初中物理透镜及其应用实验题

在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。

（1）该凸透镜的焦距为          　 $\mathit{cm}$。

（2）将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此时应将光屏向　      　（选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。

（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至　     　（选填序号）范围内才能承接到清晰的像。

$A.50~65\mathit{cmB}.65~80\mathit{cmC}.80~95\mathit{cm}$

（4）将蜡烛移到 $37\mathit{cm}$刻度线上，观察到的像是　      　（选填“倒立”或“正立”）的。

小明同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验，记录的实验数据和观察结果见下表。

试验次数	物距 $u/\mathit{cm}$	像的性质			像距 $v/\mathit{cm}$
			大小	正倒
1	30	实	缩小	倒立	15
2	25	实	缩小	倒立	17
3	22	实	缩小	倒立	18
4	18	实	放大	倒立	22
5	15	实	放大	倒立	30
6	13	实	放大	倒立	43
7	9	虚	放大	正立	无法测量
8	6	虚	放大	正立	无法测量

分析表中数据回答下列问题。

（1）实验中供了如下三种不同焦距的透镜，则小明所用透镜的焦距 $f$为　      　。

$A.20\mathit{cmB}.10\mathit{cmC}.15\mathit{cm}$

（2）比较物距 $u$与焦距 $f$的关系，可得出：

①凸透镜成缩小实像的条件是　                   　。

②凸透镜成虚像的条件是　                       　。

（3）凸透镜成放大的实像时， $u$　      　 $v$．（选填“ $>$”“ $=$”或“ $<$” $)$

如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置。

（1）实验前老师为同学们准备了焦距分别为 $10\mathit{cm}$和 $30\mathit{cm}$两个凸透镜，为了顺利完成实验，你应该选择焦距为　       　 $\mathit{cm}$的凸透镜；

（2）将点燃的蜡烛和光屏分别放在如图所示的位置，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，像的性质是倒立的　       　（选填“放大”或“缩小”）的实像，　      　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理工作的；如果此时将蜡烛和光屏对调，光屏上　　       （选填“能”或“不能”）呈现烛焰清晰的像；

（3）若小华在做实验时，不小心让凸透镜和自己的衣服发生了摩擦带了静电，将一小片碎纸片吸附到了凸透镜上面，将凸透镜的镜面遮挡住了一部分，此时光屏上　       　（选填“烛焰的像不完整”、“会有纸片的像”或“烛焰的像变暗了些”）。

小峰在探究凸透镜成像规律之后，又对凸透镜的焦距与其凸起程度的关系进行了探究：

（1）小峰第一次选取一个凸起程度较小的凸透镜，测量焦距的实验如图甲所示，测得的焦距为　　。

（2）第二次他又选用一个凸起程度较大的凸透镜，测得的焦距为 $8\mathit{cm}$，由这两次实验可得出的初步结论：　　。

（3）小峰回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（如图乙所示），受此启发，于是他选取焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜，用红光和蓝光来进行图甲的实验，实验结论：对同一凸透镜，　　的焦距大些。

（4）在用焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜探究成“等大实像”的实验时，老师发现有两个小组所测像距分别为 $17.5\mathit{cm}$和 $22\mathit{cm}$，与理论像距 $20\mathit{cm}$相比偏差较大。若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：　　。

如图所示是“探究凸透镜成像”实验的装置。实验时，先调节烛焰、凸透镜，光屏三者的中心大致在同一高度上，然后不断改变蜡烛到凸透镜的距离，并移动光屏的位置，得到的实验数据如表。

实验序号	物距 $\left(\mathit{cm}\right)$	像距 $\left(\mathit{cm}\right)$	像的性质
			正倒	大小	虚实
1	40	13.3	倒立	缩小	实像
2	30	15	倒立	缩小	实像
3	20	20	倒立	等大	实像
4	15	30	倒立	放大	实像
5	12	60	倒立	放大	实像
6	10		不成像
7	8		正立	放大	虚像
8	4		正立	放大	虚像

（1）图甲中所示的实验操作目的是什么？

（2）实验过程中，观察到随着蜡焰位置的变化，像的变化有两个转折点，分析表中数据据认为这两个转折点的位置在何处？它们分别是像的哪种变化过程的转折点？

运用知识解决问题：

（1）叉鱼时要瞄准鱼的下方，因为水中的鱼反射的光在水面发生折射，折射光线　　法线，人逆着折射光线看到水中鱼的虚像在其　　（填“上方”或“下方” $)$。

（2）请画出图1中经凹透镜折射后的光线。

（3）如图2是 $200g$冰的熔化图象，它在 $\mathit{CD}$段吸收的热量是多少？（请写出计算过程）

小明用焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）调整器材高度时，应　　（填“点燃”或“不点燃” $)$蜡烛。

（2）器材处于图甲所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与　　（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$的成像特点相同。

（3）将蜡烛移动至 $20\mathit{cm}$刻度处，应将光屏移动到　　（填序号）范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像。

$A.50\mathit{cm}~60\mathit{cm}$

$B.60\mathit{cm}~70\mathit{cm}$

$C.70\mathit{cm}~80\mathit{cm}$

（4）将蜡烛移动至 $45\mathit{cm}$刻度处时，取下光屏，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的放大的　　（填“虚”或“实）像。

（5）张老师用发光二极管制作了一个“ $F$”形光源（如图乙）代替蜡烛放在 $30\mathit{cm}$刻度处，则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的　　（填序号）。

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，装置如图所示。

（1）实验过程中，当蜡烛距凸透镜 $18\mathit{cm}$时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是　 $\mathit{cm}$；

（2）当蜡烛距离凸透镜 $30\mathit{cm}$时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的像，日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$。要使烛焰在光屏上所成的像变大，保持透镜的位置，同时将光屏　　（选填“靠近”或“远离” $)$透镜，直至得到清晰的像；

（3）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，则光屏上的像　　

$A$、只出现烛焰像的下半部分

$B$、只出现烛焰像的上半部分

$C$、像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了

$D$、出现烛焰完整的像，但像变小了

（4）该同学多次实验后发现，当光屏上呈现烛焰清晰的像时，将蜡烛和光屏的位置对调，仍能在光屏上得到一个等大清晰的像，出现这种现象的原因是　　。

如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。

下表是小薇同学实验时记录的几组数据：

实验次数	1	2	3	4	5
物距 $\mu /\left(\mathit{cm}\right)$	30	20	15	10	5
像距 $v/\left(\mathit{cm}\right)$	15	20	30	40	$/$

（1）第5次实验时所成像的性质：　　。

（2）第1次实验时，小薇若将一近视镜紧贴在凸透镜的前面，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向　　（选填“靠近”或“远离” $)$透镜方向移动。

（3）通过观察数据，老师发现表格中第　　次实验数据是编造的，判断的理由是　　。

小华同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）在如图甲所示的位置上，成的像是等大的倒立的实像。分析实验成像情况可知实验中所用凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$

（2）当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的 $35\mathit{cm}$刻度时，向　　（选填“左”或“右” $)$移动光屏会得到一个倒立、　　的实像；　　就是利用这一成像规律工作的。此时，风一吹，烛焰向左偏，则光屏上成的像向　　偏。

（3）小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况，当人眼看清眼前 $30\mathit{cm}$处的物体时，凸透镜的位置、形状如图乙所示。如果将物体移至眼前 $50\mathit{cm}$处，保持透镜（晶状体）、光屏（视网膜）之间距离不变，则应该换上更　　（选填“薄”或“厚” $)$的凸透镜（凸透镜直径大小相同），才能在光屏上得到清晰的像。

在探究凸透镜成像规律的实验中，经调整，在光屏上得到烛焰清晰的像，如图甲所示。

（1）保持透镜在光具座上的位置不变，为了在光屏上得到等大的烛焰像，除移动蜡烛外，光屏应向　      　（选填“左”或“右”）移动；当在光屏上得到等大的烛焰像时，物和像之间的距离为 $44\mathit{cm}$，该透镜的焦距为　      　 $\mathit{cm}$；

（2）一同学用图乙所示的 $\mathit{LED}$光源代替蜡烛进行实验，这样改进的优点是　      　（写出一条即可）。

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”）。

探究凸透镜成像的规律。

（1）实验所用凸透镜的焦距为 $10\mathit{cm}$。某次实验情形如图甲所示，此时光屏上恰好得到烛焰清晰的像，则物距 $u=$　         　 $\mathit{cm}$，烛焰的像应为图乙中的　       　，生活中的　       　就是利用这一原理工作的。

（2）在图甲所示实验情形下，紧靠凸透镜加放另一透镜，发现光屏上的像变模糊。保持蜡烛和凸透镜的位置不变，只将光屏向右移动又重新得到清晰的像，则所加的透镜为　        　。

小明利用如图（a）所示的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）实验前，应先将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节到同一水平高度。小明按要求调好后，将蜡烛放在2倍焦距以外，为了能找到凸透镜成像时像的位置，需要对光屏进行的操作是：　                 　，直到光屏上呈现清晰的像。

（2）由于实验时间较长，烛焰的像即将超出光屏的上边缘，这时可以向上移动　     　（选填“蜡烛”“凸透镜”或“光屏”），再次使像呈现在光屏中央。

（3）小明摘下眼镜放到凸透镜前，光屏上呈现清晰的像，如图（b）所示。拿走眼镜，需将光屏向凸透镜方向移动，才能在光屏上再次呈现清晰的像，说明小明戴的眼镜对光有　      　（选填“会聚”或“发散”）作用。此实验中，光屏相当于人眼睛构造中的　       　。

某兴趣小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）凸透镜的焦距是 $10\mathit{cm}$，当烛焰在图示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、　     　的实像，在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是　      　。

（2）实验中，光屏上已经得到烛焰清晰的像，某同学不小心用手指的指尖触摸到了凸透镜，则光屏上会出现　        　。（选填“指尖的像”“指尖的影子”或“完整烛焰的像”）

（3）把凸透镜换成薄玻璃板，在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个　        　（选填“放大”“缩小”或“等大”）的蜡烛的像，把光屏移动到这个像所在的位置，光屏上　       　（选填“有”或“没有”）这个像。