初中物理透镜及其应用实验题

在"探究凸透镜成像的规律"实验中，应调整凸透镜的中心，光屏的中心与烛焰的中心大致在同一 　　，以保证像成在光屏中央；将烛焰与光屏置于凸透镜的 　　（选填"两侧"或"同侧"），移动光屏直到光屏上所成的 　　像最清晰（选填"实"或"虚"），像是 　　的（选填"正立"或"倒立"）。

在"探究凸透镜成像规律"实验中，所选凸透镜的焦距为10厘米。调整凸透镜和光屏的中心与烛焰中心大致在同一 　　，以保证像成在光屏中央。移动光屏至图所示位置时，在光屏上得到一个清晰的像，像是 　　的（选填"放大"或"缩小" $)$ ，烛焰离凸透镜的距离 　　10厘米（选填"大于""等于"或"小于" $)$ 。

在"探究凸透镜成像的规律"实验中：

（1）小明将 $\mathit{LED}$ 灯、焦距为 $10\mathit{cm}$ 的凸透镜和光屏依次放在光具座上，通过调节使三者中心在 　　。接着，小明调节 $\mathit{LED}$ 灯、凸透镜至如图所示的位置，移动光屏，会在光屏上得到倒立、 　　（选填"放大""缩小"或"等大" $)$ 的实像。

（2）把焦距 $10\mathit{cm}$ 的凸透镜换成焦距更小的凸透镜，光屏上原来清晰的像变模糊了。若不改变凸透镜和光屏的位置，要使光屏上再次得到清晰的像，你采取的具体办法是 　　。

（3）小明选择 $\mathit{LED}$ 灯替代平时常用的蜡烛做实验，优点是 　　（写出一条即可）。

小丽同学用焦距为 $10\mathit{cm}$ 的凸透镜探究凸透镜成像的规律。

（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 　　。

（2）把蜡烛放在距凸透镜 $16\mathit{cm}$ 处，会在光屏上得到一个清晰倒立、 　　的实像。生活中的 　　就是利用这个原理工作的。

（3）实验完成后，小丽把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图所示，光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏 　　（选填"靠近"或"远离" $)$ 凸透镜。

如图所示是探究凸透镜成像规律的实验装置（凸透镜的焦距为 $10\mathit{cm})$

（1）蜡烛在 $25\mathit{cm}$ 刻度线处，移动光屏，烛焰能在光屏上成清晰的 　　（选填"放大""缩小"或"等大" $)$ 倒立的像，生活中 　　（填光学仪器）利用此成像特点制成；

（2）在上一步找到清晰的像后，保持蜡烛和透镜位置不变，将透镜换为焦距为 $15\mathit{cm}$ 的凸透镜光屏应向 　　（选填"左"或"右" $)$ 移动才能在光屏上得到清晰的 　　（与上次成像相比选填"变大""变小"或"不变" $)$ 的像。

某小组同学在"探究凸透镜成像的规律"实验中，得到凸透镜成实像的初步规律后，为了进一步研究凸透镜成实像时，像的大小与物距 $u$ 、像距 $v$ 之间的关系，他们计算了像与物体的距离 $l$ ，并将相关数据记录在如表中。

实验序号	物距 $u$ （厘米）	像距 $v$ （厘米）	像高 $h_{像}$ （厘米）	像与物体的大小比较	像与物体的距离 $l$ （厘米）
1	48.0	9.6	0.6	缩小	57.6
2	28.0	11.2	1.2		39.2
3	18.0	14.4	2.4		32.4
4	13.0	20.8	4.8	放大	33.8
5	12.0	24.0	6.0		36.0
6	10.0	40.0	12.0		50.0

（1）根据实验序号 $1-6$ 的数据，分析比较像距 $v$ 、像高 $h_{像}$ 随物距 $u$ 的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成像时，物距 $u$ 变小， 　     　。

（2）根据实验序号 $1-6$ 的数据，分析比较像与物体的距离 $l$ 随物距 $u$ 的变化情况，可得出的初步结论是：

（a）同一凸透镜成缩小的实像时， 　　

（b）同一凸透镜成放大的实像时， 　　

（3）请根据表中信息判断：当像与物体的距离 $l$ 为35厘米时，像高 $h_{像}$ 的范围 　　

在"探究凸透镜成像规律"实验中，所用的凸透镜的焦距是 $10\mathit{cm}$ 。

（1）为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一 　　。

（2）实验中，当烛焰、凸透镜和光屏三者位于如图所示的位置时，光屏上呈现出烛焰的像是 　　（填"放大""等大"或"缩小" $)$ 的，这种成像规律在实际中的应用是 　　（写一种）。

（3）若已在光屏上成清晰的像，此时用纸板挡住凸透镜的下半部分，则所成的烛焰的像为 　　（填"不完整的像""亮度相同的完整像"或"亮度稍暗的完整像" $)$ 。

如图是小明"探究凸透镜成像规律"的实验装置，他发现蜡烛离透镜越远，光屏上得到的像越 　　选（填"大"或"小"。）当把蜡烛向凸透镜的靠近时，要想光屏上得到清晰的像，光屏应 　　（选填"远离"或"靠近"）凸透镜，此时在光屏上看到的像是 　　（选填"正立"或"倒立"）的像，当蜡烛继续靠近凸透镜的过程中，发现蜡烛的位置在 　　时，无论怎样移动光屏，光屏上都得不到蜡烛的像。

利用太阳光可以完成以下实验。

（1）如图甲所示，太阳光照到人身上形成影子，该现象说明 　　。

（2）如图乙所示，太阳光经过三棱镜发生色散现象，该现象说明 　　。

（3）如图丙所示，太阳光垂直照向凸透镜可在距凸透镜 $10\mathit{cm}$ 处的白纸上得到一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 　　 $\mathit{cm}$ ；若将一个物体放在此透镜前 $25\mathit{cm}$ 处，可在透镜的另一侧光屏上得到一个 　　像。

学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做"探究小孔成像规律"的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。

（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：

猜想1：与小孔到光屏的距离有关；

猜想2：与小孔的形状有关；

猜想3：与小孔的大小有关；

①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是

　　的。

②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图1中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 　　。

③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表：

圆孔的直径/mm	小于1.0	1.0	1.5	2.0	2.5	4.0
像的清晰度	清晰	清晰	清晰	清晰	较模糊	模糊
像的明亮程度	﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→

实验现象表明：在小孔成像清晰时， 　　。

（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图2所示：

①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像。在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 　　。

②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要 　　（选填"大"或"小"）

③若开一个大孔，并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后，恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像，则此像是 　　倒立的实像；若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 　　，像的大小 　　。

在"探究凸透镜成像规律"实验中，凸透镜焦距为10cm，蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。

（1）图中光屏上呈一清晰的像，该像是倒立、 　　（选填"放大"、"等大"或"缩小"）的实像

（2）图中固定蜡烛位置不变，将透镜移到60cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向 　　（选填"左"或"右"）移动

（3）图中固定透镜位置不变，将蜡烛移到45cm刻度线处，移动光屏 　　（选填"能"或"不能"，下同）承接到像，把光屏放在蜡烛的左侧，移动光屏 　　承接到像。

（4）图中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜片是 　　（选填"近视"或"远视"）眼镜的镜片。

小明同学在实验室利用光具座"探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）元件摆放位置如图所示，在光屏中心呈现出清晰的烛焰的像，由此可知透镜焦距为 　　 $\mathit{cm}$ 。

（2）保持透镜和光屏的位置不动，把蜡烛放在刻度尺的 $15\mathit{cm}$ 处，可在蜡烛和凸透镜间合适位置添加一个焦距恰当的 　　透镜，仍能在光屏上承接到烛焰清晰的像；若不添加透镜，适当移动光屏可承接到一个倒立的、 　　的实像；

（3）在实验中，小明更换了一个凸透镜，使三者还处于如图所示的位置，并使三者中心在同一高度，在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法承接到烛焰的像（光具座足够长），出现这种现象的原因可能是 　　。（写出一种原因即可）

如图1是"探究凸透镜成像规律"的实验装置。

（1）小美将蜡烛置于图中 $A$ 处时，移动光屏到 $D$ 处，观察到光屏上呈现清晰的像，此时像和物的大小相等。则该凸透镜的焦距是 　　 $\mathit{cm}$ 。

（2）小美把蜡烛移动到 $B$ 处，光屏上的像变得模糊，要使像变清晰，光屏应向 　　（填"左"或"右" $)$ 移动，直到光屏上呈现清晰的像，此时光屏上的像是倒立、 　　的实像。随后，小美又将蜡烛和光屏的位置对调，发现在光屏上也呈现一个清晰的实像，这个现象说明光路是 　　。

（3）在（2）后，小美的同学小丽取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，小丽将光屏（此时光屏已在左端）向右移动适当距离后像又变得清晰。请你判断小丽的眼睛与如图2所示的 　　（填"甲"或"乙" $)$ 图中所表现的状况相同。

如图所示，是"探究凸透镜成像规律"的实验装置，凸透镜的焦距为10cm。

（1）实验时，通过调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 　 　；

（2）当光屏上呈现清晰的像时，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，此成像规律在生活中的应用是 　 　；

（3）保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移至30cm刻线处，光屏上的像变模糊了，在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置放一个合适的 　 　眼镜，光屏上的像再次清晰。

小明在做"探究凸透镜成像规律"的实验时，凸透镜的位置固定不动。实验操作规范，在图示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像。

（1）这个像的成像原理与 　　（选填"放大镜"、"投影仪"或"照相机" $)$ 相同。若将蜡烛向右移动少许，则应将光屏向 　　（选填"左"或"右" $)$ 移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的像要 　　些。

（2）再在凸透镜左侧附近放一凹透镜（图中未画出），这时需要将光屏向 　　（选填"左"或"右" $)$ 移动才能在光屏上成清晰的像。