初中物理透镜及其应用实验题

某实验小组在做“探究凸透镜成像规律”的实验时：
（1）为了确定凸透镜的焦距，小安同学让一束平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上会聚成一点，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为_      ___cm。

（2）如图乙所示，把该凸透镜固定在光具座上，当把发光物体放在光具座上15cm位置时，移动处在凸透镜另一侧的光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、     （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，人们利用这个原理制成了照相机 。
（3）当把发光物体放在光具座上45cm位置时，移动处在凸透镜另一侧的光屏，光屏上       （选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像。此时将发光物体向远离透镜方向移动1cm，则所成像的大小会      （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

探究“凸透镜成像规律”。
⑴如图甲所示，光会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜后，光会聚于主光轴MN上的c点；在虚线区域内换放乙透镜后，光会聚于主光轴MN上的a点．现小明想进一步探究凸透镜成像的特点，应选择＿＿＿＿（选填“甲”或“乙”）透镜．

⑵为了确定凸透镜的焦距，小明让一束平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上会聚成一点，如图乙所示，则该凸透镜的焦距为＿＿＿＿＿cm．
⑶小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样沿光具座移动蜡烛、凸透镜、光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，你认为可能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑷上述问题解决后，他们将蜡烛、凸透镜固定在光具座如图丙位置，光屏应在_______（选填“①”、“②”、“③”）区域前后移动，才能得到清晰、完整的像。用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的像＿＿＿＿＿。（选填“完整”或“不完整”）；将蜡烛和光屏的位置对换，发现在光屏上仍能成一清晰的像，此时像的性质是倒立、＿＿＿＿的实像。
⑸在蜡烛和凸透镜之间放上一个近视眼镜，则发现像变得模糊了，这时应适当向＿＿＿（选填“左”或“右”）移动光屏，才能重新得到清晰的像.
⑹把蜡烛移至光具座上42cm刻度线处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，老师告诉小明是因为此时成的是正立、放大的虚像，要想看到这个像，观察的方法应是＿＿＿_________＿＿＿．

小明在探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）正确安装调节好实验装置后．小明开始实验．图乙是他某次的实验情景．此时他在光屏上看到烛焰清晰的像，生活中的   就是利用这一原理制成的．
（2）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的像   ．（选填“完整”或“不完整”）
（3）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离时，要想在光屏上再次得到淸晰的像，应该在凸透镜和蜡烛之间放置适当的   （选填“凸透镜”或“凹透镜”）才能实现，     （选填“近视'或“远视'）眼就是利用这种透镜矫正的．
（4）实验过程中，蜡烛在燃放中不断缩短，导致光屏上的像向   ，（选填“上”或“下”）移动．

小明进行“视力的矫正”探究活动，他将自己戴的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图（甲）在光屏上得到了一个缩小倒立的清晰实像，拿开眼镜后，光屏上的像变得模糊了．
⑴小明为了使光屏上的像重新变得清晰，在不移动光屏和凸透镜位置的前提下，他应该         （将蜡烛靠近透镜移动/将蜡烛远离透镜移动），如果他不戴眼镜看书，应该将书        （填“靠近”或“远离”）眼睛．
⑵如图（乙）所示的四幅小图中，正确表示近视眼成像情况的        图，其矫正做法是         ．

在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，小刚选用了焦距为10cm的凸透镜。
（1）他将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，并调节到如图所示的位置时，光屏上出现了倒立、         （填“放大”、“缩小”或“等大”）的烛焰的像。

（2）若图中的点划线为凸透镜的主光轴，A点为烛焰上的一点，请通过作图确定凸透镜的一个焦点F和A点在光屏上的像A’的位置。
（3）小刚又把蜡烛移到光具座上35cm刻度线处，屏上的像变模糊了，此时他摘下自己的眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间，只适当调整眼镜的位置，光屏上又出现了清晰的像，则小刚戴的是           （填“近视”或“远视”）眼镜。
（4）接着他取下这个眼镜，保持此时蜡烛和凸透镜的位置不变，若使光屏上的像仍然清晰，应将光屏移至光具座上         cm刻度线处。

在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，小刚选用了焦距为10cm的凸透镜。
（1）他将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，并调节到如图所示的位置时，光屏上出现了         （填“正立”或“倒立”）、         （填“放大”、“缩小”或“等大”）的烛焰的像。

（2）若图中的点划线为凸透镜的主光轴，A点为烛焰上的一点，请通过作图确定凸透镜的一个焦点F和A点在光屏上的像A’的位置。
（3）小刚又把蜡烛移到光具座上35cm刻度线处，屏上的像变模糊了，此时他摘下自己的眼镜，放在蜡烛和凸透镜之间，只适当调整眼镜的位置，光屏上又出现了清晰的像，则小刚戴的是           （填“近视”或“远视”）眼镜。
（4）接着他取下这个眼镜，保持此时蜡烛和凸透镜的位置不变，若使光屏上的像仍然清晰，应将光屏移至光具座上         cm刻度线处。

如图a所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，实验时首先利用太阳光测出了凸透镜的焦距f.请你认真思考下面的四种实验设计方案，并回答问题.
甲：分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距f 和二倍焦距2f 处，调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像及成像特点，得出凸透镜成像的规律.
乙：除甲中的做法外，把蜡烛放在大于2f 的某一位置和大于f、小于2f的某一位置，观察并记录对应的成像情况，得出凸透镜成像的规律.
丙：除甲中的做法外，把点燃的蜡烛从较远处逐渐移近凸透镜，通过不断调整光屏与凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像及成像的特点，包括观察所成的像随蜡烛位置变化而变化的趋势，得出凸透镜成像的规律.
丁：与丙不同的是，将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离，其它步骤相同.

（1）以上四种方案中，合理的方案有_____________（选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）；
（2）某小组记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象，如图b所示.由图象可知，当u=15cm时，在光屏上能得到一个____________像；把物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中，像的大小变化情况是________，像距的变化情况是__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）某小组用两支点燃的蜡烛进行实验，蜡烛、凸透镜和光屏分别置于如图c所示位置，两支蜡烛的连线AB与过凸透镜的中线垂直，则光屏上C、D两处所成像的大小__________（选填“相等”或“不相等”）；用一块厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏上_________（选填“C”或“D”）处仍能得到一个清晰的像。

如图所示在“探究﹣﹣凸透镜成像”的实验中，凸透镜焦距为15cm

（1）实验前应首先调整蜡烛、凸透镜、光屏，使烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，其目的是                    ．
（2）如图，光屏应在      区域前后移动，才能得到清晰、倒立、      （选填“放大”或“缩小”的实像，根据这一原理人们制成了      ．
（3）若将蜡烛向左移动，则若想接收到清晰的像，需要将光屏向       移动，此时像的大小将        （选填“增大”、“减小”、“不变”）.
（4）在蜡烛和凸透镜之间放上一个近视眼镜，则发现像变得模糊了，这时应适当向
        （选填“左”或“右”）移动光屏，才能重新得到清晰的像．

在“探究凸透镜成像规律的实验”中，将蜡烛、焦距等于10cm的凸透镜（固定在50cm处）、光屏放在光具座上，如图甲所示：

（1）点燃蜡烛，调节_______、凸透镜和光屏三者的中心大致在_______。
（2）将蜡烛放在A点，光屏在B位置上，为了找到清晰的像，应将光屏向_______（填“左”或“右”）移动．
（3）依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的像．记录的数据如表．

次数	1	2	3	4	5	6
物距（cm）	40	35	30	25	20	15
像距（cm）	13.5	14	15	16.7	20	30

①在1﹣4次实验中，所成的像为倒立、_______的实像（填“放大”或“缩小”）．
②第6次的像比第5次的像_______（填“大”或“小”）．
（4）将蜡烛放在C点，观察到烛焰的正立、放大的虚像后，若希望看到更大的虚像，应将蜡烛向____________（填“左”或“右”）移动．
（5）实验时，蜡烛随着燃烧而变短，光屏上的像将向______（选填“上”或“下”）移动，应将光屏______（选填“上”或“下”）调节。
（6）把图甲中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜．给“眼睛”戴上远视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像，如图乙所示．若取下远视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏___________(选填“远离”或“靠近”)透镜．

小伟利用光具座进行了凸透镜成像的探究实验：

（1）为了使烛焰的像能成在光屏的中央，要调整三者的位置，使它们的中心_________，可是在实验中他发现光屏上的像偏下，那么他应该把凸透镜向____（填“上”或“下”）调节，使像最终成在光屏的中央。
（2）通过实验他得到了凸透镜的像距v和物距u关系（如图所示），由图可知凸透镜的焦距是__________cm；当物距为30cm时的成像特点可应用于_________ （填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
（3）他按照如图所示：①将眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊，只将光屏远离透镜移动时，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。
②将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，只将光屏靠近透镜移动时，又可以在光屏上看到烛焰清晰的像。
分析实验现象可知：甲乙两个眼镜中，_____是凸透镜，_____是凹透镜。在实验现象①和②中，属于近视眼矫正原理的是_________，属于远视眼矫正原理的是_________。

(8分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，各组使用相同焦距的凸透镜进行实验．
(1)小华所在的小组实验操作规范，测量准确，该小组实验记录如下表：

请你根据上表信息，求出凸透镜的焦距f=   cm．
(2)小华所在的小组把蜡烛放在该凸透镜的焦点上，凸透镜固定不动，将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中，在光屏上观察到的现象是   ．
(3)若烛焰、凸透镜、光屏放在适当位置时恰好在光屏上成清晰的像，当凸透镜位置不变，烛焰向远离凸透镜方向移动一小段距离时，为了在光屏上再成清晰的像，光屏应向   (远离／靠近)凸透镜方向移动适当的距离．
(4)对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各小组汇报数据中发现，物距均为12．00cm时，有三个小组所测像距分别为23．00cm、24．00cm、26．00cm．若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是   

小明同学在探究凸透镜成像的实验中
（l）将一束平行光射向凸透镜，得到如图甲所示的光路图，则该透镜的焦距为          cm。
（2）如图乙是小明“探究凸透镜成像规律”的实验装置图：如果你是他的合作者，请你帮他指出该装置中的两处错误：
①                              ；②                            ．
（3）错误改正后，小明将凸透镜固定在50 cm处，小明将点燃的蜡烛放在10 cm处，移动光屏，在屏上得到清晰的倒立、       的实像。
（4）小明继续将点燃的蜡烛靠近凸透镜，当烛焰移至35cm 处，移动光屏，在屏上得到清晰的倒立、    的实像，    （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）应用这一原理制成．
（5）小明在实验中发现：当物距在不断的减小的过程中，成像性质发生改变的两个转折点是
                         和_____________________。
（6） 小明仔细观察光具座，发现它所标最大刻度是100㎝，他手边现有焦距分别为10㎝，30㎝，40㎝的凸透镜，你认为选择焦距为           的凸透镜比较合适。
（7）在做完凸透镜成像实验后，小明把图丙中的凸透镜看作眼睛的晶状体，        看作是视网膜．给凸透镜“戴”上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像．若“取下”近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和透镜位置不变的条件下，应将光屏      透镜（选填“远离”“靠近”）。图丁所示的四幅图中，表示远视眼成像情况的图是        ，远视眼校正后成像情况的图是    。

在上图中，光屏上所成清晰的像应是倒立   的实像（选填“缩小”、“等大”或“放大”），该实验现象可以说明    的成像特点（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。该凸透镜焦距可能为     厘米（选填“10”、“12”、“15”），保持透镜位置不变，当蜡烛向左移动时，应将光屏向     移动才能再次得到清晰的像（选填“左”或“右”）。

小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等．
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一________上．
（2）该实验应使凸透镜成实像，那么凸透镜成实像的条件是：物距_________焦距．
（3）记录的实验数据如下表．从表中数据可得透镜焦距为_________cm，请在图2方格纸上画出像距与物距的关系图象．


（4）小明得出探究结论后，又用上述器材做了一个实验．把蜡烛放在光具座上的0刻线处，凸透镜放在17cm刻线上，如图1所示．移动光屏在a位置找到像，则可由所作图象2得a位置大致在________cm刻度处．
（5）小明把发光二极管组成的T字母（设“其实际大小即如题中字符尺寸”所示）代替蜡烛，在不移动图1中各元件位置的情况下，光屏上所成像形状是  （在横线上画出所成像的大致形状）．
（6）小华提出疑问，当蜡烛成倒立的像时，左右是否也颠倒呢，小张说道，只要将T型灯管换成________型灯管即可。
（7）港北物理兴趣小组在此实验基础上又进一步探究了利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像”，如图所示．

首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将 （选填“偏离”或“偏向”）主光轴．如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度  （选填“会”/“不会”）改变.在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是               ．
（8）如图乙所示，液体透镜被安装在光具座上，不断改变液体透镜凸起程度，调节蜡烛、光屏位置，使得每次在光屏上得到等大的像，发现随着液体透镜越凸，蜡烛和光屏的距离就越近，说明透镜的凸起程度越大焦距            （越大/不变/越小）。
（9）有同学提出该种透镜对光的会聚能力是否与液体的种类有关呢？请你帮助设计实验，写出简易步骤，并判断。
步骤 ：                                                                 
                                                                        
判断 ：                                                                 

智能手机进入平常百姓家，很多人对它爱不释手。瑞瑞同学学习了物理知识后，对手机的一些功能进行了科学探究。

（一 $)$拍照功能

【提出问题】如图1所示，同一位置，拍同一地点，为什么会变大呢？

【猜想与假设】手机的镜头可能是一个焦距可以改变的凸透镜。

【设计实验】瑞瑞同学设计制作了一个水透镜，探究实验装置如图2所示。

【进行实验与收集证据】

（1）保证蜡烛和水透镜的位置不动，利用注射器注入或吸出水的多少，改变水透镜的厚薄，从而改变水透镜焦距；

（2）测出水透镜焦距的大小，并移动光屏，得到清晰的像后，将观察到的现象与数据记录在下表：

凸透镜	焦距 $f=14\mathit{cm}$			焦距 $f=16\mathit{cm}$
实验序号	1	2	3	4	5	6
物距 $u/\mathit{cm}$	30	40	60	30	40	60
像距 $v/\mathit{cm}$	26	22	18	34	27	22
像的正倒	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立
像的大小	缩小	缩小	缩小		缩小	缩小
实像的大小	由大变小			由大变小

【分析与论证】

通过对实验序号2与5、3与6的数据分析，得出初步结论：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距　　，像距与物距的比值越大，所成实像的大小　　（选填“越大”、“越小”或“不变” $)$

【评估】

（1）请你补充实验序号4中漏填的实验记录：　　；

（2）在成实像的情况下，焦距不同的凸透镜，成像的共同特点都是　　（选填“倒立”或“缩小”或“不变” $)$

（二 $)$无线充电

如图3所示，是一个手机无线充电装置。该装置是利用了　　的原理对手机进行充电的。

（三 $)$微信运动

利用微信运动软件，可以记录每天行走的步数。假如瑞瑞同学每天行走1万步，其平均步长为 $50\mathit{cm}$，由此可知瑞瑞同学每天大约行走　　 $\mathit{km}$。

（四 $)$振动模式

振动可以发声，某些手机的振动模式，是因为其内部有个微型电动机会带动转轴上的叶片振动，如图4所示，能实现振动功能的叶片可能是哪一种：　　。