初中物理透镜及其应用实验题

某同学用一个未知焦距的凸透镜探究凸透镜的成像规律。探究过程中将观察到的现象和测量的数据记录在下表中，请解答下列问题：

实验序号	物距/cm	像距/cm	像的性质
1	20	6.7	倒立缩小的实像
2	15	7.5
3	10	10	倒立等大的实像
4	7.5
5	4		正立放大的虚像

 
（1）该凸透镜的焦距是       cm。
（2）在表中填出实验序号2、4中像的性质和实验序号4中像距的大小。

"探究凸透镜成像规律"：选用蜡烛、凸透镜（焦距f＝10cm），光屏、光具座和火柴等器材。

（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整三者的中心大致在 　     　上。

（2）当物距在10cm＜u＜20cm时，像距的范围是 　 　cm，此时光屏上呈现 　 　（选填"倒立"或"正立"）的实像；物距、像距可用 　    　上的刻度尺测量。

（3）如果发现烛焰的像成在光屏的上方，若要使烛焰成像在光屏中心，应将凸透镜向 　 　（选填"上"或"下"）调整。

（4）当物距u′＜10cm时，我们 　            　才能观察到蜡烛的虚像。

根据人眼视物的原理。某同学想探究“凸透镜的焦距与厚度的关系”，他猜想凸透镜的焦距还与凸透镜的材料和口径有关。他自制了一个口径不变的“水凸透镜”，通过注射器向“水凸透镜”中注水或向外抽水，改变“水凸透镜”的厚度。实验装置如图所示。

（1）将平行光源、“水凸透镜”和光屏放在光具座上，调整平行光源、“水凸透镜”、光屏的中心大致在同一                                     上。
（2）实验中，“水凸透镜”的厚度变化不宜过大，且厚度无法测量，可以通过注射器内水的体积间接反映“水凸透镜”的厚度。画出记录实验数据的表格，表格中要有必要的信息。
（3）实验中，调整好“水凸透镜”的厚度，使平行光源发出平行光，移动光屏找到焦点，测量出“水凸透镜”的焦距。请具体说明移动光屏找到焦点的实验操作：                  。

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。

小明在探究焦距为10cm的凸透镜成像规律的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，如图所示

（1）实验时，小明应调整烛焰、透镜和光屏的中心在     ，以保证烛焰所成的像在光屏的中央．
（2）接着小明将蜡烛置于光具座的A点处，左右移动光屏上成      、倒立的实像（选填“放大”、“缩小”或“放大镜”），此时成像特点可应用在      上（选填”“照相机”、“投影仪”或“放大镜）．
（3）若把蜡烛从A点向B点移动，烛焰所成像的大小将      （选填“变大”、“变小”或“不变”），若蜡烛移到C点，无论怎样移动光屏，在光屏上始终找不到像，原因是                      ．

小明利用光具座、两个凸透镜（焦距分别为10cm、20cm）、光屏、蜡烛、火柴等器材探究凸透镜成像规律。

（1）实验中将其中一个凸透镜放在光具座上，当蜡烛、透镜及光屏的位置如图所示时，恰能在光屏上得到清晰的像，则他选择的焦距为　　cm的凸透镜；

（2）保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移向蜡烛，光屏上会再次出现清晰的倒立、　　的实像；

（3）实验过程中，燃烧的蜡烛变短，导致光屏上烛焰的像向　　（选填“上”或“下”）移动，可将凸透镜的高度调　　（选填“高”或“低”），使像呈现在光屏的中央。

（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”）。

在"探究凸透镜成像规律"的实验中，当光屏上有清晰的烛焰像时，蜡烛、透镜、光屏位置如图所示，则光屏上的像应为倒立、 　　（选填"放大""缩小"或"等大" 的实像，生活中的 　　（选填"照相机""放大镜"或"投影仪" 就是根据这一原理制成的；小琴同学用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后，发现光屏上呈现的像是 　　（选填"完整"或"不完整" 的。

探究凸透镜成像特点时。

（1）小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图1所示，测出透镜与白纸间距离 $s$ 与对应的白纸被烤焦的时间 $t$ ，绘出如图2所示图像，由图可知，白纸被烤焦的最短时间为 $2\mathit{min}$ ，对应的 $s$ 为 　　 $\mathit{cm}$ ，此距离即为该透镜的焦距 $f$ ；

（2）当透镜与蜡烛的距离为 $15\mathit{cm}$ 时，可在光屏上得到一个倒立、 　　（选填"放大""缩小"或"等大" $)$ 的清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的 　　（选填"照相机"、"投影仪"或"放大镜" $)$ ；

（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆，在光屏上 　　（选填"能"或"不能" $)$ 得到一个清晰的像；

（4）将蜡烛移至如图3所示位置，可以透过凸透镜看到烛焰所成的 　　（选填"虚"或"实" $)$ 像；

（5）凸透镜对光有会聚作用，可以用来制成 　　（选填"近视"或"远视" $)$ 眼镜。

（一）测量平均速度

某同学跑八百米，使用电子表计时，刚开始起跑时示数如图甲，跑到400m处示数如图乙，跑完800m时示数如图丙。

（1）该实验的原理是 　                　；

（2）他前400m的平均速度是 　                　；

（3）他前400m的平均速度 　                　后400m的平均速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（二）在探究“凸透镜成像规律”的实验中

（1）当透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是 　                　cm；

（2）若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，想得到一个倒立等大的实像，那么需要将光源向 　                　移动（选填“左”或“右”），除了要将光源移动以外，还需要将光屏 　                　凸透镜（选填“靠近”或“远离”）。

康巴什是全国首个以城市景观命名的国家 $4A$级景区，来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片，如图甲，感觉有点小，更换镜头站在原地又拍了一张，如图乙。两次像的大小不同是何原因呢？他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的，为此，返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究：

（1）如图丙，他先将 $f=10\mathit{cm}$的凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$刻度处，再将蜡烛放在 $10\mathit{cm}$刻度处，移动光屏直到成清晰的像，此时光屏应在　           　刻度范围内。

（2）基于实验目的，接下来他换用 $f=5\mathit{cm}$的凸透镜仍固定在 $50\mathit{cm}$刻度处，保持蜡烛位置不变，移动光屏找到最清晰的像，此像大小比（1）中所成的像　                　。

（3）依据（2）问的结论，他又联想到望远镜的物镜（凸透镜）和目镜（凸透镜）的焦距大小也不同，为了尽可能成更大更清晰的像，则 $f_{物}$　    　 $f_{目}$，若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，此时所成像的大小　     　不换位置时所成像的大小（均选填“ $>$”“ $<$”“ $=$”）。

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。

小文和同学们到实验室探究光学实验：

（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，如图甲所示，小文选取了两个外形相同的蜡烛 $A$和 $B$，将蜡烛 $A$放在薄玻璃板前点燃，小文应在蜡烛　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$的一侧观察，同时移动蜡烛 $B$，使它和蜡烛 $A$的像完全重合，这样在确定像的位置的同时也证明平面镜成像时像和物的大小　　；

（2）将蜡烛向右移动，重复上述实验过程，会发现：物体靠近平面镜时，所成像的大小　　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$；

（3）在老师启发下，小文将玻璃板换成凸透镜，将蜡烛 $B$换为光屏、“探究凸透镜像规律”的实验，如图乙所示，观察到光屏上呈现清晰，等大的像，则该凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$；

（4）小文把蜡烛移动到光具座 $33\mathit{cm}$刻度线处，发现光屏上的像变得模糊，要使像变晰，光屏应向　　（选填“左”或“右” $)$适当移动、此时光屏上的像是倒立　　的实像；

（5）在上述（4）操作的基础上，老师取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，小文发现当光屏向左移动适当距离后像又清晰，由此可知，老师的视力情况属于　　（选填“近视”“远视”或“正常）。

某小组用一焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验：

①如图所示，将光具座上点燃蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调节到同一高度的目的是　                                   　。

②保持凸透镜位置不变，把蜡烛移动到A处，移动光屏可得到倒立、　   　（填“放大”或“缩小”）的像，根据此原理制成了　    　。此时小明将自己的近视眼镜放到B处，为了再次得到清晰的像，应将光屏向　    　（填“左”或“右”）移动。

晓霞为了探究凸透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论。

（1）如图所示，让太阳光正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧。改变光屏与凸透镜的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，测得凸透镜的焦距是           cm。
（2）将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度上。
（3）按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中。

实验序号	物距u /cm	像距v /cm	像的性质
1	30	15	a
2	20	20	倒立、等大的实像
3	15	b	倒立、放大的实像
4	6		正立、放大的实像

①在表中空格内填写的相应内容是：a                 ；b                 。
②当烛焰从远处靠近透镜时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应           透镜（填“靠近”或“远离”）。