初中物理透镜及其应用实验题

在"探究凸透镜成像规律"的实验中：

（1）实验装置正确安装并调节后，小芳同学在如图甲所示的光屏上看到了烛焰清晰的像，则她看到的像是 　 　（选填"倒立"或"正立" $)$ 、 　　（选填"放大"或"缩小" $)$ 的。

（2）实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像 　　（填选项序号）。

A．	$A$ ．只出现烛焰像的上半部分          $B$ ．只出现烛焰像的下半部分
B．	$C$ ．出现烛焰完整的像，但像更小了    $D$ ．像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了

（3）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离后，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个焦距合适的 　　眼镜。（选填"近视"或"远视" $)$

（4）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有" $F$ "形的 $\mathit{LED}$ 灯、光屏贴上方格纸，如图乙所示，请写出改进后其中一个优点： 　　。

用如图1所示装置探究凸透镜成像规律：

（1）将发光的"上"字形 $\mathit{LED}$ 灯、凸透镜、光屏依次放在光具座上，并调节好它们的中心在同一 　　上，使"上"的像呈在光屏的中央，当 $\mathit{LED}$ 灯位于光具座标尺0刻度线左侧 $20\mathit{cm}$ 位置时，移动光屏，可在光屏上得到倒立、等大的实像，由此可知，该凸透镜的焦距为 　　 $\mathit{cm}$ 。

（2）当它们处于如图1所示的位置时，在光屏上得到的清晰的像，则该像是 　　（填"倒立"或"正立" $)$ 、 　　的实像，光屏上像的形状是图2中的 　　。

某同学在做光学实验时，他先将焦距为 $10\mathit{cm}$ 的凸透镜 $A$ 固定在光具座上 $50\mathit{cm}$ 刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜 $A$ 两侧，蜡烛放置在 $20\mathit{cm}$ 刻度线处，如图所示。左右移动光屏，直至光屏上呈现烛焰清晰的像。

（1）上述光屏上所成的像是 　　（选填"放大""等大"或"缩小" $)$ 的实像。

（2）将透镜 $B$ 放在凸透镜 $A$ 与光屏之间某处（图中未画出），光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏向远离凸透镜 $A$ 的方向移动，光屏上又呈现烛焰清晰的像，这说明透镜 $B$ 对光线有 　　（选填"会聚"或"发散" $)$ 作用。透镜 $B$ 能用来矫正 　　（选填"近视眼"成"远视眼" $)$ 。

在"探究平面镜成像的特点"实验中，玻璃板应 　 　放置在水平桌面上；为得到像与物体到镜面的距离关系，物体需放在 　　位置多次实验（选填"同一"或"不同" $)$ ，如图所示，在"探究凸透镜成像的规律"的实验中，凸透镜置于光具座的A点处，蜡烛、 　　应置于凸透镜的两侧，若蜡烛置于B点处，得到缩小的实像，则该凸透镜的焦距 　　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，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。

学过透镜知识后，小明实验小组在光学实验室（暗室）想对学过的知识进行深入研究，可用的器材有：光源S（视为点光源）、圆形凸透镜（直径为D）、光具座、光屏（足够大）。经讨论他们决定先从測凸透镜的焦距开始。

（1）在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心O′。

（2）将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和 　′　在同一水平直线上。

（3）固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑 　　，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距，此时各器材在光具座上的位置如图甲所示，该凸透镜的焦距为 　　cm。

（4）为了验证测出的焦距值是否准确，小明提出可以左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不变，则测出的焦距准确。若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值 　　。

（5）在移动光屏的过程中，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在光具座上，进行实验验证，发现暗环仍然存在。你认为暗环是如何形成的？ 　　。若光源S在左焦点上，光屏在右焦点处，如图乙所示，请你算出此时暗环的面积等于 　　。

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 　　。