初中物理透镜及其应用实验题

用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”实验，记录的部分数据及现象见表：

实验序号	物距 $u/\mathit{cm}$	像距 $v/\mathit{cm}$	像的性质
1	60	12	倒立缩小实像
2	30	15
3	15		倒立放大实像
4	20	20	倒立等大实像

（1）该实验所用凸透镜的焦距 $f=$　       　 $\mathit{cm}$

（2）上表中空白处，像的性质是　        　，像距 $v=$　     　 $\mathit{cm}$

（3）当 $u$与 $f$的大小关系满足 $u$　     　 $f$时，光屏上接收不到像。

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” $)$

在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）如图所示，蜡烛恰好在光屏上成倒立　     　的实像，可以判断此实验中凸透镜的焦距　     　（选填“大于”或“小于” $20\mathit{cm}\mathrm{）}$，生活中的　      　（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）就是利用了这样的原理。若某同学不小心用手指尖触摸到了凸透镜，这时在光屏上将　       　（选填“会”或“不会”）成一个完整的像。

（2）实验过程中，燃烧的蜡烛不断缩短，光屏上的像逐渐　      　（选填“向上”或“向下”）移动。

在探究“凸透镜成像的规律”实验中：

（1）如图甲所示是小明通过实验得到的凸透镜的像距 $v$和物距 $u$关系的图象。由图象可知凸透镜的焦距是　       　 $\mathit{cm}$。

（2）把蜡烛放在距凸透镜 $16\mathit{cm}$处时，如图乙所示，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、　      　的实像。

（3）实验完成之后，小明把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丙所示，因为近视眼镜对光有　     　作用，所以光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏　      　凸透镜。

请完成与下列实验有关的填空。

（1）如图 $-1$ ，将两个表面磨平的铅块相互紧压，它们会"粘"在一起，甚至无法被重物拉开，是因为铅块的分子间存在 　　。

（2）如图 $-2$ ，在"探究水沸腾时温度变化特点"的实验中，沸腾后继续给水加热，水的温度 　　。

（3）如图 $-3$ ，此时烛焰通过凸透镜在光屏上成清晰、等大的实像。将蜡烛移至 $15\mathit{cm}$ 刻线处，移动光屏使烛焰再次在屏上成清晰的像，则烛焰在屏上成的是倒立、 　　的实像，生活中的 　　（选填"照相机""投影仪"或"放大镜" $)$ 就是利用凸透镜这一成像规律制成的。

在研究”凸透镜成像规律”的实验中：

（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰能在光屏上得到一个清晰的倒立，等大的实像，则凸透镜的焦距为　          　 $\mathit{cm}$。

（2）保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动才能重新得到清晰的像，此时像　          　（选填“变大”“变小”或“不变”），换用的凸透镜焦距可能为　            　。

$A.10.0\mathit{cmB}.20.0\mathit{cmC}.30.0\mathit{cmD}.35.0\mathit{cm}$

（3）将图中的凸透镜换成玻璃板后光屏上的像消失了，原因是　            　。

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”）

小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）为了粗测凸透镜的焦距，小明上午上课前，将凸透镜与水平地面平行放置，让太阳光照射到凸透镜上，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明认为此点到光心的距离，就是凸透镜的焦距，小强却说，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是　　。

（2）实验过程中，在图示位置，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与　　（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机” $)$的成像原理相同。若将蜡烛向右移动 $10\mathit{cm}$，调整光屏位置再次成清晰的像，此时像的大小比原来的像要　　。

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。

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。

如图是一种可以自由飞行、悬停的无人相机。如表为该相机的部分参数，请回答下列问题：

质量	0.24千克	机翼外壳材料	碳纤维
额定功律	40瓦	额定电压	5伏

（1）已知该相机镜头的焦距为 $f$，在正常拍射时，镜头与被拍摄物体间的距离 $u$应满足　　（选填“ $u>2f$”、“ $f<u<2f$” $)$

（2）该相机在一定时间内升离了50米，计算该相机在此过程中克服自身重力做的功。

（3）计算该相机正常工作时的电流。

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？　　。

小薇同学探究凸透镜和平面镜的成像规律：

（1）先将光具座上蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至　　；

（2）移动蜡烛，光屏上呈现了烛焰的清晰像，如图所示，生活中的　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” $)$就是利用了这样的成像原理；

（3）她想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，现有厚、薄两块玻璃板，应选择较　　的玻璃板；

（4）再取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的　　关系；光具座上的刻度可以方便比较像与物到玻璃板的　　关系。

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　       　。

如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置，凸透镜的焦距为 $10\mathit{cm}$，点燃的蜡烛与凸透镜固定不动。移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是　　、　　的实像；遵从这一成像原理的是　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” $)$。