初中物理透镜及其应用实验题

在焦距为 $5\mathit{cm}$、 $9\mathit{cm}$和 $15\mathit{cm}$的凸透镜中选择一个放置在如图所示的位置，将蜡烛、光屏分别置于光具座上透镜两侧，调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在　　；若将蜡烛放置在 $A$点通过三个凸透镜都能在光屏上成像，则焦距为　　 $\mathit{cm}$的透镜所称的像最大，若在 $\mathit{BC}$间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，则实验中所用透镜的焦距可能是　　 $\mathit{cm}$。

在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：

（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，该凸透镜的焦距是__________cm。
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：_________________________。
（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜26cm处时（如图17乙），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（选填：“放大”、“缩小”或“等大”）；__________ （填光学仪器）就是利用这一成像规律工作的。
（4）如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向__________（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。

同学们做“探究凸透镜成像的规律”的实验，请回答以下问题：

（1）为了使    ，要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度，使它们的中心在同一高度，你认为下面几种调整方法中最方便合理的是    ．
A．眼睛平视，视线与光具座平行，利用“三点一线”把“三心”调整到同一高度；
B．用刻度尺一个一个的测量，可以很准确地控制“三心”在同一高度；
C．把蜡烛，透镜，光屏在光具座上移到一起，调整“三心”在同一高度，然后再分开。
（2）一段时间过后，蜡烛燃烧变短，像成在了光屏的上方，为了使像仍在成在光屏中央，则可以将凸透镜向        移动。
（3）调整烛焰，透镜，光屏三者的中心在同一高度后，点燃蜡烛，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：    ；
（4）保持蜡烛、凸透镜的位置不变，调节光屏的位置，使光屏上得到了清晰的像，如图所示。此时，光屏上得到的是倒立、        的实像，利用这个成像规律可以制成          。当烛焰向左（远离透镜）移动后，要在光屏上成清晰的像，需将光屏向        （左/右）移．

在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。

（1）该凸透镜的焦距为          　 $\mathit{cm}$。

（2）将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，此时应将光屏向　      　（选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像。

（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至　     　（选填序号）范围内才能承接到清晰的像。

$A.50~65\mathit{cmB}.65~80\mathit{cmC}.80~95\mathit{cm}$

（4）将蜡烛移到 $37\mathit{cm}$刻度线上，观察到的像是　      　（选填“倒立”或“正立”）的。

小明用一个焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜探究凸透镜成像规律，当装置如图甲所示时，烛焰在光屏上成清晰的像，

（1）图甲中光屏离凸透镜的距离可能是　　（填序号）

$A.28\mathit{cmB}.18\mathit{cmC}.8\mathit{cm}$

（2）保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向左调节一段距离后，要想在光屏上成清晰的像，应将光屏向　　（填“左”或“右” $)$调节。

（3）若步骤（2）中未调整光屏的位置，则需在凸透镜前加一个　　（填“凸”或“凹” $)$透镜，才能在光屏上得到清晰倒立的像。

（4）若将印有字母“ $F$”的纸片（图乙）放在离凸透镜 $5\mathit{cm}$的地方，我们能看到的清晰的像是图丙中的　　（填序号）。

如图一所示，小明用光具座（0-100cm）、蜡烛、三个不同焦距的凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验：

①我们需要让烛焰、凸透镜甲、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是      ；
②此凸透镜甲的焦距是15cm，当烛焰在图一所示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、    的实像．在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是  ；要使光屏上所成的像变小时，在不改变透镜位置的情况下，可将烛焰向远离凸透镜方向移动，同时将光屏向    （填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
③小明查资料发现物体距离凸透镜足够远时（大于10倍焦距），所成的像与透镜间的距离就近似等于凸透镜的焦距。他想用这种方法利用图一中的蜡烛和光具座来测量凸透镜乙的焦距（焦距大约为5cm左右）。他应该把蜡烛放在    cm处，光屏放在    cm处，然后调节     ，使光屏上的像最小最清晰。此时凸透镜和    的距离就是凸透镜乙的焦距．
④小明用凸透镜丙结合上述器材又做了一个实验。记录的实验数据如下表。

物距u/cm	14	16	18	20	22	24	26	30
像距v/cm	35	26	22	20	18	17	16	15

小明把蜡烛放在光具座上的0刻线处，凸透镜丙放在15 cm刻线上，如图所示。移动光屏在a位置找到像；蜡烛和光屏不动，只移动凸透镜，当凸透镜向某一方向移动到b位置时，在光屏上又看到像。请你对实验中可能出现的现象做出合理的判断。以下情况不可能的是（    ）
A．光屏上第一次的像是倒立、放大的
B．a位置在44～46 cm刻线之间
C．光屏上第二次的像是倒立、缩小的
D．b位置在19～21 cm刻线之间

在学完凸透镜成像规律后，小滨选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究．
（1）为了测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该凸透镜，调节光屏位置直到光屏上得到一个_______的光斑．图甲是调整完成的状态，该凸透镜焦距f=__________cm．

（2）小滨按照图乙装好实验器材，在只移动透镜的情况下，无论怎样调节都不能在光屏上成清晰的像，造成上述现象的原因是______________________________．

（3）经过调整，解决了上述问题后开始实验探究．如图丙所示，蜡烛在图示位置时，光屏上呈现出清晰的像，现将蜡烛由图示位置移到图中的A处，为再次在光屏上成清晰的像，则他应将光屏向________（选填“左”或“右”）移动；再次形成的像是倒立_______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像，生活中的_____________就是利用这一原理制成的．

（4）实验过程中，蜡烛在燃烧中不断缩短，导致光屏上的像向      （选填“上”或“下”）移动．
（5）再把蜡烛移到某点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为_________，要想看到这个像，小滨应如何操作：______________________________．

在做“探究凸透镜成像的规律”实验中，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在光屏上一点，如图所示。

（1）当把蜡烛放在乙图位置时，移动光屏，在光屏上能成　　、缩小的实像；生活中的　　就是利用这个原理制成的。

（2）凸透镜的位置固定不动，当蜡烛向右（靠近透镜）移动一段距离后，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向　　（选填“左“或“右” $)$移动。

（3）在上一步光屏上成清晰的像后，取一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间，要使光屏上还能成清晰的像，保持凸透镜和光屏的位置不动，可将蜡烛适当向　　（选填“左“或“右” $)$移动。

如图甲所示，一束平行光经过一凸透镜，调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。小楠用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用蜡烛作为光源，实验装置如图乙所示。

（1）该凸透镜的焦距为          cm。
（2）实验前要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在             。
（3）当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻线所对应的位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、       （选填“放大”或“缩小”）的实像，此时所成的像与      （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）所成的像的性质相同。
（4）如果将蜡烛移到图乙中30cm刻线处，这时光屏应向      （选填“左”或“右”）移动才能在光屏上得到清晰的像。

在做“观察凸透镜成像”的实验中，保持凸透镜的位置不动，先后把烛焰放在如图所示的A.B.C.D.e各点，并分别调整光屏的位置，那么：

（1）把烛焰放在      点时，屏上所成的像最大。
（2）把烛焰放在      点时，屏上所成的像最小。
（3）把烛焰放在           点时，无论怎样调整光屏的位置，都不能接收到像，眼睛无论如何也看不到像。
（4）把烛焰放在         点时，可以用眼睛观察到放大、正立的像。

如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜位置保持不变，凸透镜的焦距为10cm．

（1）实验中随着蜡烛的燃烧，光屏上依然得到烛焰清晰的像，但光屏上像的位置却偏高，为了使像仍成在光屏的中央，则应向      （填“上”或“下”）调节凸透镜．
（2）调整后，图中光屏上烛焰的像是倒立      的实像，此规律的应用是      （举一例）．
（3）此时，若有一只苍蝇落到凸透镜上，则屏上      成完整的蜡烛的像（填“能”或“不能”）．
（4）要使光屏上的像变成与物大小相等，则应向左调节蜡烛到30cm处，光屏应向      调（填“左”、“右”）到      cm处，在此过程中发现蜡烛和光屏之间距离变      （填“大”、“小”或“不变”）．
（5）透镜位置不变，将蜡烛移到标尺45cm处，此时小强应站在      一侧（填“蜡烛”或“光屏”），观察蜡烛的像．

小张同学在学习了“凸透镜成像规律”以后，又继续“研究像高与哪些因素有关”．于是他在实验室选用焦距为5厘米、10厘米、15厘米的凸透镜，高度为4厘米、6厘米、8厘米的发光物体及相应的实验器材进行正确实验，将收集到有关数据记录在表一、表二中．

①分析比较表一或表二中的物距u与像高的变化关系，可得出的初步结论是：物体在同一凸透镜中成实像时，      ．
②分析比较实验序号      中的物距、物高和像高的数据及相关条件，可得出的初步结论是：物体在同一凸透镜中成实像时，物距相同，物体越高，像就越高．
小张在表二中尚有部分数据没有填写，若有可能请你帮他填写完整；若不能，请写出不能填写的理由．     
为了结论更具有普遍性，小张认为还需进一步进行实验，请在表三中填入拟进行实验的数据，以完成他的研究目的．

小明用焦距为 $15.0\mathit{cm}$ 的凸透镜探究凸透镜的成像规律，当各器材位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。

（1）实验前，应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 　　。

（2）此时烛焰的成像特点与 　　（选填"照相机"、"投影仪"或"放大镜" $)$ 的成像特点相同。

（3）实验时，若一只苍蝇落在了凸透镜上，光屏上 　　（选填"有"或"没有" $)$ 苍蝇的像。

（4）小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方。若保持光屏的位置不变，仅将蜡烛向 　　移动适当距离，光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。

在探究”凸透镜成像规律”的实验中，小峻同学进行了如下实验：

（1）按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$。

（2）接着小峻调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、　　（选填“放大“缩小”或“等大” $)$的清晰实像，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）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向右移动蜡烛时，应该向　　（选填“左”或“右” $)$移动光屏，才能再次得到清晰的像。

（4）保持凸透镜的位置仍然不变，小峻继续向右移动蜡烛至 $45\mathit{cm}$刻度线处，移动光屏，发现　　（选填“能”或“不能” $)$得到蜡烛清晰的像。

小明同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验，记录的实验数据和观察结果见下表。

试验次数	物距 $u/\mathit{cm}$	像的性质			像距 $v/\mathit{cm}$
			大小	正倒
1	30	实	缩小	倒立	15
2	25	实	缩小	倒立	17
3	22	实	缩小	倒立	18
4	18	实	放大	倒立	22
5	15	实	放大	倒立	30
6	13	实	放大	倒立	43
7	9	虚	放大	正立	无法测量
8	6	虚	放大	正立	无法测量

分析表中数据回答下列问题。

（1）实验中供了如下三种不同焦距的透镜，则小明所用透镜的焦距 $f$为　      　。

$A.20\mathit{cmB}.10\mathit{cmC}.15\mathit{cm}$

（2）比较物距 $u$与焦距 $f$的关系，可得出：

①凸透镜成缩小实像的条件是　                   　。

②凸透镜成虚像的条件是　                       　。

（3）凸透镜成放大的实像时， $u$　      　 $v$．（选填“ $>$”“ $=$”或“ $<$” $)$