初中物理凸透镜的会聚作用实验题

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 　　。

我们可以利用矿泉水瓶做小实验来说明一些物理知识

（1）双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形，如果施加的力增大，瓶子变形程度就加大，这表明力的作用效果跟力的　　有关。

（2）不要在野外乱丢矿泉水瓶，瓶子装水形成　　（填“凹透镜”或者“凸透镜），对光线有　　（填“会聚”或者“发散” $)$作用，容易造成火灾。

（3）往空矿泉水瓶内注入少量的热水，盖紧瓶盖，待水冷却后发现瓶子向内凹陷，这说明了　　的存在。

（1）利用微信“扫一扫”功能，通过智能手机的摄像头扫描二维码（如图甲）可快速获取网络信息，手机摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜对光有　　作用（选填“会聚”或“发散” $)$。

（2）如图乙所示，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此实验现象与　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” $)$的成像原理相同。保持透镜位置不变，将蜡烛向右移，光屏必须向　　（选填“左”或“右” $)$移动，才能再次呈现清晰的实像。

按要求回答下列问题：

（1）在今年的实验操作考试中，小可利用平行光源照射凸透镜后交于 $A$点（如图1所示），说明凸透镜对光有　　作用。小可认为 $A$点就是该凸透镜的焦点，请对他的观点作出评判：　　。

（2）小可在用图2所示的实验探究线圈数对电磁铁磁性强弱的影响时，将两个匝数不同的电磁铁串联接入电路，其好处是　　。利用此实验电路也能研究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响，接下来的操作应该是　　。

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。

某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、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．

（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，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，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“会改变”或“不改变”），在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是_________________________
（2）在用液体透镜探究“凸透镜成像规律”时，蜡烛、光屏和液体透镜的位置如图乙所示，光屏上出现清晰的烛焰像，若透镜位置不动，将蜡烛移到光具座10cm刻度时，则烛焰经凸透镜所成的像是（   ）

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

（3）为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”，物理兴趣小组人员做了如下实验：在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与__________是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变的具体原因是____________________________________
（4）利用液体透镜还可以探究哪些问题？（写出一个即可）
_________________________________________________________________

在利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示．当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L．小华推断，凸透镜的焦距一定大于L．

（1）你认为小华的推断    （选填“正确”或“不正确”）．
（2）为了检验小华的推断是否正确，可将凸透镜向下方的纸张慢慢移近，若观察到纸上呈现的光斑变    （选填“大”或“小”），则他的推断是正确的．

在利用太阳光测量凸透镜的焦距后，小华将凸透镜正对着太阳，发现把火柴头放在凸透镜焦点处一段时间后，火柴会被点燃．他想进一步探究不同的透镜对火柴的点燃效果有什么不同，和同学们讨论后，他们提出了以下三种猜想：
猜想1：凹透镜也能点燃火柴；
猜想2：点燃火柴的快慢与凸透镜的焦距大小有关；
猜想3：点燃火柴的快慢与凸透镜的直径大小有关．
（1）根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是错误的．你认为他们判断的依据是   ．
（2）为了验证猜想2是否正确，他们选用直径相同而焦距不等的凸透镜进行多次实验，发现火柴被点燃的时间基本相等．这说明猜想2是     的．
（3）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案．
简要做法：                           ；如何判断：                         ．

小雷对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料种类、凸透镜凸起程度的关系进行了探究实验：

（1）他第一次测量焦距的实验如图甲所示，则测得的焦距为         cm．
（2）由1、2次的实验可得出的结论是：                                                  ．
（3）小雷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），受此启发，于是他分别用红光和蓝光来进行图甲的实验，结论是：对同一凸透镜，    光入射时焦距小些．
（4）探究完成后，小雷和其他同学用焦距为8.0cm的凸透镜和蜡烛进行成像实验．从各组汇报数据中发现，当物距均为16.0cm时，有两个小组所测像距分别为19.0cm、13.0cm，与理论像距16.0cm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：                        ．

次数	1	2	3
材料	玻璃	玻璃	水晶
凸起程度	较小	较大	较大
焦距/cm		8.0	4.0

 

在“探究凸透镜成像”的实验中．

（1）王轩同学按计划将蜡烛依次置于下图中的a、b、c、d、e五点进行探究．在蜡烛置于    点时，在光屏上能得到清晰放大的像，    就是利用这一成像特点制成的．
（2）为满足教学需要，张老师自制了一个“平行光源”．如图所示，在一个用开有细缝的纸罩扎住的圆筒里安有凸透镜和可前后移动的灯泡，调节灯泡，当灯泡的灯丝处在凸透镜的     的位置时，从细缝中射出的光才会是平行光．

在学习“透镜”的过程中，同学们进行了“探究凸透镜成像”和“探究凸透镜对光的作用”的实验．
(1)在“探究凸透镜成像”实验时，小明将点燃的蜡烛依次置于图中的a、b、c、d、e五点进行探究．当蜡烛置于______点时，在光屏上能得到它清晰放大的像，利用凸透镜这个成像特点，可以制成__________；当蜡烛置于______点时，在光屏上能得到清晰与它等大的像，利用凸透镜这个成像特点，可以测量凸透镜的__________．
(2)若在实验中发现光屏上烛焰所成的像偏下，为了使烛焰的像能成在光屏中央，应该向__________(选填：“上”或“下”)调节蜡烛的位置．
(3)在“探究凸透镜对光的作用”实验时，小红在实验室用同一束平行于主光轴的光分别经过材料、直径都相同的凸透镜A、B、C，并得到如图所示的光路图．根据此实验现象，对光线会聚能力最强的是透镜__________(选填A、B或C)，进一步分析可知影响凸透镜焦距大小的因素是凸透镜的______．

在利用太阳光测凸透镜焦距的实验中
(1)小丽的方案如图所示．移动凸透镜白纸上的光斑最小时，凸透镜到白纸的距离为10cm，则凸透镜的焦距为____cm．

(2)对用太阳光测量凸透镜焦距的具体操作提出一条注意事项：________
(3)小丽发现：将凸透镜正对着太阳光，再把一张白纸放在它的另一侧，无论怎样调节白纸的位置，都不能使太阳光在白纸上会聚成一点，而是一个光斑，这个光斑的直径有两三毫米．这是为什么呢?
小丽猜想：太阳光不能会聚成一点是由于光的色散引起的．
①  小丽猜想的理由或依据是____________
②  ②为了验证小丽的猜想，简要的做法是__________
③如果小丽的猜想正确，实验中观察到的现象是_________ 

小华在学习了《透镜》后，想到了一个问题：如果让平行光通过厚度不同的凸透镜，它们对光线的会聚能力会有什么不同呢？于是他在实验室用一束平行光分别通过凸透镜A、B、C，并得到如图所示的光路图。

根据小华的实验现象，应得到的结论是：_________________________________。

（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光线具有     作用，该凸透镜的焦距
是         cm。

（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条                       （3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、       的实像（填写像的性质）；如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向      (选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。