初中物理透镜及其应用试题

将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是被眼睛观察的物体．拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊．在拿走近视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（  ）

A．将蜡烛靠近凸透镜

B．将光屏远离凸透镜

C．将光屏靠近凸透镜

D．将光屏和蜡烛同时远离凸透镜

人的眼睛像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个      透镜，来自物体的光会在视网膜上形成一个的      （选填“正立”或“倒立”） 像．如图是近视眼镜的矫正示意图，眼镜其实是一个      透镜，在它的矫正作用下，光屏上恰好成一清晰的像．若拿走眼镜，则应该向      （左、右）移动光屏，方可在光屏上重新看到清晰的像，这反映了近视眼镜的作用是使像向视网膜      （填前方、后方）移动．请对近视患者提一条合理化建议      ．

为探究凸透镜成像规律，小明和同学利用桌上两个玻璃凸透镜（A、B）实验，A、B两凸透镜的焦距分别为10cm和20cm：

（1）小明将其中一块凸透镜放在光具座上，当凸透镜及光屏的位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．由图可知他选择的凸透镜为    （选填“A”或“B”） ；
（2）实验前，要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度，使它们的中心在同一高度，目的是    ，你认为下面几种调整方法中最方便合理的是    ；
A．眼睛平视，视线与光具座平行，利用“三点一线”把“三心”调整到同一高度
B．用刻度尺一个一个的测量，可以很准确地控制“三心”在同一高度
C．把蜡烛、透镜和光屏在光具座上移到一起，调整“三心”在同一高度，然后再分开
（3）随着实验的进行，蜡烛越烧越短，将会发现光屏上的像向    （选填“上”或“下”）移动；
（4）为了探究近视眼和远视眼的成因，小明和同学课后利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜．当蜡烛、光屏和液体透镜如图放置，光屏上出现清晰的烛焰像，此烛焰像应是    （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像．用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，发现光屏上的烛焰像模糊了，若把蜡烛逐渐靠近凸透镜时，光屏上的像又清晰了，说明液体透镜注水后，成的像将    （选填“靠近”、“远离”）凸透镜，此实验说明了    （选填“近视”或“远视”）眼的成因；

在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1所示，实验前要先调节烛焰、凸透镜和光屏，使三者的中心            ．
（2）点燃的蜡烛分别放在a、b、c、d四个不同的位置，如图2所示，其中蜡烛放在  点时，光屏上得到的像最小；放在  处得到的正立的虚像；在    处的成像规律是投影仪的原理。

（3）物体从b点沿主光轴移到c点，物体的像将变       （填“大”或“小”）
（4）试验时，蜡烛随着燃烧而变短，光屏上的像向     （选填“上”或“下”）移动；
（5）当物体放在a点时，遮住凸透镜的上面一半，则物体像的大小将变       （选填“大”、“小”或“不变”）
（6）若某次实验在光屏上出现一个缩小的像时，测得光屏到凸透镜的距离为30cm，则当物体距离凸透镜20cm时，下列哪一项是正确的。
A 光屏上一定会出现一个放大的像    B 光屏上可能不会出现像
C 光屏上可能出现一个缩小的像      D 都有可能
（7）照相机的镜头相当于一个凸透镜，如图3是我国海监人员正在用一台可变焦距的相机拍摄钓鱼岛，如果要让像更大一些，镜头焦距应该调得       （选填“较大”或“较小”）．

一支点燃的蜡烛放在凸透镜的主轴上，当物距为25cm时，在凸透镜的另一侧光屏上能得到一个放大的烛焰的像。那么，当蜡烛移至离凸透镜10cm时，则烛焰经凸透镜所成的像一定是（   ）

A．正立、放大、虚像	B．倒立、放大、实像
C．正立、放大、实像	D．倒立、缩小、实像

在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了物距u和像距v之间的关系图像如图所示，下列说法正确的是（    ）

A．该凸透镜的焦距是8cm

B．当u=3cm时，在光屏上得到放大的像

C．当u=20cm时，在光屏上得到放大的像

D．当物体从距凸透镜30cm处移到10cm处的过程 中，像逐渐变小

在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．利用这一成像原理的光学仪器是（  ）

A．投影仪

B．照相机

C．放大镜

D．显微镜

小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等．
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一________上．
（2）该实验应使凸透镜成实像，那么凸透镜成实像的条件是：物距_________焦距．
（3）记录的实验数据如下表．从表中数据可得透镜焦距为_________cm，请在图2方格纸上画出像距与物距的关系图象．


（4）小明得出探究结论后，又用上述器材做了一个实验．把蜡烛放在光具座上的0刻线处，凸透镜放在17cm刻线上，如图1所示．移动光屏在a位置找到像，则可由所作图象2得a位置大致在________cm刻度处．
（5）小明把发光二极管组成的T字母（设“其实际大小即如题中字符尺寸”所示）代替蜡烛，在不移动图1中各元件位置的情况下，光屏上所成像形状是  （在横线上画出所成像的大致形状）．
（6）小华提出疑问，当蜡烛成倒立的像时，左右是否也颠倒呢，小张说道，只要将T型灯管换成________型灯管即可。
（7）港北物理兴趣小组在此实验基础上又进一步探究了利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像”，如图所示．

首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将 （选填“偏离”或“偏向”）主光轴．如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度  （选填“会”/“不会”）改变.在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是               ．
（8）如图乙所示，液体透镜被安装在光具座上，不断改变液体透镜凸起程度，调节蜡烛、光屏位置，使得每次在光屏上得到等大的像，发现随着液体透镜越凸，蜡烛和光屏的距离就越近，说明透镜的凸起程度越大焦距            （越大/不变/越小）。
（9）有同学提出该种透镜对光的会聚能力是否与液体的种类有关呢？请你帮助设计实验，写出简易步骤，并判断。
步骤 ：                                                                 
                                                                        
判断 ：                                                                 

（1）如甲图所示的电路，闭合开关，两灯均不亮。已知电路连接正确，是其中一个小灯泡损坏了。请你在不拆开原电路的基础上，从乙图所示的实验器材中任选一种连入电路，设计检测方法，找出损坏的小灯泡，并完成表格中相关内容。

所选器材	检测电路图	现象与结论

（2）2019年6月5日12时06分，在我国黄海某海域，科技人员使用"长征十一号"运载火箭进行"一箭七星"海上发射技术试验，运载火箭点火后，箭体腾空而起并加速上升，直冲云霄，把卫星顺利送入距离地面600千米高的预定轨道。首次海上发射取得圆满成功，填补了我国运载火箭海上发射的空白。

在火箭上升过程中，为了能够近距离拍摄到箭体周围的实况，"长征十一号"火箭上装有高清摄像机，摄像机的镜头是由耐高温的材料制成的。

小宇同学观看发射时的电视画面发现：箭体在上升过程中有一些碎片脱落，且脱落的碎片先上升一段距离后才开始下落。

请从上述材料中找出涉及物理知识的内容，模仿范例格式，写出对应的物理知识或规律（任写三条）。

	相关描述	物理知识或规律
范例	火箭加速上升	受非平衡力
1
2
3

如图所示，把焦距为 $12\mathit{cm}$ 的凸透镜放在光具座上，将点燃的蜡烛放在距焦点 $6\mathit{cm}$ 处，则蜡烛通过该凸透镜所成的像 $($ 　　 $)$

A．

一定是倒立的

B．

一定是正立的

C．

一定是放大的

D．

一定是缩小的

为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品。通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。

样品电阻值 $/\Omega$	垃圾类别
小于10	金属
$10-30$	餐厨
大于30	其他

（1）机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像来识别垃圾桶。下列物体成像原理与其相同的是　。

$A$．平面镜

$B$．照相机

$C$．放大镜

$D$．眼球

（2）机器人从某块垃圾上取样检测时。检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。

①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。

②该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？

（3）机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？

如下图所示是小明同学探究“凸透镜成像的规律”实验装置。(已知凸透镜的焦距为15cm)

(1)实验装置中明显错误的是烛焰、凸透镜和光屏三者的中心              ，因而导致光屏上接收不到烛焰的像。
(2)小明调整好装置后，物距如上图所示，光屏上所成的像是倒立、      的实像，这种成像规律在实际中的应用有(请举出一例)              。若将蜡烛向左移动一些，调节光屏，当光屏上再次得到清晰的像，像的大小将        （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
(3)如果保持透镜的位置不变，将蜡烛移到装置图中20cm处，在光屏上     (填“能”或“不能”)承接到像，这是因为                                      。

如下图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。那么在拿走近视眼镜后，下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是（     ）。

A．将蜡烛适当移近凸透镜

B．将蜡烛适当远离凸透镜

C．将光屏适当远离凸透镜

D．同时将光屏和蜡烛适当远离凸透镜

对于凸透镜的成像规律，我们可以通过如图所示的器材来进行探究．回顾探究的过程，以下说法中错误的是（ ）

A．将蜡烛、透镜、光屏放在同一直线上，是为了让像位于光屏的中央

B．改变蜡烛到透镜之间的距离、透镜和光屏之间的距离，我们可以在光屏上得到不同的像

C．在光屏上得到的像都是倒立的

D．在光屏上得到的像都是缩小的

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 　　。