基础知识



仿真实验
应用与扩展



诤友仿真软件——探究凸透镜成像的规律

实验器材清单

  1. 光屏（左则）：用来呈现所成的实像。
  2. 蜡烛（右侧）：相当于光源。
  3. 凸透镜：提供长(181像素)、短(96像素)两种焦距的凸透镜。
  4. 光具座：光具座带有刻度，可以很精确地比较物距、像距、焦距三者之间的关系。
    刻度尺分度值：1mm，根据显示器分辨率及DPI，将像素换算成mm绘制，保证绘图精度。
  5. 木块（右下）：需要时垫高蜡烛。

实验设备的摆放要求

实验时要求光屏的中心、凸透镱的中心和蜡烛火焰的中心在同一水平线上，否则成像可能落在光屏外。

功能与操作提示

仿真实验

当一个图形支持拖动或单、双击操作时，鼠标置于其上时，鼠标指针都会变为“手形”时，表示可以进行拖动、单击或双击操作。

特殊点成像探究：要探究u=f或u=2f时的成像规律，单击右侧f点或2f点处。

软件绘图精度1px（像素），由于精度高，所以很难将蜡烛置于u=f或u=2f处。为了探究这两个特殊位的成像规律，单击右则一倍焦点或两倍焦点处时，蜡烛会置于此位置并实时绘制成像示意图。

  1. 光屏：可以任意拖动。当光屏移动到成像位置（成像最清楚）时，像会在光屏上呈现。当光屏移出成像位置时，光屏上不显示像。
  2. 蜡烛：在凸透镜右侧可以任意拖动。当蜡烛位置发生变动时，会实时绘图，呈现凸透镜成像示意图。
  3. 凸透镜：在光具座上可以沿刻度尺水平拖动，双击时可以更换不同长短焦距的凸透镜。
  4. 光具座：不可移动。标尺刻度按实际绘制，度量值：1mm。
  5. 木块：可双击自动放入蜡烛下，并根据蜡烛的位置，会自动调整高度；当蜡烛下压时，木块会自动被压缩; 当蜡烛缓慢调高时，木块跟随自动调高。

学习检测

对于有难度的题设计有“获取帮助”功能，需查看该题解题提示时点击本题题干后的此按钮。

其它板块

其它板块的操功能及操作，见各板块操作提示。

各功能块绘图说明

除【学习检测】板块外，其它所有图形均由软件自动绘制。

实时交互绘图功能：有些板块提供了实时交互绘图功能，从起点开始拖动，经过某个特定点后，释放鼠标时，会自动从起点到最后一次所经定点画线。

学习效果测试

1. 当蜡烛竖直向上远离主光轴移动时，其像会____移动。(  )

2. 在光屏形成清晰的像后，将凸透镜下半块用黑纸遮挡住,则成的像会___。（  ）

3. 在光屏形成清晰的像后，在凸透镜靠蜡烛的一侧紧靠凸透镜放一张开了许多网状小格的不透明纸片，问光屏上的像会___。（   ）

增加网状阻挡物后，入射光线数量减少，所以成像变暗，成像位置和大小均不变。

4. 下列关于实像与虚像的说法中，正确的是___(   )

解题帮助：易错项为A，A的错误在于虚像不是幻觉，幻觉为入射光线不存在。虚像时仍然有光线进入人眼，但光线没有会聚，人眼接收到不线后，会误认为直线方向发射来的光，无数条光线经人眼加工后，形成了一个实际不存的像。即为虚像。

5. 利用凸透镜使物体成放大的像，这个像____(   )

6. 一束平行光线沿主光轴射到凸透镜上，经透镜折射后会聚于透镜另一侧主光轴上距透镜中心12cm的地方。若把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜15cm和6cm处，两次成的像___(   )

7. 如图所示，光在玻璃和空气的界面CD处同时发生了反射和折射，以下说法中正确的是___(  )

首先过入射点垂直于分界线作法线，可知入射角为30°，折射角为45°。因此折射角大于入射角，根据密度越小角越大的规律可知，右侧为空气，左侧为玻璃。

8. 物体通过凸透镜在光屏上得到一个缩小的像，若保持凸透镜的位置不变，物体和光屏的位置对调一下，则___(  )

无论折射或反射，都具有光的可逆性。因此物像位置互换仍然成像，原来像小物大，可逆后像大物小。

9. 一束光由水中斜射向空气，在界面上同时发生反射和折射，下列光路图能正确反映这一现象的是___(  )

从光的方向判断入射光线； 反射光线和入射光线在界面同侧，即同种介质中；折射光在界面另一侧，且介质的密度越大折射角越小，密度越小角越大。

10. 一束光由水中斜射向空气，在界面上同时发生反射和折射，下列光路图能正确反映这一现象的是___(   )

从图像中找u=v=2f的点，可知2f=20,f=10

11. 如图所示,将凸透镜看作是眼睛的晶状体,光屏看作是眼睛的视网膜,烛焰看作是被眼睛观察的物体。拿一副近视眼镜给“眼睛” 戴上,光屏上出现烛焰清晰的像,而拿走近视眼镜则 烛焰的像变得模糊。拿走近视眼镜后,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作可行的是___(  )

解题关键：近视眼镜为凹透镜，是发散透镜，光屏前放置眼镜后，成像会后移；拿掉眼镜后，成像会前移，所以光屏前移才会清楚。

12. 如图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图像,下列说法不正确的是____(  )

13. 小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示两种情景.以下说法 中正确的是___(  )

放大镜为凸透镜，靠近时u＜f，成正立放大的虚像；当远离纸面时，f＜u＜2f，成倒立放大的实像。

14. 如果把一个玻璃球分割成五块,其截面如图所示,再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下,那么能使光线发散的是___(  )

中间厚边沿薄为凸透镜，中间薄边沿厚的为凹透镜。凹透镜对光有发散作用。图中只有b符合凹透镜的特征。

15. 如图所示是某凸透镜成实像时,像距v和物距u的关系图像。分析图像中有关数据可知(  )

同第10题，从图像找u=v=2f的点，求出焦距长。

16. 如图所示,透过圆形鱼缸看到金鱼要比实际的鱼要大,下列说法不正确的是__ (  )

鱼前的水跟玻璃壁形成了中间厚边缘薄的凸透镜，鱼离这个凸透镜很近，物像同侧成正立放大的虚像。

17. （多选题）在凸透镜成像真实场景的实验中，为形成清晰可便于观察的像，关于实验环境、设备的选择、实验准备等要求，说法正确的是(   )

实验室环境亮度暗时，光屏上像看起来越亮；凸透镜半径越大，通过的光线越多，成像越亮；凸透镜越薄时，光斑越集中，成像越清楚，厚度对成像质量的影响就越小。

测试结果显示区

诤友仿真软件——探究凸透镜成像的规律

运行环境

无论在线或离线，用支持H5标准的浏览器打开名为kejian_conves_les.html的文件。

该软件使用了canvas和konva.js扩展，用javascript角本编写而成，因此浏览器必须支持H5标准。不过不用担心，一般新版浏览器均支持H5。

该资源大部分图形均由软件自动绘制而成，试题用的图片放在images文件夹中。除必要的konva.js扩展库以外，不需要其它资源。

离线运行：在下载该资源到本地时，必须同时下载images和js文件夹及其内容，images文件夹中是检测题图片，js文件夹中包含konva.js和jquery.js库。只有这样资源才可在本地正常运行。

在线运行：在提供该资源的平台在线打开最简单，强烈建议在线运行。

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