初中物理透镜及其应用试题

探究凸透镜成像的规律。

（1）选取焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜、蜡烛和光屏，将它们置于光具座上。点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在　         　。

（2）当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，调整光屏到　       　（填“ $A$”、“ $B$”或“ $C$”）位置时，可在光屏上得到烛焰清晰的倒立、　     　的实像，生活中的　　    （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这个成像原理制成的。

（3）保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，光屏上　        　（填“能”或“不能”）再次看到清晰的像。若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，还想在光屏上看到清晰的像，应将光屏适当　         　（填“靠近”或“远离”）凸透镜。

如图所示， $\mathit{SA}$为水面上方的点光源 $S$射向水面的一条光线，该光线射到水面的反射光线的方向刚好指向水面上方凹透镜右侧的焦点。请画出：

（1）光线 $\mathit{SA}$射入水中的折射光线。

（2）经过凹透镜的折射光线。

2019年5月，第二届世界智能大会在天津开幕。如图所示是会场中展示的“ $5G$远程驾驶”，三个大屏幕分别显示多个视角及车速等信息。屏幕上显示的彩色画面是由红、　       　、蓝三种色光混合而成的。被控制的汽车上装有摄像头，其中摄像头的镜头相当于　        　（填“凸”或“凹”）透镜，摄像头成像的原理与　      　（填“显微镜”或“望远镜”）的物镜成像的原理相同。

在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，如图所示，小明用高为 $4\mathit{cm}$的发光体（由发光二极管组成）作为物体，把凸透镜固定在光具座 $50\mathit{cm}$刻度线处不动。表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据（数据记录时取整数） $:$

实验次数	物距 $\mathit{cm}$	像距 $\mathit{cm}$	像高 $\mathit{cm}$
1	30	15	2
2	20		4
3	15		8

（1）分析表中数据可知，实验中所用凸透镜的焦距为　        　 $\mathit{cm}$。

（2）在第3次实验时，将光屏移到光具座　        　 $\mathit{cm}$刻度线处，光屏上会出现清晰的像。此时，如果小明不小心用手指尖触碰到了凸透镜，光屏上　        　（选填“会”或“不会”）出现手指尖的像。

（3）根据实验数据推测，当把物体放在光具座“0”刻度线处时，物体通过凸透镜所成实像的高度　          　（选填“大于”、“小于”或“等于”） $2\mathit{cm}$。

（4）小明完成实验后，又找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到那支笔，如图2所示。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，铅笔所成像的　        　（选填“长短”、“粗细”或“笔尖朝向”）一直不会有明显的变化。

凸透镜的焦点 $F$处有一点光源 $S$，请在图中画出点光源 $S$在平面镜中所成的像及光线 $\mathit{SA}$的折射光线。

在探究“凸透镜成像规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，此时光屏上出现了清晰的像（图中未画出），下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．凸透镜焦距是 $15\mathit{cm}$

B．照相机利用了此成像规律

C．蜡烛燃烧变短，光屏上的像也会向下移动

D．保持蜡烛不动把凸透镜移动到 $35\mathit{cm}$处，光屏向右移动，光屏上出现清晰的像

下面是玲玲探究“凸透镜成像规律”的实验。

（1）玲玲将蜡烛、焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，这样做的目的是：　                      　。

（2）玲玲将凸透镜固定在光具座 $50\mathit{cm}$的刻度线处，将蜡烛和光屏移至如图所示的位置时，光屏上出现了烛焰清晰的像，该成像原理在实际中的应用是　        　（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）

（3）实验过程中蜡烛由于燃烧而变短，为了使烛焰的像再次成在光屏的中心，应向下移动　        　（填“光屏”或“凸透镜”）。

（4）玲玲将蜡烛移到 $35\mathit{cm}$刻度线处，保持透镜的位置不变，应将光屏移至　      　 $\mathit{cm}$刻度线处，才能再次在光屏上呈现清晰的像

（5）若在蜡烛和凸透镜之间合适的位置放一个近视眼镜，为了使光屏上重新呈现清晰的像，光屏应向　     　（填“左”或“右）移动；若不移动光屏，并保持近视眼镜的位置不变，玲玲更换另一个凸透镜，光屏上也得到了清晰的像，那么此凸透镜的焦距应　      　（填“大于”或“小于”） $10\mathit{cm}$。

如图所示，由水中折射出的一条光线 $\mathit{ab}$照射到凹透镜上，光线 $\mathit{ab}$与凹透镜的主光轴平行，其中 $F$为凹透镜的焦点， $O$为光心。请画出：

（1）折射光线 $\mathit{ab}$在水中的入射光线。

（2）水中入射光线在水面发生反射时的反射光线。

（3）光线 $\mathit{ab}$通过凹透镜后的折射光线。

在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。

（1）实验前将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调至同一高度的目的是　               　。

（2）正确调节好实验装置后，移动蜡烛至如图所示的位置，观察到光屏上有烛焰清晰的像（像未画出），此像一定是倒立、　               　（填“放大”、小”或“等大”）的实像。若将一个近视眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变得模糊了，应该向　                　（填“左”或“右”）移光屏，才能在光屏上重新出现清晰的像。

（3）实验时，旁边有同学走过，带动的风使蜡烛的火焰向左摆动，则光屏上烛焰的像将向　              　（填“左”或“右”）摆动。

2019年中考实验操作考试前，小雪和同学们去实验室做凸透镜成像的实验。

（1）将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到如图所示位置，光屏上出现清晰的　      　（填“放大”或“缩小”）的像（像未画出）；保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向左移动到某一位置，光屏上再次出现清晰的　        　（填“放大”或“缩小”）的像。此凸透镜的焦距范围是　       　 $\mathit{cm}<f<15\mathit{cm}$。

（2）一位同学把近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间的某一位置，光屏上的像变模糊，如果保持蜡烛和凸透镜位置不动，向　         　（填“左”或“右”）适当移动光屏，光屏上再次出现清晰的像；此时把眼镜和凸透镜取走，保持蜡烛和光屏位置不动，在原凸透镜位置换一个焦距更　         　（填“大”或“小”）的凸透镜，也可以在光屏上出现清晰的像。

图中 $S\text{'}$为烛焰 $S$的像，请通过作图画出透镜、标出一个焦点 $F$的位置并完成光路图。

如图所示，小明将蜡烛、凸透镜 $(f=10\mathit{cm})$、光屏依次摆放在光具座上，光屏上成清晰的烛焰像，然后进行了如下的判断和操作（每次操作均在如图基础上），下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．根据图中凸透镜成像原理可制成投影仪

B．将蜡烛和光屏对调，透镜位置不动，光屏上可再次成清晰的烛焰像

C．小明把自己的眼镜放在蜡烛和透镜之间，向左移动光屏，光屏上可再次成清晰的烛焰像，小明戴的是近视镜             

D．将蜡烛放在 $45\mathit{cm}$刻度线处，移动光屏，光屏上成正立放大的烛焰像

小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”，已知凸透镜焦距为 $10\mathit{cm}$。

（1）小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在　       　

（2）蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示，光屏上成清晰的像（像未画出），该像为倒立、　     　（填“放大”或“缩小”）的实像，生活中的　        　（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）利用了这个成像原理。

（3）保持蜡烛与光屏在光具座上的位置不动，应将凸透镜移到光具座　      　 $\mathit{cm}$刻度线处，光屏上会再次出现清晰倒立、　      　（填“放大”或“缩小”）的实像。

（4）将凸透镜重新移回到如图所示位置，在光具座 $70\mathit{cm}$刻度线处又放置一个相同的凸透镜，取走光屏。在这两个凸透镜右侧通过透镜也可以观察到蜡烛所成的像，生活中的　    　（填“显微镜”或“望远镜”）利用了这个成像原理。

如图所示，有一点光源 $S$发出的一条光线经平面镜反射后，反射光线经过凸透镜上方的焦点。请画出：

（1）入射光线。

（2）反射光线。

（3）经凸透镜折射后的折射光线。

小明探究凸透镜的成像原理，与老师一起研制了如图所示的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。

（1）实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在　       　上，目的是使像成在光屏中心。

（2）三者摆放位置如图甲所示，在光屏上成了一个清晰的像（像未画出），该像为倒立、　   　的实像。此时水透镜的焦距 $f$的范围为　      　。

（3）用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的烛移动到光具座上 $40\mathit{cm}$处，光屏不动，此时应对水透镜　      　（填“注水”或“抽水”），使其焦距变　      　（填“长”或“短”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。

（4）用水透镜模拟爷爷的老花眼，如图乙所示，若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛，在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片，则爷爷将能看清蜡烛位置　      　（填“左侧”或“右侧”）的物体。小明因为长期不注意用眼卫生，变成了近视眼，应该配戴　　      （填“凸“或“凹”）透镜矫正。