，使其位于20cm刻度線處，再移動光屏，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的倒立，的實(shí)像（選填“放大”、“等大”或“縮小”），與（選填“照相機(jī)”、“投影儀”或“放大鏡”）的成像原理相同；凸透鏡的位置固定不動，當(dāng)蠟燭向右（靠近透鏡）移動一段距離后，要在光屏上再次成清晰的像，需將光屏向（選填“左”或“右”）移動，此時(shí)觀察到的像與原來相比將（選填“變大”、“不變”或“變小”）；(3)小芳同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，她按如圖丙所示裝配儀器（圖中F點(diǎn)是焦點(diǎn)，H點(diǎn)是2倍焦距處），此時(shí)光屏上得到了一個(gè)清晰的像，但像的位置偏高。為了使像能成在光屏的中央，她應(yīng)把光屏向調(diào)（選填“上”或“下”）；調(diào)節(jié)好蠟燭的高度后，她當(dāng)光屏上出現(xiàn)清晰的像時(shí)，遮住部分透鏡，觀察到像完整（選填“仍然”或“不”），亮度將（選填“不變”、“變暗”或“變亮”）。1．（2024·山東青島·中考真題）小明用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律．(1)將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放置在光具座上，調(diào)節(jié)燭焰的中心、凸透鏡的光心和光屏的中心，使它們在。(2)如圖甲所示，將蠟燭固定在光具座上10cm刻度處，凸透鏡固定在50cm刻度處，光屏應(yīng)在刻度范圍內(nèi)移動，直到在光屏上看到、倒立清晰的像，根據(jù)這一成像特點(diǎn)可制成。(3)S是燭焰上一點(diǎn)，請?jiān)趫D乙中畫出它發(fā)出的兩條光線經(jīng)凸透鏡折射后的光路。(4)保持蠟燭和光屏位置不變，要使光屏上的像變大，應(yīng)將凸透鏡向移動。2．（2024·江蘇淮安·中考真題）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中：(1)如圖甲所示，S為燭焰中心，凸透鏡的焦距，O為光心，畫出光線SP經(jīng)過凸透鏡后的折射光線；(2)蠟燭、凸透鏡和光屏在光具座上的位置如圖乙所示，此時(shí)光屏上承接到燭焰清晰的像，生活中的就是根據(jù)這一原理制成的。若蠟燭和光屏位置不變，將凸透鏡移至刻度線處，光屏上能再次承接到燭焰清晰的像；(3)凸透鏡成像規(guī)律被廣泛應(yīng)用于攝像器材中，小明發(fā)現(xiàn)手機(jī)無需像數(shù)碼相機(jī)那樣“調(diào)焦”，也能獲得清晰的像，他將手機(jī)拿到實(shí)驗(yàn)室去探究，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456物距/m10.005.002.001.000.500.10像距/0.5000.5010.5020.5030.5050.526根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷手機(jī)鏡頭的焦距最接近。A． B． C． D．3．（2024·山東威海·中考真題）探究凸透鏡成像的規(guī)律。第一步：測量凸透鏡焦距。(1)讓太陽光依次通過多個(gè)帶孔的擋板，得到平行光后照射到凸透鏡上，如圖甲所示。若想找到透鏡焦點(diǎn)，應(yīng)（選填“順時(shí)針”“逆時(shí)針”）旋轉(zhuǎn)透鏡。找到焦點(diǎn)的位置后，測出透鏡的焦距為15cm。第二步：探究成像規(guī)律。正確安裝并調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)過程中凸透鏡始終處于50cm刻度處。(2)圖乙中光屏上（選填“能”“不能”）承接到清晰的像。(3)將蠟燭移至15cm刻度處，若想在光屏上承接到清晰的像，光屏應(yīng)向（選填“左”“右”）移動，請寫出生活中利用該成像特點(diǎn)的一個(gè)實(shí)例。(4)當(dāng)光屏上成清晰的像時(shí)，若用遮光板遮住透鏡上半部分，像如何變化？；若把紅色、藍(lán)色兩張透明玻璃片從左到右依次放置在蠟燭和凸透鏡之間，光屏上是否仍然成像？（選填“是”“否”）。4．（2024·黑龍江大慶·中考真題）某實(shí)驗(yàn)小組探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖：（1）當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖所示時(shí)，光屏上出現(xiàn)一個(gè)清晰的燭焰的像，這個(gè)凸透鏡的焦距可能是（填選項(xiàng)字母）；A．

B．

C．

D．（2）小慶同學(xué)把蠟燭向右移動一小段距離，發(fā)現(xiàn)光屏上燭焰的像變模糊了。要在光屏上得到燭焰清晰的像，他可以將光屏向（填“左”或“右”）移動；（3）完成上述探究后，小慶同學(xué)把凸透鏡換成一塊薄玻璃板，透過玻璃板能看到燭焰正立、（填“放大”“縮小”或“等大”）的像，把光屏移到像所在的位置，直接觀察光屏，光屏上（填“有”或“沒有”）燭焰的像。5．（2024·湖南長沙·中考真題）為了探究凸透鏡成像的規(guī)律，小明找到了一個(gè)焦距未知的凸透鏡。（1）如圖甲所示，在利用太陽光測量凸透鏡焦距的過程中，小明發(fā)現(xiàn)凸透鏡靠近白紙時(shí)，紙上的光斑越來越大。接下來，他應(yīng)該使凸透鏡與白紙之間的距離變，直至白紙上的光斑變得最小最亮。（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)燭焰在光屏上成清晰的像，如圖乙所示，這個(gè)像是、的實(shí)像。6．（2024·內(nèi)蒙古赤峰·中考真題）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)小組同學(xué)選用的物體高度相同，但凸透鏡焦距不同，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：表1物距u/cm像距v/cm像高h(yuǎn)/cm119.25177.12.5405.70.9表2物距u/cm像距v/cm像高h(yuǎn)/cm251742816.73.34013.32（1）由表中數(shù)據(jù)可知：物體高度和凸透鏡焦距相同時(shí)，物距變大，所成實(shí)像高度的變化情況是。（填“變大”“變小”或“不變”）（2）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可知：物體高度和物距相同時(shí)，不同，則像距不同，像的高度也不同。7．（2024·黑龍江雞西·中考真題）如圖所示，物理興趣小組“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）首先調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，目的是；（2）如圖甲，讓平行光正對凸透鏡照射，光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑，則凸透鏡的焦距cm；（3）當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖乙時(shí)，光屏上成清晰的像，利用此時(shí)凸透鏡成像的特點(diǎn)制成的光學(xué)儀器是（選填“照相機(jī)”、“放大鏡”或“投影儀”）。若實(shí)驗(yàn)過程中擋住凸透鏡的一半，像的完整程度（選填“會”或“不會”）受影響；（4）將蠟燭移到35cm處，若想在光屏上得到清晰的像，應(yīng)將光屏向（選填“左”或“右”）移動，像將（選填“變大”、“不變”或“變小”）。8．（2024·貴州·中考真題）如圖所示，用焦距為10cm的凸透鏡、高度為6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透鏡成像大小的變化規(guī)律，通過測量像的高度反映像的大小。（1）若要測量光源在光屏上所成像的高度，還需要的測量工具是。（2）將光源逐漸靠近凸透鏡，移動光屏，三次成倒立實(shí)像的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表。分析表中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距變小，像距變，像變。物高6cm實(shí)驗(yàn)次數(shù)123物距/cm302015像距/cm152030像高/cm3612（3）繼續(xù)移動光源至物距為6cm時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論如何移動光屏，均不能在光屏上成像，人眼應(yīng)從（選填“光源”或“光屏”）一側(cè)透過凸透鏡觀察光源的像，此時(shí)能否用（1）問中的測量工具直接測出觀察到的像高？（選填“能”或“不能”）。（4）若保持光源到光屏的距離為45cm不變，僅移動凸透鏡改變物距，則上表中第次實(shí)驗(yàn)的成像情況不能探究，理由是：。9．（2024·四川廣安·中考真題）愛動手愛思考的小軍，在做了“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)后，又選用了焦距未知的凸透鏡進(jìn)行拓展探究。（1）將凸透鏡安裝在光具座上，用平行光作為光源，移動光屏直至光屏上得到一個(gè)最小最亮的光斑，如圖甲所示，則凸透鏡焦距為cm；（要求估讀）（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)物距為5cm時(shí)所成像與生活中的所成像的規(guī)律相同；（寫出一種即可）（3）蠟燭隨著燃燒而變短，小軍發(fā)現(xiàn)光屏上所成的像向上移動，從而影響了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，如圖乙所示。為了解決這一問題，你認(rèn)為他最合理的調(diào)整方法是