初中物理透镜及其应用实验题

小莉同学用焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：

（1）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、　　的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至　　 $\mathit{cm}$刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。

（2）如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至 $16\mathit{cm}$刻度线处，则人眼在　　（选填 $A$、 $B$、 $C$” $)$处能观察到蜡烛的像，像是图丙中的　　（选填“1、2、3、4” $)$。

（3）实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，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　　凸透镜。（选填“靠近”或“远离” $)$

小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验。

（1）前面学过，物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像；物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像；物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像。据此小明提出的问题是，像的虚实、大小，正倒跟　　有什么关系？

（2）如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距 $f=$　　 $\mathit{cm}$。

（3）小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镜放在光具座刻度 $50\mathit{cm}$位置处不变，把蜡烛放在刻度 $10\mathit{cm}$处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是　　（选填“照相机”、“放大镜”或”投影仪” $)$

（4）如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距 $v$和物距 $u$关系的图像，由图像可知成实像时物距逐渐减小，像距逐渐　　。当 $u>2f$时，物体移动速度　　（选“大于”、“小于“或“等于” $)$像移动的速度，当 $f<u<2f$时，物体移动速度　　（选填“大于”，“小于”或“等于” $)$像移动的速度。

小文和同学们到实验室探究光学实验：

（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，如图甲所示，小文选取了两个外形相同的蜡烛 $A$和 $B$，将蜡烛 $A$放在薄玻璃板前点燃，小文应在蜡烛　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$的一侧观察，同时移动蜡烛 $B$，使它和蜡烛 $A$的像完全重合，这样在确定像的位置的同时也证明平面镜成像时像和物的大小　　；

（2）将蜡烛向右移动，重复上述实验过程，会发现：物体靠近平面镜时，所成像的大小　　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$；

（3）在老师启发下，小文将玻璃板换成凸透镜，将蜡烛 $B$换为光屏、“探究凸透镜像规律”的实验，如图乙所示，观察到光屏上呈现清晰，等大的像，则该凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$；

（4）小文把蜡烛移动到光具座 $33\mathit{cm}$刻度线处，发现光屏上的像变得模糊，要使像变晰，光屏应向　　（选填“左”或“右” $)$适当移动、此时光屏上的像是倒立　　的实像；

（5）在上述（4）操作的基础上，老师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，小文发现当光屏向左移动适当距离后像又清晰，由此可知，老师的视力情况属于　　（选填“近视”“远视”或“正常）。

安安和康康在老师指导下完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，实验所用凸透镜的焦距为 $f=10\mathit{cm}$。他们把凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$处，调节蜡烛的烛焰与凸透镜和光屏的中心在同一高度。

（1）如图甲所示，若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像，光屏在　　（选填“ $50\mathit{cm}~60\mathit{cm}$”、“ $60\mathit{cm}~70\mathit{cm}$”或“ $70\mathit{cm}~100\mathit{cm}$” $)$范围内移动。

（2）他们保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在 $30\mathit{cm}$刻度线处，调整光屏到透镜的距离，则在光屏上看到烛焰　　（选填“放大”、“缩小”或“等大” $)$倒立的像。

（3）他们想模拟投影仪的成像原理，康康应在步骤（2）的基础上将蜡烛向　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜的方向移动时调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成清晰的像。

（4）他们保持凸透镜的位置不变，同时取下光屏，直接用眼睛观察凸透镜成像的各种情况。康康移动蜡烛使它从零刻度线处逐渐靠近凸透镜，同时安安从透镜的右侧透过透镜观察烛焰的像，如图乙是安安整理并记录看到的像的情况，根据你所学的知识，判断最先看到的像的编号是　　（选填代表像编号的数字）。

（5）请在图丙中完成从烛焰发出的一束光通过透镜的光路。

下面是小光“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在　　。

（2）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，此时光屏上出现了烛焰清晰倒立、等大的实像，则此凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$。

（3）保持蜡烛和透镜位置不变，小光将自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间的合适位置，只将光屏向　　（填“左”或“右” $)$移动，可在光屏上再次得到烛焰清晰的像。

（4）小光移开近视镜，只将蜡烛向　　（选填“左”或“右” $)$移动，可以在光屏上得到烛焰清晰倒立、　　的实像，生活中的　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” $)$就是根据这个原理制成的。

在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，蜡烛在光屏上恰好成清晰的像。

（1）此时光屏上形成的是蜡烛　　（填“放大”、“缩小”或“等大小” $)$的像；

（2）根据图中信息，可以推断本实验所使用凸透镜的焦距在　　 $\mathit{cm}$的范围之间；

（3）如果在蜡烛和凸透镜之间放置个凸透镜，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向　　（填“靠近”或“远离” $)$凸透镜的方向移动，该操作可以用来模拟　　（填“近视眼”或“远视眼” $)$的矫正；

（4）如果从蜡烛的一侧观察凸透镜的表面，也会看到一个蜡烛的像，这个像是由于光的　　（填“折射”或“反射” $)$形成的。

用焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜探究“凸透镜成像的规律”。

（1）实验前，让平行光束垂直镜面射入杯中（如图甲），从烟雾中可以观察到凸透镜对光有　　（选填“会聚”或“发散” $)$作用。

（2）实验中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示，在光屏上可得到一个清晰倒立、　　（选填“放大”、“等大”或“缩小” $)$的实像。

（3）若蜡烛逐渐靠近凸透镜，所成的像会逐渐变　　（选填“大“、“小” $)$。

小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，先用焦距 $20\mathit{cm}$的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到了清晰的缩小，实像如图所示。

（1）他改用 $10\mathit{cm}$的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应向　    　移动（选填“左”、“右”）。

（2）改用 $10\mathit{cm}$的凸透镜乙继续进行实验时，光屏所成清晰的像偏下，要是光屏所成的像移动到光屏中央处位置，应使凸透镜向　     　移动（选填“上”、“下”）。

（3）光屏上得到发光体清晰的像时，小明不小心用手指尖触摸到凸透镜，此时光屏上　    　（选填“会有指尖的像、“会出现指尖的影子”、“发光体的像暗了一些”）。

在“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）如图甲所示，该透镜焦距 $f=$　　 $\mathit{cm}$；

（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后，点燃蜡烛，光屏上得到蜡烛的像如图乙所示。

若要让像成在光屏的中心位置，则可以将凸透镜向　　移动（选填“上”或“下” $)$；

（3）如图丙所示，把蜡烛放在光具座上　　点时（选填“ $A$”、“ $B$”、“ $C$”或“ $D$” $)$；在光

屏上能得到一个清晰放大的像，　　就是利用这种成像规律工作的（选填“投影仪”、“照相机“或“放大镜” $)$。

某同学利用焦距为 $f_1$的凸透镜做了三次实验，透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示。

（1）由图所示的实验现象可知：随着物距的不断变小，像距和像的大小变化情况是　　。

（2）在图乙所示的实验中，只将凸透镜换为焦距为 $f$的凸透镜 $(f<f_1)$，为在光屏上得到清晰的像，光屏应向　　侧移动。

在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）小明正确安装并调节实验装置后，各元件位置如图所示，此时在光屏上得到一个清晰的像。生活中的　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$就是利用这一原理工作的；

（2）接着小明在不改变各元件位置的情况下，将原凸透镜更换成一个焦距稍小的凸透镜，发现光屏上的像变模糊，这是在模拟　　（选填“近视眼”或“远视眼” $)$的形成原因；此时，在不改变蜡烛和凸透镜（包括位置）的情况下，要使光屏上得到清晰的像，应将光屏向　　（选填“靠近”或“远离” $)$透镜的方向移动。

在利用光具座进行凸透镜成像的实验中：

（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光线具有　　作用，该凸透镜的焦距是　　 $\mathit{cm}$。

（2）调整后，把蜡烛固定在 $20\mathit{cm}$刻度线位置，凸透镜固定在 $50\mathit{cm}$刻度线位置，如图乙所示，左右移动光屏，会在光屏上得到一个清晰的倒立、　　的实像（填写像的性质）；　　（选填“投影仪”“放大镜”或“照相机” $)$就是利用这一成像规律工作的。

（3）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向左移动蜡烛时，应该向　　（选填“左”或“右” $)$移动光屏，才能再次得到清晰的像。

（1）利用微信“扫一扫”功能，通过智能手机的摄像头扫描二维码（如图甲）可快速获取网络信息，手机摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜对光有　　作用（选填“会聚”或“发散” $)$。

（2）如图乙所示，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此实验现象与　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” $)$的成像原理相同。保持透镜位置不变，将蜡烛向右移，光屏必须向　　（选填“左”或“右” $)$移动，才能再次呈现清晰的实像。

某实验小组的同学利用如图所示的实验装置在暗室中测量直径为 $5\mathit{cm}$的凸透镜焦距并观察成像情况。将尺寸很小的球形小灯泡 $s$作为光源固定在“0”位置处，光屏固定于光具座上标有 $60\mathit{cm}$的位置处。

（1）实验前调整小灯泡，凸透镜的中心和光屏中心，让它们在　　。

（2）如图所示，将凸透镜从紧挨着小灯泡的位置 $(A$处）缓慢向右移动，同时测量光屏上亮圈的大小，当光屏上的亮圈直径为 $5\mathit{cm}$时，停止移动凸透镜，此时凸透镜在光具座上 $B$处，则凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$，连续向右移动凸透镜，当凸透镜移到光具座上标有 $50\mathit{cm}$的位置时，在光屏上　　（选填“能”或“不能” $)$看到小灯泡的像。

（3）若固定小灯泡在“0”位置处，移动凸透镜和光屏，　　（选填“能”或“不能” $)$在光屏上得到放大的小灯泡的像。

某小组同学用如图1的装置“探究凸透镜成像特点”，其中凸透镜的焦距为 $15\mathit{cm}$，他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图2（用带箭头的线段表示物或像， $A\text{'}$， $B\text{'}$分别表示蜡烛在 $A$， $B$处像的位置）。

（1）从图2中可以看出，蜡烛在 $A$， $B$位置时光屏上得到的都是倒立、　　的实像，生活中利用这个成像特点制成了　　（写出一个即可）；

（2）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜 $15-30\mathit{cm}$之间时，像均成在透镜另一侧距透镜 $30\mathit{cm}$以外处，但是，当他们把蜡烛放在 $C$位置时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是像距　　；

（3）为了让蜡烛在 $C$位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法：

做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这表明像距变　　了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，此透镜焦距　　 $15\mathit{cm}$（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$。

做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此实验联系实际，远视眼的晶状体焦距较　　（选填“大”或“小” $)$，将近处物体的像成在视网膜　　方（选填“前”或“后” $)$，故需佩戴　　透镜矫正。