初中物理凸透镜成像的应用实验题

安安和康康在老师指导下完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，实验所用凸透镜的焦距为 $f=10\mathit{cm}$。他们把凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$处，调节蜡烛的烛焰与凸透镜和光屏的中心在同一高度。

（1）如图甲所示，若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像，光屏在　　（选填“ $50\mathit{cm}~60\mathit{cm}$”、“ $60\mathit{cm}~70\mathit{cm}$”或“ $70\mathit{cm}~100\mathit{cm}$” $)$范围内移动。

（2）他们保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在 $30\mathit{cm}$刻度线处，调整光屏到透镜的距离，则在光屏上看到烛焰　　（选填“放大”、“缩小”或“等大” $)$倒立的像。

（3）他们想模拟投影仪的成像原理，康康应在步骤（2）的基础上将蜡烛向　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜的方向移动时调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成清晰的像。

（4）他们保持凸透镜的位置不变，同时取下光屏，直接用眼睛观察凸透镜成像的各种情况。康康移动蜡烛使它从零刻度线处逐渐靠近凸透镜，同时安安从透镜的右侧透过透镜观察烛焰的像，如图乙是安安整理并记录看到的像的情况，根据你所学的知识，判断最先看到的像的编号是　　（选填代表像编号的数字）。

（5）请在图丙中完成从烛焰发出的一束光通过透镜的光路。

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。

小雯用自制的水凸透镜（当向水凸透镜里注水时焦距变小，抽水时焦距变大）来探究“凸透镜成像规律”。

（1）如图甲所示，让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则此水凸透镜的焦距为　        　 $\mathit{cm}$

（2）小雯将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，此像的性质是倒立、　      　的实像，小雯接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将水凸透镜移至光具座　　       $\mathit{cm}$刻度处，再次得到清晰的烛焰像。然后，小雯利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小雯要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向　       　（选填“远离”或“靠近”）水凸透镜的方向移动。

在“探究凸透镜成像的规律”实验中，先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上，然后将凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$处，将点燃的蜡烛放置在光具座上 $30\mathit{cm}$处，移动光屏，在光屏上得到烛焰清晰的像，再将蜡烛向凸透镜移近几厘米，应向　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜方向移动光屏，才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像；又将蜡烛移至光具座上 $43\mathit{cm}$ 处，无论怎么移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。由此可以推断该凸透镜焦距的范围，该范围的最大值小于　　 $\mathit{cm}$。

在“研究凸透镜成像规律”的实验中。

（1）某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图甲所示，此时所成的是倒立　　的实像。

（2）若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到　　厘米刻度处。

（3）实验一段时间后，原来成在光屏中央的像“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有　　。

①光屏上移一段距离

②蜡烛下移一段距离

③透镜下移一段距离

（4）研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正。图乙中，小敏给透镜 $A$戴上“眼镜”（凸透镜 $B)$，光屏上刚好出现清晰的像，摘下“眼镜”后，光屏上的像变模糊，如图丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向　　（选填“靠近”或“远离” $)$透镜方向移动一段距离。

小明用焦距为 $15.0\mathit{cm}$ 的凸透镜探究凸透镜的成像规律，当各器材位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。

（1）实验前，应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 　　。

（2）此时烛焰的成像特点与 　　（选填"照相机"、"投影仪"或"放大镜" $)$ 的成像特点相同。

（3）实验时，若一只苍蝇落在了凸透镜上，光屏上 　　（选填"有"或"没有" $)$ 苍蝇的像。

（4）小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方。若保持光屏的位置不变，仅将蜡烛向 　　移动适当距离，光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。

实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律，当三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像，回答下列问题：

（1）光屏上像的性质为　　。

（2）关于本实验中得到的像在生活中的应用，举一个例子　　。

（3）从图中读出物距为　　 $\mathit{cm}$，并推算出焦距为　　（选填字母）。

$A$． $f<15\mathit{cmB}.15\mathit{cm}<f<20\mathit{cm}$    $C$． $f>30\mathit{cm}$

（4）如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，撤去光屏，是否仍然成像？　　。

如图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置，小明通过实验得到了如表所示的实验数据，请回答下列问题：

物距 $u\left(\mathit{cm}\right)$	60	50	35	30	20	19	18	17	16	15	14	12
像距 $v\left(\mathit{cm}\right)$	12	12.5	14	15	20	21.1	22.5	24.3	26.7	30	35	60

（1）根据表可知凸透镜的焦距 $f=$　        　 $\mathit{cm}$。

（2）当 $u=25\mathit{cm}$时，像距 $\nu$应该在　       　（选填“ $15-16$”、“ $16-17$”、“ $17-18$“、“ $18-19$”或“ $19-20$” $)\mathit{cm}$范围内；当 $u=60\mathit{cm}$时，光屏上成　         　（选填“放大”或“缩小”）的像，此种成像原理可以制成什么光学仪器？　         　（选填“照相机”或“投影仪“）；此时，用遮光板遮住 $\mathit{LED}$光源的一部分，光屏上的像相比原来的像会　        　（选填“变暗”“缩小”或“不完整”）。

（3） $\mathit{LED}$光源的高度 $h=10\mathit{cm}$，小明经过认真测量，得到像高 $h\text{'}$与物距 $u$的数据，如图2所示，请在图中画出 $h\text{'}$与 $u$的关系图象。

在焦距为 $5\mathit{cm}$、 $9\mathit{cm}$和 $15\mathit{cm}$的凸透镜中选择一个放置在如图所示的位置，将蜡烛、光屏分别置于光具座上透镜两侧，调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在　　；若将蜡烛放置在 $A$点通过三个凸透镜都能在光屏上成像，则焦距为　　 $\mathit{cm}$的透镜所称的像最大，若在 $\mathit{BC}$间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，则实验中所用透镜的焦距可能是　　 $\mathit{cm}$。

（1）放在水平桌面上的托盘天平，在调节横梁平衡之前务必要把　     　拨回到标尺的零刻度线处。

（2）如图所示，烛焰通过凸透镜在右侧的光屏上形成一个倒立、放大的清晰的像由图可知，凸透镜的焦距可能为　     　 $\mathit{cm}$（选填“10”、“20”或“30”）。我们根据这个原理制成的光学设备是　       　（选填“放大镜”、“照相机”或“投影仪”）。

如图甲、乙所示，小佳手拿一个凸透镜，先看了自己的指纹，再伸直手臂看窗外远处的物体，看到的像是不同的。这是为什么呢？他做了如图丙所示的探究实验，凸透镜的焦距为10cm，他先后将蜡烛放在A、B、C三个区域内。调整光屏的位置，观察成像情况。

（1）将蜡烛放在　     　区域时，反映的是图甲的成像原理，此时眼睛要在　   　（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧观察，才能看到一个　    　（选填“正立”或“倒立”）、放大的虚像。

（2）将蜡烛　     　区域时，反映的是图乙的成像原理，这个成像性质在实际生活中的应用是　      　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。

（3）实验完毕，小佳将蜡烛换成一个高亮度的LED小灯，调整好高度，把它放到光具座的某一位置，左右移动光屏，发现光屏上出现了一个大小始终不变的圆形光斑（不是像），出现这种情况的原因是　                  　。

下面是小光“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在　　。

（2）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，此时光屏上出现了烛焰清晰倒立、等大的实像，则此凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$。

（3）保持蜡烛和透镜位置不变，小光将自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间的合适位置，只将光屏向　　（填“左”或“右” $)$移动，可在光屏上再次得到烛焰清晰的像。

（4）小光移开近视镜，只将蜡烛向　　（选填“左”或“右” $)$移动，可以在光屏上得到烛焰清晰倒立、　　的实像，生活中的　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” $)$就是根据这个原理制成的。

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。

在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，蜡烛在光屏上恰好成清晰的像。

（1）此时光屏上形成的是蜡烛　　（填“放大”、“缩小”或“等大小” $)$的像；

（2）根据图中信息，可以推断本实验所使用凸透镜的焦距在　　 $\mathit{cm}$的范围之间；

（3）如果在蜡烛和凸透镜之间放置个凸透镜，若想在光屏上得到清晰的像，应将光屏向　　（填“靠近”或“远离” $)$凸透镜的方向移动，该操作可以用来模拟　　（填“近视眼”或“远视眼” $)$的矫正；

（4）如果从蜡烛的一侧观察凸透镜的表面，也会看到一个蜡烛的像，这个像是由于光的　　（填“折射”或“反射” $)$形成的。

小明同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，先用焦距 $20\mathit{cm}$的凸透镜甲进行实验，在光屏上得到了清晰的缩小，实像如图所示。

（1）他改用 $10\mathit{cm}$的凸透镜乙继续进行实验，如果不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应向　    　移动（选填“左”、“右”）。

（2）改用 $10\mathit{cm}$的凸透镜乙继续进行实验时，光屏所成清晰的像偏下，要是光屏所成的像移动到光屏中央处位置，应使凸透镜向　     　移动（选填“上”、“下”）。

（3）光屏上得到发光体清晰的像时，小明不小心用手指尖触摸到凸透镜，此时光屏上　    　（选填“会有指尖的像、“会出现指尖的影子”、“发光体的像暗了一些”）。