初中物理凸透镜成像规律及其探究实验试题

某同学用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等实验器材，探究“凸透镜成像的规律”。

（1）为了测量凸透镜的焦距，让一束平行于主光轴的光射向凸透镜，移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，如图甲所示。凸透镜焦距为　 　 $\mathit{cm}$。

（2）将凸透镜固定在光具座 $50\mathit{cm}$刻度线处，蜡烛放置在光具座 $40\mathit{cm}$刻度线处，点燃蜡烛，左右移动光屏，出现图乙所示现象（成像清晰）。为使像呈现在光屏中央，应将光屏向　 　调节。

（3）保持凸透镜位置不变，调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度。将蜡烛移至 $34\mathit{cm}$刻度线处，移动光屏，直到光屏上再次出现清晰的像，该像是倒立、　 　的实像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛继续向左移动 $10.0\mathit{cm}$，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向　 　移动一段距离。

在研究”凸透镜成像规律”的实验中：

（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰能在光屏上得到一个清晰的倒立，等大的实像，则凸透镜的焦距为　 　 $\mathit{cm}$。

（2）保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动才能重新得到清晰的像，此时像　 　（选填“变大”“变小”或“不变”），换用的凸透镜焦距可能为　 　。

$A.10.0\mathit{cmB}.20.0\mathit{cmC}.30.0\mathit{cmD}.35.0\mathit{cm}$

（3）将图中的凸透镜换成玻璃板后光屏上的像消失了，原因是　 　。

在研究”凸透镜成像规律”的实验中：

（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰能在光屏上得到一个清晰的倒立，等大的实像，则凸透镜的焦距为　 　 $\mathit{cm}$。

（2）保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动才能重新得到清晰的像，此时像　 　（选填“变大”“变小”或“不变”），换用的凸透镜焦距可能为　 　。

$A.10.0\mathit{cmB}.20.0\mathit{cmC}.30.0\mathit{cmD}.35.0\mathit{cm}$

（3）将图中的凸透镜换成玻璃板后光屏上的像消失了，原因是　 　。

小薇同学探究凸透镜和平面镜的成像规律：

（1）先将光具座上蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至　　；

（2）移动蜡烛，光屏上呈现了烛焰的清晰像，如图所示，生活中的　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” $)$就是利用了这样的成像原理；

（3）她想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，现有厚、薄两块玻璃板，应选择较　　的玻璃板；

（4）再取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的　　关系；光具座上的刻度可以方便比较像与物到玻璃板的　　关系。

在探究”凸透镜成像规律”的实验中，小峻同学进行了如下实验：

（1）按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$。

（2）接着小峻调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、　　（选填“放大“缩小”或“等大” $)$的清晰实像，生活中的　　（选填“照相机”投影仪”或“放大镜” $)$就是利用了这样的成像原理。

（3）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向右移动蜡烛时，应该向　　（选填“左”或“右” $)$移动光屏，才能再次得到清晰的像。

（4）保持凸透镜的位置仍然不变，小峻继续向右移动蜡烛至 $45\mathit{cm}$刻度线处，移动光屏，发现　　（选填“能”或“不能” $)$得到蜡烛清晰的像。

完成下列两个实验探究：

（1）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小杨同学让蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，移动光屏至适当位置，光屏上将会呈现一个倒立、　　（选填“缩小”、“放大”或“不变” $)$的实像，如图1所示，此时的像距为　　 $\mathit{cm}$．生活中的　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$就是应用了这样的成像规律。

（2）小杨同学在“探究海波熔化和凝固特点”的实验中，某时刻温度计示数如图2甲所示，为　　 ${}^{°}\text{C}$；小宇画出了“温度 $-$时间”图象，如图乙所示，由此可知，海波是　　（选填“晶体”或“非晶体” $)$，海波在第 $10\mathit{min}$时处于　　（选填“固态”、“液态”或“固液并存” $)$。

小明同学用一个焦距为 $10.0\mathit{cm}$的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，他需要将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整在　　，使像成在光屏中央。当蜡烛与凸透镜位置如图时，成倒立、　　（选填“放大”、“等大”或“缩小” $)$的实像，生活中的　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$就是利用了这样的成像原理。

在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，如图甲所示，则凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$，调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在　　；

（2）如图乙所示，烛焰恰好在光屏上成倒立、　　（选填“放大”、“缩小”或“等大” $)$的实像，生活中的　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$就是利用了这样的成像原理；

（3）在（2）小问的基础上将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏　　（选填“远离”或“靠近” $)$凸透镜才能再次在光屏上成清晰的像。

在探究凸透镜成像实验中，小柯不断改变蜡烛到透镜的距离，移动光屏寻找蜡烛的像，并将实验结果记录在下表中：

序号	蜡烛到透镜的距离 $\left(\mathit{cm}\right)$	像的特点
1	20.0	倒立缩小的实像
2	16.0	倒立等大的实像
3	12.0	倒立放大的实像
4	6.0	？

（1）第4次实验中，小柯移动光屏只观察到模糊的圆形光斑。若要观察到此时所成的像，正确的操作是　　；

（2）小柯在第1次实验的基础上，换用另一个凸透镜后，发现光屏上的像不清晰，把光屏慢慢地向凸透镜方向移动，光屏上又出现了清晰的像。若第1次实验模拟的是正常眼球的成像情况，则换用透镜后的实验是在模拟　　的成像情况。

小金在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。

（1）当小金将三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像，请你根据此现象回答下列问题：光屏上像的性质为　　，并推算出焦距为　　厘米。

（2）保持蜡烛和凸透镜位置不变，小金换了个凸透镜继续实验，并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同，但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像（光具座足够长），请你帮助小金分析产生此现象的原因　　。

现有如下器材：光具座、焦距为 $12.5\mathit{cm}$的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴。小明根据上述实验器材，进行了“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上，把烛焰、凸透镜、光屏的中心大致调到　　。为了验证凸透镜的焦距是否等于 $12.5\mathit{cm}$，小明把蜡烛和凸透镜放在如图所示的刻度线处，把光屏移到光具座的　　 $\mathit{cm}$刻度线处，观察光屏上是否承接到等大、清晰的像。经验证，凸透镜的焦距准确。

（2）实验进行一段时间后，发现光屏上烛焰的像上移了一段距离，在没有移动器材的情况下，造成上述现象的原因是　　。保持蜡烛、凸透镜的位置和高度不动，需将光屏　　（选填“向上”或“向下” $)$移动，使烛焰的像呈现在光屏中央。

（3）分别把蜡烛放在如图所示的 $A$、 $B$、 $C$、 $D$四个点对应的刻度线处，在　　点能够在光屏上承接到清晰、最大的烛焰的像，在　　点所成像的性质与眼睛的相同。

（4）实验结束后，小明又将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间且较靠近凸透镜，结果光屏上原来清晰的像变得模糊，将光屏远离凸透镜移动到某一位置时，光屏上又看到烛焰清晰的像，由此可知该眼镜片可用来矫正　　眼（选填“近视”或“远视” $)$。

某小组同学利用如图甲所示的装置，做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）为使凸透镜所成的像位于光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在　　上；该实验在光线较　　的环境中进行更便于观察。

（2）小王同学三次在光屏上看到烛焰的像如图乙所示， $A^{\text{'}}$、 $B^{\text{'}}$、 $C\text{'}$分别是烛焰 $A$、 $B$、 $C$在光屏上所成的像。在此之前调节仪器时，曾在光屏上看到窗外景物所成的清晰的像，这个像与图乙中烛焰　　（选填“ $A$ “、“ $B$”或“ $C$” $)$的成像原理相同。当把蜡烛移动到 $M$点时，在光屏上找不到烛焰的像，因为此时烛焰　　（选填“成实像”、“成虚像”或“不成像” $)$。

（3）分析图乙中信息，凸透镜所成的实像都是　　（选填“正”或“倒” $)$立的。蜡烛远离凸透镜时，烛焰所成的像　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜。因此用相机拍照，拍完近景再拍远景时，应将相机的镜头向　　（选填“靠近”或“远离” $)$景物的方向调一些，才能拍出清晰的照片。

王卓利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜焦距为 $10\mathit{cm}$。

（1）若将蜡烛从图示位置移至 $20\mathit{cm}$刻度处，为了在光屏上得到清晰的像，他应将光屏　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜。当光屏上获得清晰的像时，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，光屏上　　（选填“能”或“不能” $)$得到清晰的像。

（2）他将装置恢复到如图所示的位置，再将光屏向右移动一段距离，像变得模糊了，要使像再次变得清晰，他应在蜡烛和透镜之间加一块　　（选填“凸”或“凹” $)$透镜。

（3）随着实验的进行，蜡烛变短，要使蜡烛的像回到光屏的中央，可将凸透镜向　　（选填“上”或“下” $)$移动。

如图所示为某兴趣小组“探究凸透镜成像规律”的情景。

（1）若光屏上清晰像的位置如图所示，为使烛焰的像呈现在光屏中央，应将蜡烛向　　（填“上”或“下” $)$移动；

（2）蜡烛发出的光在光屏上发生了　　（填“镜面反射”或“漫反射” $)$；

（3）为了模拟人眼成像特点，有同学提议将光屏和蜡烛位置互换，你认为可行吗？

答：　　。

如图所示，在“验证凸透镜成像的规律”的实验中，选用了焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜。

（1）在实验中，应调节烛焰、光屏的中心和凸透镜的中心在　　。

（2）如果此时光屏上成一清晰的烛焰像，则该像一定是　　的（选填“放大”“缩小”或“等大” $)$。

（3）如果此时将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动，想在光屏上得到清晰的像，应该将光屏向　　凸透镜的方向移动（选填“靠近”或“远离” $)$。