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请你设计出三种测量凸透镜焦距的方法（器材自选）。-八年级物理

[db:作者] 2019-12-24 00:00:00 零零社区

题文

请你设计出三种测量凸透镜焦距的方法（器材自选）。
题型：实验题难度：偏难

答案

用平行光照射，光聚于一点，此点即为焦点，再测出焦距；观察物体时，不成像的那一点即为焦点，测出焦距即可；蜡烛通过凸透镜成像，若蜡烛与光屏交换位置后，光屏上依然能出现清晰的像，则蜡烛与光屏的距离除以4亦为焦距。

据专家权威分析，试题“请你设计出三种测量凸透镜焦距的方法（器材自选）。-八年级物理-魔..”主要考查你对凸透镜成像的规律，焦点，焦距等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

凸透镜成像的规律焦点，焦距

考点名称：凸透镜成像的规律

凸透镜成像时几个名词：

名称	概念	说明
物距	物体到凸透镜的距离	用u来表示
像距	像到凸透镜的距离	用v来表示
焦距	焦点到凸透镜光心的距离	用f来表示
正立或倒立	像和物体上下、左右均一致为正立的像；像和物体上下颠倒、左右互换为倒立的像	相对于物体而言，虚像总是正立的，实像总是倒立的
放大或缩小	像的大小大于物体大小的为放大的像；等于物体大小的为等大的像；小于物体大小的为缩小的像	可以通过比较像距和物距来判断：若像距大于物距，则是放大的像；若像距等于物距，则是等大的像；若像距小于物距，则是缩小的像
实像或虚像	实像是由实际光线相交而成的像，虚像是由实际光线的反向延长线相交而成	实像既能用光屏承接，又可以用眼睛看到，虚像只能用眼睛看到，不能用光屏承接；实像总是倒立的，虚像总是正立的

凸透镜成像的规律

物距u	像的特点				像距v	应用
物距u	与物位置	倒正	大小	虚实	像距v	应用
u>2f	异侧	倒立	缩小	实像	f<v<2f	照相机
u=2f	异侧	倒立	等大	实像	v=2f	/
f<u<2f	异侧	倒立	放大	实像	v>2f	投影仪
u=f	/	/	/	/	/	探照灯
U<f	同侧	正立	放大	虚像	不能确定	放大镜

成像图

说明：
(1)凸透镜所成的实像必倒立，且物与像分居透镜的两侧，可以是放大的、等大的或缩小的；成虚像必正立，且物与像位于透镜的同侧，一定是放大的。
(2)物体沿主光轴移动，像也沿主光轴移动。对于实像来说，物体向靠近镜的方向移，像向远离镜的方向移，且像越来越大。对虚像来说，物向镜移，像也向镜移，且像越来越小。
(3)物体的物距一定，垂直主光轴向上、向下或向左、向右移动时，虚像的移动方向跟物体移动方向是一致的，但实像的移动方向跟物体移动方向恰好相反。即物向上移，像要向下移；物向左移，像要向右移。
(4)透镜一部分被遮挡，这部分不透光，其余仍透光，仍生成完整的像，只不过像变暗些。透镜破裂后去掉一部分，就相当于遮挡了一部分，像大小、位置不变，只是变暗些。

凸透镜成像的实验；
①实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。
②若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到像，可能的原因有：a.蜡烛在焦点以内，b.烛焰在焦点上c.烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度d.蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置

凸透镜成像实验中要注意的几个问题
（1）实验中蜡烛、凸透镜、光屏应依次放置这是能在光屏上观察到像的前提。能在光屏上显示的像是实像，l而凸透镜成实像时，像与物体在透镜的异侧．因此必须使蜡烛和光屏分居凸透镜的两侧。
（2）实验中蜡烛、凸透镜、光屏应该在同一直线上这是像成在光屏上的前提。如果做这个实验时用的是光具座，在调节时只要按程序操作，很容易完成共线调节；但是如果你在做这个实验时没有用光具座就要特别注意这个问题。
（3）实验中凸透镜的镜面、光屏面应大致平行这也是保证像成在光屏上的条件。因为若镜面和光屏面不平行，如镜面倾斜，根据凸透镜成像原因，像将成在光屏的一边而不会成在光屏上。
（4）实验中烛焰、凸透镜、光屏三者的中心应该大致在同一高度这是保证像成在光屏中央的条件。有些同学认为，只要这三者的中心在一条直线上就可以了。事实上，如果三者的高度不同，则在光屏上所成的像或在光屏的上方，或在光屏的下方，不利于像的观察。
（5）实验中要注意凸透镜的定位由于物体在2倍焦距之外时像在1倍焦距和2倍焦距之间，而物体在1倍焦距和2倍焦距之间时像在2 倍焦距之外。所以实验时应给物距和像距留大致相同的调节空间。即凸透镜应该固定在光具座的中间。
（6）要在像最清晰时观察一般情况下，凸透镜成像时，若光屏在一定的范围内移动，屏上都能够得到像，但是我们要找到最清晰的像．如果将光屏向任何一个方向移动，像都比你最先得到的像模糊，则那个位置的像就是最清晰的像了。
（7）要注意物距适当在观察物距在1倍焦距与2倍焦距之间的成像时，要注意物距适当，不能使物体靠近焦点，否则像离凸透镜太远，像也太大，可能光屏接收不到。

透镜成像的作图方法
透镜中有三条特殊光线：
①经过光心的光线传播方向不改变；
②平行于主光轴的光线经折射后过焦点(对凹透镜，它的焦点是虚焦点，是折射光线的反向延长线经过的点)；
③过焦点的光线经过折射后平行于主光轴(对凹透镜来说是虚焦点，是入射光线的正向延长线经过的点)。
（1）物体处于2倍焦距以外时，如图所示。

（2）物体处于2倍焦距和1倍焦距之间时，如图所示

（3）物体处于焦点以内时，如图：
口诀法巧记凸透镜成像规律：
（1）口诀一：一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；成实像，物近像远像变大；成虚像，物近像近像变小口诀二：三物距、三界限，成像随着物距变；物远实像小而近，物远虚像大而远：口诀三：凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大；二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大；若是物放焦点内，像物同侧虚像大；物远实像近又小，物远虚像远又大，

（2）口诀法的理解：“物近像远像变大，二倍焦距分大小，一倍焦距分虚实”。我们可以结合图加深理解。

由此我们可以得出以下两个性质：
①焦点分界：2f是成放大实像与缩小实像的分界点，厂是成实像与虚像的分界点。
②动态特性：物体沿主光轴移动时，物像关于凸透镜移动方向一致，即物距(物体到凸透镜的距离)减小(增大)，像距(像到凸透镜的距离)增大(减小)，且像变大（小）。

考点名称：焦点，焦距

定义：
凸透镜能使平行于主光轴的的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F来表示。焦点到光心的距离叫做焦距，用f来表示。凸透镜上有两个实焦点，左右各有一个（如图）
凸透镜焦距的测量方法：
1．太阳光聚集法：把凸透镜正对着太阳光，在凸透镜的另一侧放一张白纸，调节凸透镜到白纸之间的距离，使闩纸上出现最小最亮的光斑，这个光斑就是焦点。用直尺测出凸透镜到焦点的距离，即为焦距。

2．平行光源法：将儿束平行光沿主光轴射到凸透镜上，在光屏上得到的折射光线交于一点，量三这点到凸透镜的距离，即为焦距。

3．二倍焦距法：在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，点燃蜡烛行使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，调节烛焰到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离，直到光屏上的像与烛焰等大为止。此时烛焰到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离均为2倍焦距。

4．焦点不成像法：透过凸透镜观看物体，调节物体到凸透镜的距离，从看得见像到刚好看不见时，测出物体到凸透镜的距离即为焦距。

5．焦点入射法：在凸透镜的一侧放一光屏，另一侧放一个发光的小灯泡，沿主光轴移动，直到光屏上得到一个与透镜直径相等的圆形光斑为止，测出小灯泡到凸透镜的距离即为焦距。

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