初中物理透镜及其应用实验题

小张同学在学习了“凸透镜成像规律”以后，又继续“研究像高与哪些因素有关”．于是他在实验室选用焦距为5厘米、10厘米、15厘米的凸透镜，高度为4厘米、6厘米、8厘米的发光物体及相应的实验器材进行正确实验，将收集到有关数据记录在表一、表二中．

①分析比较表一或表二中的物距u与像高的变化关系，可得出的初步结论是：物体在同一凸透镜中成实像时，      ．
②分析比较实验序号      中的物距、物高和像高的数据及相关条件，可得出的初步结论是：物体在同一凸透镜中成实像时，物距相同，物体越高，像就越高．
小张在表二中尚有部分数据没有填写，若有可能请你帮他填写完整；若不能，请写出不能填写的理由．     
为了结论更具有普遍性，小张认为还需进一步进行实验，请在表三中填入拟进行实验的数据，以完成他的研究目的．

小明用同一光源做了以下几个光学实验，请回答下列问题。

（1）实验1：在探究凸透镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，当如图所示，要使像成在光屏中央，应向　     　（选填“上”或“下”）调节凸透镜；调好后，发现光屏上的像与光源等大，则凸透镜的焦距为　      　 $\mathit{cm}$。

（2）实验2：如果利用实验1的装置，光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的遮光板，若还想承接与光源等大的像，光屏应该　      　（选填“左移”、“右移”或“不动”），此时成的像与实验1成的像相比　       　（选填“较亮”、“较暗”或“一样亮”）。

（3）实验3：如果利用实验1的装置，光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板（不考虑玻璃板厚度），在光源一侧透过玻璃板观察，能否在光屏位置看到像：　        　（选填“能”或“否”）；此时成的像与实验1成的像在哪个方面有区别：　        　（选填“正倒”、“大小”或“完整度”）。

如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜位置保持不变，凸透镜的焦距为10cm．

（1）实验中随着蜡烛的燃烧，光屏上依然得到烛焰清晰的像，但光屏上像的位置却偏高，为了使像仍成在光屏的中央，则应向      （填“上”或“下”）调节凸透镜．
（2）调整后，图中光屏上烛焰的像是倒立      的实像，此规律的应用是      （举一例）．
（3）此时，若有一只苍蝇落到凸透镜上，则屏上      成完整的蜡烛的像（填“能”或“不能”）．
（4）要使光屏上的像变成与物大小相等，则应向左调节蜡烛到30cm处，光屏应向      调（填“左”、“右”）到      cm处，在此过程中发现蜡烛和光屏之间距离变      （填“大”、“小”或“不变”）．
（5）透镜位置不变，将蜡烛移到标尺45cm处，此时小强应站在      一侧（填“蜡烛”或“光屏”），观察蜡烛的像．

在“探究凸透镜成像规律”的实验中

（1）实验用光具座的长度为1m，如果有焦距为10cm、25cm的两块凸透镜，应该选择焦距为　     　cm的凸透镜完成实验。

（2）实验前应点燃蜡烛，观察烛焰、凸透镜和光屏的中心是否在同一高度上，这样做的目的是　                               　。

（3）当蜡烛、凸透镜和光屏的相对位置如图甲所示时，光屏上出现清晰的像，则像是倒立、　    　的实像。

（4）实验中，不但虚像可以用肉眼直接看到，实像也可以用肉眼直接看到。如图乙所示

在（3）的基础上，拿掉光屏，用肉眼在　     　（选填“A“、“B”或“C”）位置沿图示方向能看到这个实像。

（5）在（3）的基础上，当光屏略微向右移动时，光屏上的像将会模糊，如果蜡烛与凸透镜不动，那么，在凸透镜前放置　    　（选填“凸”或“凹”）透镜，才可能在光屏上得到清晰的像，这其实就是　     　（选填“近视眼”或“远视眼”）的矫正原理。

【2015 年湖南省郴州市初中毕业学业考试】小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。

甲                                   乙
（1）测焦距：如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一 个最小、最亮的光斑。由此可得出该凸透镜的焦距为_________cm ；
（2）如乙图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、 光屏三者中心调到同一高度。当蜡烛距凸透镜的距离为 35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像。若对换蜡烛和光屏的位置，光屏上仍能得到一个清晰的像，据此原理，人们制成的光学仪器是             ；
（3）如乙图所示，把凸透镜换成焦距为30cm的，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，移动光 屏，在光屏上_____________（选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像，原因 是                              。

小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。

（1）实验前，使 　              　在同一水平高度。

（2）当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示位置时，光屏上出现了等大清晰的像，此凸透镜的焦距为 　              　cm。

（3）保持凸透镜位置不动，在（2）实验基础上，想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像，接下来的操作是 　              　。

（4）保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像。小明观察到像的方法是 　              　。

【2015年鄂尔多斯市初中毕业升学考试】．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小华进行了如下探究：

为探究像距与焦距的关系，他选用了焦距不同的凸透镜进行实验。实验时物体固定在光具座25 cm刻度线处，凸透镜固定在40 cm刻度线处不改变，如图所示。实验数据记录如下表：

实验序号	物距u/ cm	焦距f/ cm	像距v/ cm
1	15	5	7.5
2	7.5	15
3	12	60

 
（1）分析表中数据可知：保持物距不变时，焦距越大则像距越               。
（2）实验序号1中成的像是      （选填“放大”或“缩小”）的实像，       就是利用这一原理制成的。
（3）做完序号3实验后，小华只更换一个f="13" cm的凸透镜安装在光具座40 cm刻度线处，发现无论怎样移动光屏，像依然模糊，为了使光屏上的像变清晰，他应该在光具座上的凸透镜前的适当位置再放置一个        （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。

在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm。

（1）实验前，调节蜡烛、凸透镜、光屏的中心在　      　，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。

（2）如图所示，若蜡烛、凸透镜在当前位置，应向　     　（填“左”或“右”）移动光屏，直到光屏上得到清晰的像。此时烛焰的像是倒立的、　     　（填“放大”或“缩小”）的实像，这一成像规律应用在　     　（填“照相机”或“放大镜”）上。

（3）在（2）的基础上，若凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏位置互换，光屏上将得到倒立的、　    　（填“放大”或“缩小”）的实像。

（4）当蜡烛燃烧逐渐变短时，为了使像还能成在光屏的中央，应向　   　（填“上”或“下”）适当调节光屏的位置。

在"探究凸透镜成像规律"的实验中，当光屏上有清晰的烛焰像时，蜡烛、透镜、光屏位置如图所示，则光屏上的像应为倒立、 　　（选填"放大""缩小"或"等大" 的实像，生活中的 　　（选填"照相机""放大镜"或"投影仪" 就是根据这一原理制成的；小琴同学用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后，发现光屏上呈现的像是 　　（选填"完整"或"不完整" 的。

探究凸透镜成像特点时。

（1）小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图1所示，测出透镜与白纸间距离 $s$ 与对应的白纸被烤焦的时间 $t$ ，绘出如图2所示图像，由图可知，白纸被烤焦的最短时间为 $2\mathit{min}$ ，对应的 $s$ 为 　　 $\mathit{cm}$ ，此距离即为该透镜的焦距 $f$ ；

（2）当透镜与蜡烛的距离为 $15\mathit{cm}$ 时，可在光屏上得到一个倒立、 　　（选填"放大""缩小"或"等大" $)$ 的清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的 　　（选填"照相机"、"投影仪"或"放大镜" $)$ ；

（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆，在光屏上 　　（选填"能"或"不能" $)$ 得到一个清晰的像；

（4）将蜡烛移至如图3所示位置，可以透过凸透镜看到烛焰所成的 　　（选填"虚"或"实" $)$ 像；

（5）凸透镜对光有会聚作用，可以用来制成 　　（选填"近视"或"远视" $)$ 眼镜。

（一）测量平均速度

某同学跑八百米，使用电子表计时，刚开始起跑时示数如图甲，跑到400m处示数如图乙，跑完800m时示数如图丙。

（1）该实验的原理是 　                　；

（2）他前400m的平均速度是 　                　；

（3）他前400m的平均速度 　                　后400m的平均速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（二）在探究“凸透镜成像规律”的实验中

（1）当透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是 　                　cm；

（2）若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，想得到一个倒立等大的实像，那么需要将光源向 　                　移动（选填“左”或“右”），除了要将光源移动以外，还需要将光屏 　                　凸透镜（选填“靠近”或“远离”）。

康巴什是全国首个以城市景观命名的国家 $4A$级景区，来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片，如图甲，感觉有点小，更换镜头站在原地又拍了一张，如图乙。两次像的大小不同是何原因呢？他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的，为此，返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究：

（1）如图丙，他先将 $f=10\mathit{cm}$的凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$刻度处，再将蜡烛放在 $10\mathit{cm}$刻度处，移动光屏直到成清晰的像，此时光屏应在　           　刻度范围内。

（2）基于实验目的，接下来他换用 $f=5\mathit{cm}$的凸透镜仍固定在 $50\mathit{cm}$刻度处，保持蜡烛位置不变，移动光屏找到最清晰的像，此像大小比（1）中所成的像　                　。

（3）依据（2）问的结论，他又联想到望远镜的物镜（凸透镜）和目镜（凸透镜）的焦距大小也不同，为了尽可能成更大更清晰的像，则 $f_{物}$　    　 $f_{目}$，若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，此时所成像的大小　     　不换位置时所成像的大小（均选填“ $>$”“ $<$”“ $=$”）。

某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如下图，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，光屏上出现了烛焰清晰的像。

（1）该同学看到光屏上所成的像是一个烛焰　　（选填“放大”，“缩小、”或“等大” $)$的像，此像的成像原理与　　相同（选填”投影仪”、“照相机”或“放大镜” $)$。

（2）若将蜡烛向右移动少许，光屏也应向右移才能再次成清晰的像，此像的大小比刚才的像要　　（选填“大”或“小” $)$一些。

（3）若在图中凸透镜的左侧附近放置一凹透镜，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。

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）。

某小组用一焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验：

①如图所示，将光具座上点燃蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调节到同一高度的目的是　                                   　。

②保持凸透镜位置不变，把蜡烛移动到A处，移动光屏可得到倒立、　   　（填“放大”或“缩小”）的像，根据此原理制成了　    　。此时小明将自己的近视眼镜放到B处，为了再次得到清晰的像，应将光屏向　    　（填“左”或“右”）移动。