《2025年同行学案八年级物理上册人教版》

某实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验.
[基础设问]
(1)实验时,首先在光具座上放置实验器材,若图甲中光具座 A 处放置蜡烛,则 C 处应放置光屏(选填“凸透镜”或“光屏”).
(2)实验前老师让同学将实验室窗帘拉上后进行实验,据此小组同学讨论后认为实验在光线较暗的环境中进行更便于观察.
(3)器材位置正确放置后,点燃(选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛,为了使烛焰的像成在光屏中央,应使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度.
(4)为了测量凸透镜的焦距,小组成员进行如下测量:使一束平行于主光轴的光经凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离,结果如图乙所示,则该凸透镜的焦距为10.0cm.
(5)测量焦距后,小组成员开始进行实验,当各元件位置如图丙所示时,光屏上成清晰的像.
①此时物距是30.0cm,像距是15.0cm,光屏上得到一个清晰、倒立、缩小(选填“放大”或“缩小”)的实像,生活中照相机(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的.
②若将蜡烛与光屏的位置互换,光屏上能(选填“能”或“不能”)看到清晰的像,原因是光路可逆,此时成像情况符合投影仪(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理.
(6)若将图丙中的蜡烛移动到 30 cm 处,移动光屏到70cm 处时,在光屏上成一个清晰、倒立、等大的像.
(7)若将图丙中的蜡烛移动到 35 cm 处,移动光屏,直到找到最清晰的像.若保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜向靠近(选填“靠近”或“远离”)光屏的方向移动,在光屏上可以再次看到烛焰缩小(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰像.
(8)实验中,由于时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向上(选填“上”或“下”)方移动,为了能让清晰的像回到光屏中央,可将凸透镜和光屏向下(选填“上”或“下”)调节.
(9)将图丙中的蜡烛移动至 45 cm 处时,移动光屏不能(选填“能”或“不能”)承接到像,此时光屏上没有(选填“有”或“没有”)烛焰经透镜折射后的光线,烛焰成虚像,成在了蜡烛一侧(选填“光屏一侧”或“蜡烛一侧”),此时应撤去光屏从光屏一侧(选填“光屏一侧”或“蜡烛一侧”)向凸透镜方向看去,可以观察到图丁中的D(填字母).
(10)实验小组探究凸透镜成像规律后,得到下表数据.
- ①分析数据可知,成放大实像时,像距与物距之和随物距的增大而减小.
- ②分析数据可知,成实像时,当物距 $ u = $2f时,物距和像距之和最小,最小值为4f.
- ③通过 1、2、3 次实验数据可以得出:当凸透镜成实像时,物距变小,像距变大.
- ④分析数据可知,2倍焦距处是放大与缩小的实像分界点,1倍焦距处是实像与虚像的分界点.
- ⑤观察数据,老师发现表格中第6次实验数据是编造的,判断的理由是物距等于1倍焦距时不成像,不存在像距.
[能力设问]
(11)另一实验小组的小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”实验时,如图戊所示.
小明组装并调试好实验装置,你认为该实验装置存在的问题是蜡烛烛焰的高度偏低.
(12)实验中,找最清晰像位置的方法是左右移动光屏,直至光屏上呈现最清晰的像.
(13)实验过程中小明不小心用指尖触摸到了凸透镜,这时光屏上的像变暗(选填“变暗”“无变化”或“变残缺”).
(14)同组小丽发现她和其他同学使用相同焦距的凸透镜进行实验时,从各组汇报的数据发现,当物距均为 12.0 cm 时,有三个同学所测像距分别为 58.0 cm、60.0 cm、62.0 cm,若他们的数据差别不是长度测量方法错误和测量误差导致的,则出现这种情况的最可能的原因是光屏上还没有出现清晰的像就测像距.
(15)小红将点燃的蜡烛放在某处,发现无论怎样移动光屏,在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑,你认为出现该现象的原因可能是蜡烛放在焦点处.
(16)小华在图戊的基础上,改用焦距为 20 cm 的凸透镜继续进行实验,要在光屏上成清晰的像,光屏应向右(选填“左”或“右”)移动,所成像的大小变大(选填“变大”或“变小”),根据两次所成像的大小情况,可得出结论:在物距相同时,焦距越大,像越大.
(17)小花在用同样的器材进行实验时,认真观察光屏上放大的像时发现:只有像的中间部分最清晰,偏左、偏右两侧的像比较模糊.检查器材后发现凸透镜的安装情况有些随意(其他器材均正常放置),她对凸透镜进行调节后,立即在光屏上看到了整个烛焰清晰的像,小花做出的调节应该是将凸透镜竖直放置.
[创新设问]
(18)实验完成后,老师组织小组同学交流分享:小丽发现实验中当物距 $ u $ 等于焦距 $ f $ 时,在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立、放大的像.你觉得下列解释合理的是B(填字母).
A. 因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于 1 倍焦距
B.. 因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于 1 倍焦距
C. . 这是烛焰发出光经凸透镜表面反射形成的像
(19)实验中,选用焦距不同凸透镜进行多次实验的目的是获得普遍规律.

答案：
(1)光屏
(2)暗
(3)点燃 同一高度
(4)最小、最亮 10.0
(5)①30.0 15.0 缩小 照相机 ②能 光路可逆 投影仪
(6)70 倒立、等大
(7)靠近 缩小
(8)上 下
(9)不能 没有 蜡烛一侧 光屏一侧 D
(10)①减小 ②2f 4f ③变大 ④2 1 ⑤6 物距等于1倍焦距时不成像,不存在像距
(11)蜡烛烛焰的高度偏低
(12)左右移动光屏,直至光屏上呈现最清晰的像
(13)变暗
(14)光屏上还没有出现清晰的像就测像距
(15)蜡烛放在焦点处
(16)右 变大 在物距相同时,焦距越大,像越大
(17)将凸透镜竖直放置
(18)B
(19)获得普遍规律