初中物理凸透镜成像规律及其探究实验试题

如图所示是“探究凸透镜成像”实验的装置。实验时，先调节烛焰、凸透镜，光屏三者的中心大致在同一高度上，然后不断改变蜡烛到凸透镜的距离，并移动光屏的位置，得到的实验数据如表。

实验序号	物距 $\left(\mathit{cm}\right)$	像距 $\left(\mathit{cm}\right)$	像的性质
			正倒	大小	虚实
1	40	13.3	倒立	缩小	实像
2	30	15	倒立	缩小	实像
3	20	20	倒立	等大	实像
4	15	30	倒立	放大	实像
5	12	60	倒立	放大	实像
6	10		不成像
7	8		正立	放大	虚像
8	4		正立	放大	虚像

（1）图甲中所示的实验操作目的是什么？

（2）实验过程中，观察到随着蜡焰位置的变化，像的变化有两个转折点，分析表中数据据认为这两个转折点的位置在何处？它们分别是像的哪种变化过程的转折点？

如图所示，图甲测凸透镜的焦距，图乙“探究凸透镜成像的规律”，在图乙所示的位置光屏上成清晰的像，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．由图甲可知凸透镜的焦距是 $40\mathit{cm}$

B．图乙的成像的特点与投影仪的成像原理相同

C．图乙中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上只出现像的下半部分

D．图乙中若在凸透镜左侧“戴”上近视镜，光屏向右移动才能找到清晰的像

小明用焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）调整器材高度时，应　　（填“点燃”或“不点燃” $)$蜡烛。

（2）器材处于图甲所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与　　（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$的成像特点相同。

（3）将蜡烛移动至 $20\mathit{cm}$刻度处，应将光屏移动到　　（填序号）范围的某一位置才能再次在光屏得到清晰的像。

$A.50\mathit{cm}~60\mathit{cm}$

$B.60\mathit{cm}~70\mathit{cm}$

$C.70\mathit{cm}~80\mathit{cm}$

（4）将蜡烛移动至 $45\mathit{cm}$刻度处时，取下光屏，从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的放大的　　（填“虚”或“实）像。

（5）张老师用发光二极管制作了一个“ $F$”形光源（如图乙）代替蜡烛放在 $30\mathit{cm}$刻度处，则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的　　（填序号）。

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，装置如图所示。

（1）实验过程中，当蜡烛距凸透镜 $18\mathit{cm}$时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是　 $\mathit{cm}$；

（2）当蜡烛距离凸透镜 $30\mathit{cm}$时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的像，日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$。要使烛焰在光屏上所成的像变大，保持透镜的位置，同时将光屏　　（选填“靠近”或“远离” $)$透镜，直至得到清晰的像；

（3）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，则光屏上的像　　

$A$、只出现烛焰像的下半部分

$B$、只出现烛焰像的上半部分

$C$、像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了

$D$、出现烛焰完整的像，但像变小了

（4）该同学多次实验后发现，当光屏上呈现烛焰清晰的像时，将蜡烛和光屏的位置对调，仍能在光屏上得到一个等大清晰的像，出现这种现象的原因是　　。

如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。

下表是小薇同学实验时记录的几组数据：

实验次数	1	2	3	4	5
物距 $\mu /\left(\mathit{cm}\right)$	30	20	15	10	5
像距 $v/\left(\mathit{cm}\right)$	15	20	30	40	$/$

（1）第5次实验时所成像的性质：　　。

（2）第1次实验时，小薇若将一近视镜紧贴在凸透镜的前面，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向　　（选填“靠近”或“远离” $)$透镜方向移动。

（3）通过观察数据，老师发现表格中第　　次实验数据是编造的，判断的理由是　　。

小华同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）在如图甲所示的位置上，成的像是等大的倒立的实像。分析实验成像情况可知实验中所用凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$

（2）当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的 $35\mathit{cm}$刻度时，向　　（选填“左”或“右” $)$移动光屏会得到一个倒立、　　的实像；　　就是利用这一成像规律工作的。此时，风一吹，烛焰向左偏，则光屏上成的像向　　偏。

（3）小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况，当人眼看清眼前 $30\mathit{cm}$处的物体时，凸透镜的位置、形状如图乙所示。如果将物体移至眼前 $50\mathit{cm}$处，保持透镜（晶状体）、光屏（视网膜）之间距离不变，则应该换上更　　（选填“薄”或“厚” $)$的凸透镜（凸透镜直径大小相同），才能在光屏上得到清晰的像。

在探究凸透镜成像规律的实验中，经调整，在光屏上得到烛焰清晰的像，如图甲所示。

（1）保持透镜在光具座上的位置不变，为了在光屏上得到等大的烛焰像，除移动蜡烛外，光屏应向　      　（选填“左”或“右”）移动；当在光屏上得到等大的烛焰像时，物和像之间的距离为 $44\mathit{cm}$，该透镜的焦距为　      　 $\mathit{cm}$；

（2）一同学用图乙所示的 $\mathit{LED}$光源代替蜡烛进行实验，这样改进的优点是　      　（写出一条即可）。

小明用同一光源做了以下几个光学实验，请回答下列问题。

（1）实验1：在探究凸透镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，当如图所示，要使像成在光屏中央，应向　     　（选填“上”或“下”）调节凸透镜；调好后，发现光屏上的像与光源等大，则凸透镜的焦距为　      　 $\mathit{cm}$。

（2）实验2：如果利用实验1的装置，光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的遮光板，若还想承接与光源等大的像，光屏应该　      　（选填“左移”、“右移”或“不动”），此时成的像与实验1成的像相比　       　（选填“较亮”、“较暗”或“一样亮”）。

（3）实验3：如果利用实验1的装置，光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板（不考虑玻璃板厚度），在光源一侧透过玻璃板观察，能否在光屏位置看到像：　        　（选填“能”或“否”）；此时成的像与实验1成的像在哪个方面有区别：　        　（选填“正倒”、“大小”或“完整度”）。

探究凸透镜成像的规律。

（1）实验所用凸透镜的焦距为 $10\mathit{cm}$。某次实验情形如图甲所示，此时光屏上恰好得到烛焰清晰的像，则物距 $u=$　         　 $\mathit{cm}$，烛焰的像应为图乙中的　       　，生活中的　       　就是利用这一原理工作的。

（2）在图甲所示实验情形下，紧靠凸透镜加放另一透镜，发现光屏上的像变模糊。保持蜡烛和凸透镜的位置不变，只将光屏向右移动又重新得到清晰的像，则所加的透镜为　        　。

小明利用如图（a）所示的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）实验前，应先将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节到同一水平高度。小明按要求调好后，将蜡烛放在2倍焦距以外，为了能找到凸透镜成像时像的位置，需要对光屏进行的操作是：　                 　，直到光屏上呈现清晰的像。

（2）由于实验时间较长，烛焰的像即将超出光屏的上边缘，这时可以向上移动　     　（选填“蜡烛”“凸透镜”或“光屏”），再次使像呈现在光屏中央。

（3）小明摘下眼镜放到凸透镜前，光屏上呈现清晰的像，如图（b）所示。拿走眼镜，需将光屏向凸透镜方向移动，才能在光屏上再次呈现清晰的像，说明小明戴的眼镜对光有　      　（选填“会聚”或“发散”）作用。此实验中，光屏相当于人眼睛构造中的　       　。

某兴趣小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）凸透镜的焦距是 $10\mathit{cm}$，当烛焰在图示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、　     　的实像，在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是　      　。

（2）实验中，光屏上已经得到烛焰清晰的像，某同学不小心用手指的指尖触摸到了凸透镜，则光屏上会出现　        　。（选填“指尖的像”“指尖的影子”或“完整烛焰的像”）

（3）把凸透镜换成薄玻璃板，在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个　        　（选填“放大”“缩小”或“等大”）的蜡烛的像，把光屏移动到这个像所在的位置，光屏上　       　（选填“有”或“没有”）这个像。

某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中

（1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在　      　。

（2）通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，则所用凸透镜的焦距是　　 $\mathit{cm}$。

（3）在图中，把蜡烛向左移动 $15\mathit{cm}$，凸透镜的位置不变，应把光屏向　    　（选填“左”或“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、　      　（选填“放大”、“缩小”或“不变”）的实像。接下来改用焦距为 $15\mathit{cm}$的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，应把光屏向　      　（选填“左”或“右”）适当调节。

（4）在探究凸透镜成像的过程中，他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半，发现在光屏上　     　（选填“仍能”或“不能”）形成烛焰完整的像。

在探究“凸透镜成像规律”时，所用凸透镜的焦距是 $20\mathit{cm}$

（1）将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，无论怎样在光具座上移动光屏总找不到像，其原因可能是　　（写出一种即可）

（2）经过调整，在光屏上得到一个清晰倒立的实像；保持凸透镜位置不变，将蜡烛远离凸透镜，要获得清晰的实像，光屏应　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜。

下列关于光学实验的说法，错误的是 $($　　 $)$

A．探究光的反射定律时，硬纸板可以显示光的传播路径

B．探究平面镜成像特点时，使用两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系

C．探究光的折射特点时，光从空气射入水中，传播方向一定会发生改变

D．探究凸透镜成像规律时，当蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动

在探究凸透镜成像规律时，某实验小组用发光二极管制成的“ $F$”形光源进行实验。

（1）思思将光具座放在水平面上，将光源、凸透镜和光屏固定在光具座上，调整三者的高度，使它们的中心大致在　　。

（2）思思将凸透镜固定在光具座 $40\mathit{cm}$刻度线处，将光源放在光具座 $10\mathit{cm}$刻度线处，再移动光屏到如图所示位置时，光屏上出现了清晰的像，该像是　　（选填“放大”或“缩小” $)$的实像。接着，她将光源远离凸透镜一些，这时光屏应向　　（选填“左”或“右” $)$移动，可获得清晰的实像。乐乐想了想说，不移动光屏也能成清晰的像他找来一个眼镜片放在凸透镜和光源之间的合适位置，光屏上的像变清晰了，则该镜片是　　（选填“近视”或“远视” $]$眼镜片，它对光线有　　作用。

（3）乐乐将光源移至距离凸透镜 $8\mathit{cm}$处，发现凸透镜成的是放大的　　（选填“虚像”或“实像” $)$。