初中物理主光轴、光心、焦点和焦距试题

如图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$，用该透镜“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜位置如图乙时，移动光屏可成清晰的倒立、　　的实像。

如图所示，将一个凸透镜正对太阳，其下方 $20\mathit{cm}$处的白纸上呈现出一个较小的光斑，这个现象提示我们：凸透镜对光有　　作用；若将该透镜向纸面再靠近一小段距离的过程中，光斑一直变小，由此可以判断该透镜的焦距一定　　 $20\mathit{cm}$（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$。

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：　　。

在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．该凸透镜的焦距是 $20\mathit{cm}$

B．将蜡烛移动到 $20\mathit{cm}$刻度处，移动光屏可得到倒立、放大的实像

C．将蜡烛移动到 $35\mathit{cm}$刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏

D．将蜡烛移动到 $45\mathit{cm}$刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向右移动光屏

用如图所示装置探究凸透镜成像规律，调整物距 $u$，测量对应的像距 $v$，部分数据如下表所示。根据表中数据可知该凸透镜的焦距是　　 $\mathit{cm}$；如果 $u=27\mathit{cm}$，移动光屏可得到倒立、　　（选填“放大”或“缩小” $)$的实像，　　（选填“幻灯机”或“照相机” $)$应用了这一原理。

$u/\mathit{cm}$	60	30	20	15	13	$\dots$
$v/\mathit{cm}$	12	15	20	30	45	$\dots$

小明在老师指导下，利用自制水透镜探究凸透镜成像的规律。如图甲所示，利用记录的实验数据，绘制了如图乙所示的像距 $v$和物距 $u$的关系图（实验过程中水透镜厚度不变）。实验过程中，下列说法正确的是　　。

$A$．该水透镜的焦距是 $20\mathit{cm}$

$B$．若要在光屏上成清晰缩小的像，物体应放在距透镜 $10\mathit{cm}$至 $20\mathit{cm}$之间

$C$．在光屏上找到清晰缩小的像后，若在水透镜和物体之间放一凹透镜，光屏应远离水透镜才能再次找到清晰的像

$D$．实验后，若利用注射器向水透镜内注水，其焦距变长

选择理由：　　。

小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。下列操作最合理的是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

小华用同一个凸透镜进行如下探究。

（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，则该透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$．将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将　　。

（2）凸透镜和光屏的位置如图乙所示，移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的 $15\mathit{cm}$刻度处，将光屏向　　移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、　　的实像；小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因：　　。

在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜 $15\mathit{cm}$处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$；若将一个物体放在此透镜前 $40\mathit{cm}$处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立　　（选填“放大”、“等大”或“缩小” $)$的实像。

利用太阳光测量两块凸透镜的焦距，请在图中的虚线框内设计测量焦距的实验记录表格。（物理量和单位均可采用文字或符号说明）

如图所示，把一凸透镜放在平面镜前，当用眼睛观察镜子时，光束似乎是从M处发散开来的，则光束会聚处和M点的距离是　　m，该凸透镜的焦距是　　m。

小明在家中发现了一副眼镜，于是利用眼镜的镜片进行了如下实验。

（1）如图甲所示，说明该镜片对光有　　作用。

（2）按图甲方式测量该镜片的焦距，应如何测量？

（3）如图乙所示，光屏上所成的是　　像，从图中还能知道烛焰、镜片、光屏的中心在　　。

（4）写出用镜片在光屏上成放大像的条件，并写出在图乙基础上，继续进行怎样的操作才能得到这样的像。

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 　　。

将凸透镜的一面正对着太阳光，另一面正对着一张白纸，调整凸透镜与白纸之间的距离，使白纸上的光斑最小、最亮，这时镜片与纸之间的距离近似等于凸透镜的      ，平行光线会聚的这一点叫做        。一般的凸透镜有        个这样的点。