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1、实验九验证凸透镜成像规律一、实验介绍考纲要求:学会验证凸透镜成像的规律。知道实验目的、器材和装置,能恩局实验现象归纳出结论;能识别实像和虚像,能确认光屏上的像是否清晰,能读出物距和相距,并跟一倍焦距和两倍焦距作比较;会调节光源、凸透镜、光屏在光具座上的位置与高度;会正确进行实验操作,并得出凸透镜成像的初步规律。实验要求:(一)验证凸透镜成像的静态规律实验目的:验证凸透镜的成像规律实验器材:凸透镜、发光物、光屏、光具座实验步骤:1实验仪器的安装和调试如图所示,把发光物、凸透镜(焦距已知)和光屏依次放置在光具座上,调整凸透镜和光屏的高度,使发光物的中心、透镜的中心、光屏的中心调节到等高。把透镜位置
2、固定后,在两侧标出一倍焦距和两倍焦距的位置。2在光屏上找清晰的像。固定凸透镜,把 发光物放在焦点外某一固定位置不动,将光屏在透镜的另一侧由靠近透镜处向远处缓慢移动,看到光屏上成像后,再将光屏前后微调,直至在光屏上显示十分清晰的像。移动光屏能否再找到清晰的像的位置?像距与物距是否一一对应?3验证凸透镜成像规律在光具座上固定好凸透镜,将发光物放在离凸透镜大于2f的某处,在凸透镜的另一侧移动光屏,直至在光屏上找到一个十分清晰的像。将像距范围、像的大小(与物比较)、像的倒正及虚实填入下表中的第一行。将物逐渐移近透镜,按下表中给出的物距范围放置发光物,重复上述步骤,观察成像范围及性质的变化,并填入下表。
3、焦距(厘米)实验次数物距范围像距范围像的大小(放大、缩小或等大)像的正、倒像的性质(虚、实)1u2f2u2f3fu2f4uf5uv)时,成倒立缩小的实像;当物距小于像距(uv)时,成倒立放大的实像。(对于同一凸透镜,当u2f,fv2f,则光屏应在6070厘米刻度范围内移动。4(2012年上海中考)如图12所示,凸透镜放置在光具座的C点处,光具座上所标的A、B、D、E四点中,恰有两点到C点的距离同为该透镜的一倍焦距、或同为该透镜的两倍焦距。 该透镜的焦距为_厘米或_厘米。 实验时,小王调整发光物、透镜和光屏的中心大致在_,以保证发光物的像能成在光屏中央。 接着,小王将发光物置于光具座上距B点15
4、厘米处,在DE间移动光屏找像,可能在光屏上得到_的像(选填“缩小”、“等大”或“放大”)。【出题背景】本题主要考察凸透镜成像的规律应用【解题思路】凸透镜两侧的焦距是相等的,因此只有B、D两点才是凸透镜两侧的一倍焦距或二倍焦距处。由此可得凸透镜的焦距可能是10厘米或20厘米。根据条件,发光物置于距B点15厘米处,那么物距为5厘米或35厘米。如果物距是5厘米,无论凸透镜的焦距是10厘米或20厘米,都只能成虚像。所以物距只能是35厘米。又题中说道“光屏在DE间找像”,如果透镜的焦距为10厘米,则像的位置在6070厘米刻度处,不在DE间,所以凸透镜的焦距只能为20厘米,再根据凸透镜成像规律,fu2f,
5、成一个倒立、放大的实像。三、立即冲刺基础题1、在“验证凸透镜成像规律”实验中,需保持烛焰、光屏的中心和凸透镜的中心大致在 ,若在图12(c)所示位置时光屏上成一清晰的烛焰像,则该像一定是 的(选填“放大”、“等大”或“缩小”)。2、在“验证凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心应大致在 。在图12中,光屏中心呈现了清晰的烛焰像,此时所成的烛焰像应该如图13 所示选填“(a)”、“(b)”或“(c)”。(a) (b) (c)图12 图13B0102030cm405060708090100110120 3、如图14所示,在“验证凸透镜成像规律”实验中,已知凸透镜的焦距为10厘米,
6、若保持图中透镜的位置不变(光具座上“60厘米”刻度处),为了验证u2f时凸透镜的成像规律,可以在光具座上 厘米刻度范围内移动蜡烛,确定物体的位置,同时在 厘米刻度范围内移动光屏找像。图134、在“验证凸透镜成像规律”实验中,要将蜡烛、_和光屏依次放置在光具座上,将它们的中心位置调节到_。利用图13装置做“验证凸透镜成实像规律”的实验时,陈刚和李娟分别使蜡烛和光屏同时在光具座上不停地左右移动,但没能在光屏上看到烛焰所成的清晰的像。他们实验失败的原因是_,正确的做法是_。5、在“验证凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜、光屏和烛焰中心应大致在 。图13所示凸透镜焦距为10厘米,若要验证凸透镜成缩小实像
7、时的规律,可将 向左移动适当距离,同时眼睛要注意观察光屏上像的 。当烛焰放在光具座的45厘米刻度处时,通过移动光屏, (选填“能”或“不能”)在光屏上得到像。0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 cm图13提高题1、某同学通过实验研究凸透镜成像的规律。他将蜡烛分别置于主光轴上物距大于凸透镜两倍焦距的不同位置,成像情况如图8(a)、(b)所示。(a) 图8 (b) (1)观察图8(a)或(b)可知:_。(2)比较图8(a)和(b)可知:_。2、“验证凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距是10厘米。小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源,实
8、验装置如图14所示:(1)实验前要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与发光二极管组成的“F”的中心大致在 。图14(2)将凸透镜固定在光具座的零刻度线上,光源和光屏的位置如图14所示时,光屏上的像最清晰,则此时的像是 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像;如果她将光源再远离凸透镜一些,这时光屏应向 (选填“左”或“右”)移动,以获得清晰的实像。图14(3)如果将光源移至7厘米刻度处,凸透镜此时成的是放大的 (选填“虚像”或“实像”)。拓展题1、小华和小红同学通过实验探究凸透镜成实像的规律,他们在光具座上固定焦距为f 的凸透镜,取高度h为8厘米的物体进行实验。调节好实验装置后,他们分别取
9、不同的物距u、并移动光屏找像,每次都使光屏上的像最清晰,将相应的像距v、成像情况记录在表一、表二中。实验序号物距u(厘米)像距v(厘米)像高h (厘米)419.021.18.9515.030.016.0612.060.040.0实验序号物距u(厘米)像距v(厘米)像高h (厘米)132.014.43.6225.016.75.3322.018.36.7 分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像时, _。 分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像、且_时,所成的像是缩小的
10、。 小红同学计算了表一中物距与像距之和,由此得出结论:凸透镜成实像时,物距与像距之和越小,成的像越大。小华通过分析比较实验序号_,判断小红的结论是_的(选填“正确”、“错误”)。 小华进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和,提出了一个猜想:“当物距与像距之和最小时,可能会成等大的实像”。为了验证该猜想,他们应将物距设定在_厘米的范围内继续进行实验。2、某小组同学在做“验证凸透镜成像规律”的实验中,选取两个不同的凸透镜(f1=10厘米,f2=12厘米),同一发光体、光屏和光具座等进行实验,他们分别用两个凸透镜进行三组实验,第二次实验时,却始终无法在光屏上找到像,而当撤去光屏,发现透过凸透镜却能
11、看到像,于是他们将成像情况记录在表二中,实验步骤和操作均正确,并将每次实验的物距u、像距v以及所成像的大小情况等分别记录在表一、二、三中。实验序号物距u(厘米)像距v(厘米)成像情况实验序号物距u(厘米)像距v(厘米)成像情况实验序号物距u(厘米)像距v(厘米)成像情况115.030.0放大48.0很大715.060.0放大220.020.0等大56.0较大824.024.0等大324.017.0缩小64.0稍大960.015.0缩小(1)分析比较实验序号 数据中的物距u与像距v变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:不同凸透镜成实像时,物距相同,像距随焦距的增大而增大。(2)分析比较表一或表三中的物距u与像距v变化关系及成像情况,可得出的初步结论是:_。(3)分析比较表二中物距u和焦距f变化关系及成像情况,可得出的初步结论是:_。(4)进一步分析比较表一和表三中的数据,分析比较物距、像距、焦距变化关系与成像情况,可归纳得出初步的结论是_。
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