【做中学】第74期:探究凸透镜成像规律

编者荐语:目前很多学生物理学习中不进行实验操作,只是在机械性“刷题”,这一现象在毕业年级显得尤为突出,这种“假实验”的恶果直接导致学生的动手能力越来越差。学习物理就必须要多动手,多思考,而不仅仅是做几道物理习题,那只会是“纸上谈兵”。近几年中考物理试题评价的导向就是在引领我们的课堂教学从“知识传递”走向“思维培养”的真正转型。“刷题”时代已经一去不复返了,必须引领学生进行“体验式学习”。“做中学”已经成为信息时代学生学习方式变革的必然选择,也是教师进行深度实践教学的最佳选择。

为此,微信公众号特推出《做中学》专栏,给大家推荐的是编者和学生这几年物理课改的一些典型案例,提供的实验素材可以作为一线教师很好的借鉴资料,也可以作为学生自主性探究式学习的参考资料。

《做中学》专栏主要有以下几个栏目:原创试题、创新实验、现象解析、参考答案、中考链接。由于编者能力和水平有限,加之时间仓促,难免存在一些纰漏,还望给予建设性的建议与帮助,谢谢您的不吝赐教。

【做中学】第74期探究凸透镜成像规律

   原创试题:小展同学在进行“探究凸透镜成像规律”实验(图1)之后,对下面的问题进行梳理反思:

图1

评估和交流:
(1)如果烛焰、透镜、光屏中心不在一条直线上,实验会怎样?
(2)当光屏上得到清晰的实像时,保持透镜位置不动,把蜡烛和光屏对调一下位置,你将观察到什么现象?如果第一次得到倒立、缩小、实像,将蜡烛、光屏对调以后,光屏上得到______、______、______。
(3)当成实像时,实像总是____的,并且与物体分居在凸透镜的_____;当成虚像时,虚像总是_____的,并且与物体位于在凸透镜的_______。
(4)二倍焦距处是成______________的转折点;一倍焦距处是成______________的转折点。
(5)当凸透镜的焦距过大或过小时,对实验操作有什么影响?应选择焦距多大的凸透镜更好?
①焦距过大时,会使像距______,像______,光屏上无法呈现_______;
②焦距过小时,不易观察_______;
③应选择焦距为_______ 左右的凸透镜。
(6)拓展实验:
①当光屏上得到清晰的实像时,保持透镜位置不动,把蜡烛和光屏对调一下位置,你将观察到什么现象?
②当光屏上得到清晰的像时,用手遮住透镜的一半,观察像有什么变化,分析一下为什么?
创新实验:探究凸透镜成像规律
(李展业)
参考答案:
(1)像不能呈在光屏的中心上。
(2)倒立;放大;实像。
(3)倒立;两侧;正立;同侧。
(4)放大和缩小实像;实像和虚像。
(5)①过大;过大;实像;②像的性质;③10cm。
(6)①蜡烛通过凸透镜成倒立缩小的实像(图2),如果保持透镜位置不变,将蜡烛和光屏位置互换位置,蜡烛通过凸透镜成倒立放大的实像(图3)。
图2
图3
②如果遮住透镜一部分,所成的实像仍然是完整的,但亮度减弱(图4)。
图4

【中考链接】(2003·烟台)11.在研究凸透镜成像规律的实验中,小明同学无论怎样移动光屏,在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像,造成这种现象的原因可能是( )

A.蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线
B.蜡烛距凸透镜距离大于焦距
C.蜡烛距凸透镜距离小于焦距
D.蜡烛距凸透镜距离等于焦距
参考答案:ACD
(2004·烟台)6.在做“凸透镜成像”的实验中,烛焰到透镜的距离为20厘米时,在透镜另一侧光屏上观察到一缩小的像,如果烛焰离透镜15厘米,那么烛焰经过透镜在光屏上(    )
A. 一定成缩小的实像
B. 一定成等大的实像
C. 可能成放大的实像
D. 可能成虚像
参考答案:C
(2005·烟台)5.小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,烛焰经过透镜在光屏上成一缩小、清晰的像.现保持透镜的位置不变,把烛焰和光屏的位置对调 (   )
A.光屏上能呈现一个缩小的清晰的像
B.光屏上能呈现一个放大的清晰的像
C.调节光屏远离透镜时,光屏上才能呈现清晰的像
D.调节光屏移近透镜时,光屏上才能呈现清晰的像
 参考答案:B
(2007·烟台)8.把凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将某—物体放在此透镜前20cm处,可得到一个(   )A
A.倒立放大的实像
B.倒立缩小的实像
C.正立放大的实像
D.正立放大的虚像
  参考答案:A
(2011·烟台)6.在探究凸透镜成像实验中,小红把蜡烛放在凸透镜前的某一位置时,在透镜另一侧离透镜10cm的光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像.当她把蜡烛移到距透镜10cm处时,所成的像是(    )
A.倒立缩小的实像
B.倒立放大的实像
C.正立放大的虚像
D.倒立放大的实像
参考答案:B
(2012·烟台)7.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图5所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像。要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像,调节的方法是(   )
图5
A.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏靠近透镜移动
B.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动
C.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏远离透镜移动
D.透镜不动,蜡烛靠近透镜移动,光屏靠近透镜移动
参考答案:A
(2014·烟台)7.实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜,三个实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律,实验时,当蜡烛到透镜的距离都为12cm时,甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像、放大的实像,则这三个透镜的焦距f、f、f的大小关系为(  ) B
A.f>f>f
B.f>f>f甲   
C.f>f>f
D.f>f>f
参考答案:B
(2018·烟台)8.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,所用凸透镜焦距为10cm,当蜡烛从如图4所示的A位置逐渐移到B位置的过程中,像距及其像的变化情况是(  )
A.像距增大,像变大
B.像距减小,像变大
C.像距减小,像变小
D.像距增大,像变小
参考答案:A
(2019·烟台)10.如图6所示的是小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中的一次实验操作情景,这时烛焰在光屏上成清晰的像。若将烛焰移动到距离凸透镜15cm处,调节光屏,在光屏上可得到(  )
A.倒立缩小的实像
B.倒立等大的实像
C.倒立放大的实像
D.正立放大的虚像
参考答案:C
图6
(2008·烟台)23.在探究凸透镜成像的实验中:
(1)在探究前,小明同学将凸透镜对着太阳光,把透镜逐渐向白纸移动,直到太阳光在白纸上会聚到一点(如图7).这一操作的目的是_____________________________。
(2)小明将蜡烛、凸透镜和光屏放入光具座中进行实验.其中一次实验情景如图8所示;由此得到的实验结论______________________。
图7                   图8
参考答案:
(1)粗测凸透镜的焦距
(2)物体在二倍焦距以内一倍焦距以外,成倒立、放大的实像。
(2010·烟台)24.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)我们需要让蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度,这样做的目的是         。
(2)其中的一次实验情景如图9所示,凸透镜的焦距是15cm,为了得到清晰的像,光屏应向           透镜的方向移动(“远离”或“靠近”)。
图9
参考答案:(1)使像呈在光屏的中心(2)远离
(2013·烟台)26.在“探究凸透镜成像规律“的实验中.小红同学无论怎样移动光屏在光屏上都无法得到清晰的像.你认为出现这种靖况的原因可能是什么。
图10中记录了小明同学的四种实验情景。分析实验现象及数据,指出凸透镜的焦距,写出凸透镜成倒立放大实像的条件。

图10

参考答案:

(1)烛焰中心、透镜中心和光屏中心不在同一水平线上或物距小于一倍焦距
(2)20cm 物距在一倍到两倍焦距之间
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