初中物理透镜及其应用实验题

我们可以利用矿泉水瓶做小实验来说明一些物理知识

（1）双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形，如果施加的力增大，瓶子变形程度就加大，这表明力的作用效果跟力的　　有关。

（2）不要在野外乱丢矿泉水瓶，瓶子装水形成　　（填“凹透镜”或者“凸透镜），对光线有　　（填“会聚”或者“发散” $)$作用，容易造成火灾。

（3）往空矿泉水瓶内注入少量的热水，盖紧瓶盖，待水冷却后发现瓶子向内凹陷，这说明了　　的存在。

在"探究凸透镜成像规律"实验中，所用的凸透镜的焦距是 $10\mathit{cm}$ 。

（1）为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一 　　。

（2）实验中，当烛焰、凸透镜和光屏三者位于如图所示的位置时，光屏上呈现出烛焰的像是 　　（填"放大""等大"或"缩小" $)$ 的，这种成像规律在实际中的应用是 　　（写一种）。

（3）若已在光屏上成清晰的像，此时用纸板挡住凸透镜的下半部分，则所成的烛焰的像为 　　（填"不完整的像""亮度相同的完整像"或"亮度稍暗的完整像" $)$ 。

如图是小明"探究凸透镜成像规律"的实验装置，他发现蜡烛离透镜越远，光屏上得到的像越 　　选（填"大"或"小"。）当把蜡烛向凸透镜的靠近时，要想光屏上得到清晰的像，光屏应 　　（选填"远离"或"靠近"）凸透镜，此时在光屏上看到的像是 　　（选填"正立"或"倒立"）的像，当蜡烛继续靠近凸透镜的过程中，发现蜡烛的位置在 　　时，无论怎样移动光屏，光屏上都得不到蜡烛的像。

如图所示，在探究凸透镜成像特点的实验中，凸透镜的光心、烛焰、光屏中心在同一水平直线上，蜡烛、凸透镜位置如图所示，当光屏移至刻度尺 $80\mathit{cm}$处时，在光屏上观测到等大倒立的实像。则

（1）该凸透镜的焦距是　       　 $\mathit{cm}$。

（2）在题干中成像的情况下，把蜡烛向左移动 $5\mathit{cm}$，光屏应向　     　（选填“左”或“右”）移动可成清晰的像；

（3）在题干中成像的情况下，把蜡烛向右移动 $5\mathit{cm}$，然后移动光屏可成清晰的像，这种成像特点与实际生活中　       　（选填“放大镜”或“投影仪”或“照相机”）成像原理相同。

利用太阳光可以完成以下实验。

（1）如图甲所示，太阳光照到人身上形成影子，该现象说明 　　。

（2）如图乙所示，太阳光经过三棱镜发生色散现象，该现象说明 　　。

（3）如图丙所示，太阳光垂直照向凸透镜可在距凸透镜 $10\mathit{cm}$ 处的白纸上得到一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 　　 $\mathit{cm}$ ；若将一个物体放在此透镜前 $25\mathit{cm}$ 处，可在透镜的另一侧光屏上得到一个 　　像。

小雯用自制的水凸透镜（当向水凸透镜里注水时焦距变小，抽水时焦距变大）来探究“凸透镜成像规律”。

（1）如图甲所示，让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则此水凸透镜的焦距为　        　 $\mathit{cm}$

（2）小雯将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，此像的性质是倒立、　      　的实像，小雯接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将水凸透镜移至光具座　　       $\mathit{cm}$刻度处，再次得到清晰的烛焰像。然后，小雯利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小雯要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向　       　（选填“远离”或“靠近”）水凸透镜的方向移动。

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。

学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做"探究小孔成像规律"的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样。

（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想：

猜想1：与小孔到光屏的距离有关；

猜想2：与小孔的形状有关；

猜想3：与小孔的大小有关；

①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是

　　的。

②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图1中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 　　。

③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表：

圆孔的直径/mm	小于1.0	1.0	1.5	2.0	2.5	4.0
像的清晰度	清晰	清晰	清晰	清晰	较模糊	模糊
像的明亮程度	﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→

实验现象表明：在小孔成像清晰时， 　　。

（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图2所示：

①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像。在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 　　。

②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要 　　（选填"大"或"小"）

③若开一个大孔，并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后，恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像，则此像是 　　倒立的实像；若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度 　　，像的大小 　　。

在"探究凸透镜成像规律"实验中，凸透镜焦距为10cm，蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。

（1）图中光屏上呈一清晰的像，该像是倒立、 　　（选填"放大"、"等大"或"缩小"）的实像

（2）图中固定蜡烛位置不变，将透镜移到60cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向 　　（选填"左"或"右"）移动

（3）图中固定透镜位置不变，将蜡烛移到45cm刻度线处，移动光屏 　　（选填"能"或"不能"，下同）承接到像，把光屏放在蜡烛的左侧，移动光屏 　　承接到像。

（4）图中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜片是 　　（选填"近视"或"远视"）眼镜的镜片。

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　                  　。

小华同学在探究凸透镜成像规律的实验中。

（1）如图所示，将焦距 $f=15\mathit{cm}$的凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上 $20\mathit{cm}$刻度线处，之后应将光屏向　    　（填“左”或“右”）移动，才能在光屏上观察到烛焰清晰的　      　（填“正立”或“倒立”）的像 $A$。

（2）再将蜡烛移动到光具座上 $10\mathit{cm}$刻度线处，移动光屏，再次在光屏上得到清晰的像 $B$．则像 $B$比像 $A$　     　（填“大”或“小”）

小明同学在实验室利用光具座"探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）元件摆放位置如图所示，在光屏中心呈现出清晰的烛焰的像，由此可知透镜焦距为 　　 $\mathit{cm}$ 。

（2）保持透镜和光屏的位置不动，把蜡烛放在刻度尺的 $15\mathit{cm}$ 处，可在蜡烛和凸透镜间合适位置添加一个焦距恰当的 　　透镜，仍能在光屏上承接到烛焰清晰的像；若不添加透镜，适当移动光屏可承接到一个倒立的、 　　的实像；

（3）在实验中，小明更换了一个凸透镜，使三者还处于如图所示的位置，并使三者中心在同一高度，在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法承接到烛焰的像（光具座足够长），出现这种现象的原因可能是 　　。（写出一种原因即可）

如图1是"探究凸透镜成像规律"的实验装置。

（1）小美将蜡烛置于图中 $A$ 处时，移动光屏到 $D$ 处，观察到光屏上呈现清晰的像，此时像和物的大小相等。则该凸透镜的焦距是 　　 $\mathit{cm}$ 。

（2）小美把蜡烛移动到 $B$ 处，光屏上的像变得模糊，要使像变清晰，光屏应向 　　（填"左"或"右" $)$ 移动，直到光屏上呈现清晰的像，此时光屏上的像是倒立、 　　的实像。随后，小美又将蜡烛和光屏的位置对调，发现在光屏上也呈现一个清晰的实像，这个现象说明光路是 　　。

（3）在（2）后，小美的同学小丽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，小丽将光屏（此时光屏已在左端）向右移动适当距离后像又变得清晰。请你判断小丽的眼睛与如图2所示的 　　（填"甲"或"乙" $)$ 图中所表现的状况相同。

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。