初中物理凸透镜成像规律及其探究实验试题

小明想探究凸透镜成像规律，他选用了焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜进行实验。

（1）当蜡烛、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时，光屏中央呈现出清晰的像，则该像是倒立、　　（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” $)$就是利用这一成像原理工作的；

（2）在光屏上得到清晰的像后，小聪取下自己的近视眼镜放在烛焰和凸透镜之间，发现光屏上的像变得模糊，为了再次在光屏上得到烛焰清晰的像，可保持蜡烛和凸透镜位置不变，将光屏　　（选填“远离”或“靠近” $)$凸透镜移动到适当位置；

（3）蜡烛随着燃烧而变短，为了使像仍能成在光屏中央，这时最合理的调整是　　。

$A$．只需将凸透镜向下移动一些

$B$．只需将光屏向上移动一些

$C$．将凸透镜和光屏都向下移动一些

$D$．以上方法都可以

某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如下图，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，光屏上出现了烛焰清晰的像。

（1）该同学看到光屏上所成的像是一个烛焰　　（选填“放大”，“缩小、”或“等大” $)$的像，此像的成像原理与　　相同（选填”投影仪”、“照相机”或“放大镜” $)$。

（2）若将蜡烛向右移动少许，光屏也应向右移才能再次成清晰的像，此像的大小比刚才的像要　　（选填“大”或“小” $)$一些。

（3）若在图中凸透镜的左侧附近放置一凹透镜，这时需要将光屏向　　（选填“左”或“右” $)$移动才能在光屏上成清晰的像。

在探究凸透镜成像规律的实验中，某次实验的成像情况如图所示，小组成员提出“有哪些方法可以让光屏上的像变大”的问题，经过讨论后形成两个方案，而且结果都达到目的。方案一：保持蜡烛和光屏的位置不动，只将凸透镜向　　移动适当距离；方案二：保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏都向　　移动。

在探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）如图甲所示，一束平行主光轴的光线经凸透镜后，在光具座光屏上形成一个最小、最亮的光斑，说明凸透镜对光具有　　作用。

（2）为了能使像始终成在光屏中心位置，要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在　　。如图乙所示的位置示意图，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像是倒立、　　（选填“放大”或“缩小” $)$的实像，应用此成像规律可制成　　（选填“照相机”或“投影仪” $)$。

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　　 $\mathit{cm}$。

小明同学在探究凸透镜成像规律时，调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在　　，

（1）实验时，调节蜡烛与凸透镜的距离，在光屏上得到了一个清晰的像如图所示，该像是倒立　　的实像；

（2）由于蜡烛的燃烧，光屏上的像会向　　（选填“上”或“下” $)$移动，

（3）保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊了，小明将另一个镜片放在蜡烛和凸透镜之间，并适当调整镜片的位置，光屏上的像又清晰了，则这个镜片是　　（选填“凸透镜”、“凹透镜”或“平面镜” $)$

小华用光具座研究凸透镜成像规律，按如图调整完毕，在光屏上得到蜡烛烛焰清晰的像。

（1）保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变，小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是　　（填选项前的字母）

$A$．烛焰的上半部分，亮度变暗

$B$．烛焰的下半部分，亮度变暗

$C$．完整的烛焰，亮度变暗

$D$．完整的烛焰，亮度不变

（2）保持凸透镜位置不变，将蜡烛与光屏位置对调，光屏上也能得到烛焰清晰的像，　　（选填“照相机”、“投影仪”、“放大镜” $)$就是根据这种成像原理设计的。

小明同学在探究“凸透镜成像规律”实验中，所用凸透镜的焦距 $f=20\mathit{cm}$，如图所示：

（1）小明点燃蜡烛后，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，其目的是　　。

（2）在图示中，只需移动光屏到适当位置，可在光屏上成倒立的、　　（选填“放大”、“缩小”或“等大” $)$的实像。这个成像规律在实际生活中的应用是　　（填一种光学器材）。

（3）完成上述实验后，小明在凸透镜和蜡烛之间，靠近凸透镜的位置放了一副眼镜，原来光屏上清晰的像变模糊，当光屏远离凸透镜到适当位置又可得一清晰的像。则这副眼镜是　　（选填“近视”或“远视” $)$眼镜。

如图甲所示，一束平行光经过凸透镜后，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，则它的焦距是　　 $\mathit{cm}$；用此凸透镜探究成像规律，实验装置如乙图所示，调整后在光屏上得到一个清晰的蜡烛火焰的像，该像的性质是　　（写出像的正倒、大小、虚实）；此时某同学将自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置，结果光屏上原来清晰的像变模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向　　（选填“远离”或“靠近” $)$凸透镜的方向移动，才能使像变得清晰。

如图所示，这是小浩同学探究凸透镜成像规律的实验装置图。

（1）实验前，小浩需要点燃蜡烛，并调整凸透镜与光屏的高度，使蜡烛火焰与凸透镜的中心、光屏的中心大致在　　；

（2）老师告诉他，凸透镜的焦距是 $10\mathit{cm}$。移动光屏，结果在凸透镜右侧大约 $63\mathit{cm}$处获得了清晰的像。人们运用这条成像规律制造出了　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$

（3）小浩好动且思维颇有创意，他突发奇想，要是把蜡烛与光屏的位置互换，结果会怎样呢？他立即一试，哇塞！太神奇了，光屏上的像依旧十分清晰，只是原来缩小的像变成了放大的像！你能解释一下所成像依旧清晰的原因吗？　　（选填“反射光路可逆”、“折射光路可逆”或“光是沿直线传播的” $)$

小林同学做“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来），下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．光屏上形成的是烛焰倒立等大的实像

B．图中成像特点与照相机成像特点完全相同

C．将蜡烛移到光具座 $10\mathit{cm}$刻度线处，保持凸透镜和光屏不动，光屏上仍可成清晰的烛焰像             

D．将蜡烛移到光具座 $40\mathit{cm}$刻度线处，保持凸透镜不动，无论怎样移动光屏，它上面都得不到清晰的蜡烛像

小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为 $15\mathit{cm}$。

（1）如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的　    　，利用此原理可以制成　     　。（选填“照相机”、“幻灯片”、“放大镜”）

（2）小明把蜡烛依次放在 $A$、 $B$位置，在坐标纸上记录了光屏上像的大小。如图丙所示 $(A\text{'}$、 $B\text{'}$分别表示蜡烛在 $A$、 $B$处所成的像）。跟同学们交流后发现：

①成倒立放大像的条件是　      　

②成实像时，物距减小，像距　       　

（3）保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜 $18\mathit{cm}$处，在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是　       　。聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，则小明拿起的眼镜是　      　。（选填“近视镜”或“远视镜”）

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。

实验探究

（1）探究晶体熔化时温度的变化规律

如图甲是某晶体熔化时温度时间变化的图像，下表是几种晶体的熔点表。

晶体	熔点 ${/}^{°}\text{C}$	晶体	熔点 ${/}^{°}\text{C}$
铝	660	萘	80.5
铅	328	海波	48
锡	232	冰	0

①根据上述信息判断，该晶体可能是　         　。

②图甲中　      　段表示该晶体的熔化过程，此过程中它的内能　　        。

（2）探究凸透镜成像规律

①蜡烛和凸透镜置于光具座上图示位置，凸透镜焦距为 $10\mathit{cm}$，调节光屏位置，光屏上会出现清晰的　　    （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，据此规律可制成　　     。

②保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜逐渐向　     　移动，光屏上能成清晰缩小的像。

（3）探究平面镜成像特点

①如图丙，把一只点燃的蜡烛 $a$放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像，再拿一只外形相同但不点燃的蜡烛 $b$　      　，以确定像的位置。

②将蜡烛向镜面靠近，所成像的大小　       　。

如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置。

（1）实验前老师为同学们准备了焦距分别为 $10\mathit{cm}$和 $30\mathit{cm}$两个凸透镜，为了顺利完成实验，你应该选择焦距为　       　 $\mathit{cm}$的凸透镜；

（2）将点燃的蜡烛和光屏分别放在如图所示的位置，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，像的性质是倒立的　       　（选填“放大”或“缩小”）的实像，　      　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理工作的；如果此时将蜡烛和光屏对调，光屏上　　       （选填“能”或“不能”）呈现烛焰清晰的像；

（3）若小华在做实验时，不小心让凸透镜和自己的衣服发生了摩擦带了静电，将一小片碎纸片吸附到了凸透镜上面，将凸透镜的镜面遮挡住了一部分，此时光屏上　       　（选填“烛焰的像不完整”、“会有纸片的像”或“烛焰的像变暗了些”）。