初中物理透镜及其应用实验题

在"探究平面镜成像的特点"实验中，玻璃板应 　 　放置在水平桌面上；为得到像与物体到镜面的距离关系，物体需放在 　　位置多次实验（选填"同一"或"不同" $)$ ，如图所示，在"探究凸透镜成像的规律"的实验中，凸透镜置于光具座的A点处，蜡烛、 　　应置于凸透镜的两侧，若蜡烛置于B点处，得到缩小的实像，则该凸透镜的焦距 　　10厘米（选填"大于"、"等于"或"小于" $)$ 。

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” $)$

某实验小组的同学利用如图所示的实验装置在暗室中测量直径为 $5\mathit{cm}$的凸透镜焦距并观察成像情况。将尺寸很小的球形小灯泡 $s$作为光源固定在“0”位置处，光屏固定于光具座上标有 $60\mathit{cm}$的位置处。

（1）实验前调整小灯泡，凸透镜的中心和光屏中心，让它们在　　。

（2）如图所示，将凸透镜从紧挨着小灯泡的位置 $(A$处）缓慢向右移动，同时测量光屏上亮圈的大小，当光屏上的亮圈直径为 $5\mathit{cm}$时，停止移动凸透镜，此时凸透镜在光具座上 $B$处，则凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$，连续向右移动凸透镜，当凸透镜移到光具座上标有 $50\mathit{cm}$的位置时，在光屏上　　（选填“能”或“不能” $)$看到小灯泡的像。

（3）若固定小灯泡在“0”位置处，移动凸透镜和光屏，　　（选填“能”或“不能” $)$在光屏上得到放大的小灯泡的像。

在"探究凸透镜成像的规律"实验中，应调整凸透镜的中心，光屏的中心与烛焰的中心大致在同一 　　，以保证像成在光屏中央；将烛焰与光屏置于凸透镜的 　　（选填"两侧"或"同侧"），移动光屏直到光屏上所成的 　　像最清晰（选填"实"或"虚"），像是 　　的（选填"正立"或"倒立"）。

在"探究凸透镜成像规律"实验中，所选凸透镜的焦距为10厘米。调整凸透镜和光屏的中心与烛焰中心大致在同一 　　，以保证像成在光屏中央。移动光屏至图所示位置时，在光屏上得到一个清晰的像，像是 　　的（选填"放大"或"缩小" $)$ ，烛焰离凸透镜的距离 　　10厘米（选填"大于""等于"或"小于" $)$ 。

某小组同学用如图1的装置“探究凸透镜成像特点”，其中凸透镜的焦距为 $15\mathit{cm}$，他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图2（用带箭头的线段表示物或像， $A\text{'}$， $B\text{'}$分别表示蜡烛在 $A$， $B$处像的位置）。

（1）从图2中可以看出，蜡烛在 $A$， $B$位置时光屏上得到的都是倒立、　　的实像，生活中利用这个成像特点制成了　　（写出一个即可）；

（2）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜 $15-30\mathit{cm}$之间时，像均成在透镜另一侧距透镜 $30\mathit{cm}$以外处，但是，当他们把蜡烛放在 $C$位置时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是像距　　；

（3）为了让蜡烛在 $C$位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法：

做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这表明像距变　　了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，此透镜焦距　　 $15\mathit{cm}$（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$。

做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此实验联系实际，远视眼的晶状体焦距较　　（选填“大”或“小” $)$，将近处物体的像成在视网膜　　方（选填“前”或“后” $)$，故需佩戴　　透镜矫正。

在"探究凸透镜成像的规律"实验中：

（1）小明将 $\mathit{LED}$ 灯、焦距为 $10\mathit{cm}$ 的凸透镜和光屏依次放在光具座上，通过调节使三者中心在 　　。接着，小明调节 $\mathit{LED}$ 灯、凸透镜至如图所示的位置，移动光屏，会在光屏上得到倒立、 　　（选填"放大""缩小"或"等大" $)$ 的实像。

（2）把焦距 $10\mathit{cm}$ 的凸透镜换成焦距更小的凸透镜，光屏上原来清晰的像变模糊了。若不改变凸透镜和光屏的位置，要使光屏上再次得到清晰的像，你采取的具体办法是 　　。

（3）小明选择 $\mathit{LED}$ 灯替代平时常用的蜡烛做实验，优点是 　　（写出一条即可）。

小丽同学用焦距为 $10\mathit{cm}$ 的凸透镜探究凸透镜成像的规律。

（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在 　　。

（2）把蜡烛放在距凸透镜 $16\mathit{cm}$ 处，会在光屏上得到一个清晰倒立、 　　的实像。生活中的 　　就是利用这个原理工作的。

（3）实验完成后，小丽把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图所示，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像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏 　　（选填"靠近"或"远离" $)$ 凸透镜。

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。

（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”）。

（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”）。

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。

科学探究是物理学科核心素养的重要内容，探究的形式可以是多种多样的。

（一 $)$探究凸透镜成像的规律：

【设计实验与进行实验】

（1）实验器材：刻度尺、凸透镜、光屏、三个底座、蜡烛及火柴；

（2）如图1所示，为保证像能成在光屏中央，将装有底座的蜡烛、凸透镜、光屏从左到右摆放在水平桌面上，调整位置，使它们排列在　　上，再调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度；

（3）如图2所示， $F$为凸透镜的焦点， $A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}$为某次实验时物体 $\mathit{AB}$通过凸透镜在光屏上成的像，则物体 $\mathit{AB}$在图中　　区域，箭头方向竖直向　　，其大小比像 $A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}$　　；

（二 $)$探究磁与电的联系

如图3所示，是灵敏电流计的内部结构。小红同学参加课外实践活动，发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似。出于好奇，她利用如图4所示的装置进行了下面的实验。

【进行实验】用手拨动其中一个灵敏电流计指针的同时，另一个灵敏电流计的指针也发生了偏转。

【交流】拨动右侧灵敏电流计的指针时，表内线圈在磁场中　　运动，产生了感应电流。于是，左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流，它在　　中受到力的作用，带动指针偏转起来。此时的右侧灵敏电流计相当于　　机。

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 $10\mathit{cm})$

（1）蜡烛在 $25\mathit{cm}$ 刻度线处，移动光屏，烛焰能在光屏上成清晰的 　　（选填"放大""缩小"或"等大" $)$ 倒立的像，生活中 　　（填光学仪器）利用此成像特点制成；

（2）在上一步找到清晰的像后，保持蜡烛和透镜位置不变，将透镜换为焦距为 $15\mathit{cm}$ 的凸透镜光屏应向 　　（选填"左"或"右" $)$ 移动才能在光屏上得到清晰的 　　（与上次成像相比选填"变大""变小"或"不变" $)$ 的像。

某小组同学在"探究凸透镜成像的规律"实验中，得到凸透镜成实像的初步规律后，为了进一步研究凸透镜成实像时，像的大小与物距 $u$ 、像距 $v$ 之间的关系，他们计算了像与物体的距离 $l$ ，并将相关数据记录在如表中。

实验序号	物距 $u$ （厘米）	像距 $v$ （厘米）	像高 $h_{像}$ （厘米）	像与物体的大小比较	像与物体的距离 $l$ （厘米）
1	48.0	9.6	0.6	缩小	57.6
2	28.0	11.2	1.2		39.2
3	18.0	14.4	2.4		32.4
4	13.0	20.8	4.8	放大	33.8
5	12.0	24.0	6.0		36.0
6	10.0	40.0	12.0		50.0

（1）根据实验序号 $1-6$ 的数据，分析比较像距 $v$ 、像高 $h_{像}$ 随物距 $u$ 的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成像时，物距 $u$ 变小， 　     　。

（2）根据实验序号 $1-6$ 的数据，分析比较像与物体的距离 $l$ 随物距 $u$ 的变化情况，可得出的初步结论是：

（a）同一凸透镜成缩小的实像时， 　　

（b）同一凸透镜成放大的实像时， 　　

（3）请根据表中信息判断：当像与物体的距离 $l$ 为35厘米时，像高 $h_{像}$ 的范围