初中物理透镜及其应用实验题

小明在“探究凸透镜成像规律”的实验时：
（1）他把凸透镜正对着太阳光，在白纸上得到一个亮点F，用直尺进行测量的情况如图甲所示，则凸透镜的焦距是_______    ；
（2）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙所示，其中明显还需要调整高度的是_______  ，调整后恰好能从光屏上观察到倒立、_______  （选填“放大”或“缩小”）的实像，该成像特点可作为_______       的原理（选填“照相机”或“投影仪”）；

（3）小明将蜡烛稍靠近凸透镜，光屏上的像变模糊，他采用的方法是：适当移动光屏远离凸透镜，再次在光屏上得到清晰的像，则像将______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若不移动光屏，在蜡烛和凸透镜之间放一个焦距大小合适的_________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）也能使光屏上的像变清晰。
（4）小明同学最近感觉视力下降，他去看医生时，医生用如图所示的示意图为他讲解视力下降的道理。由图可知，他的右眼已____________（选填“近视”或“远视”），应佩戴____________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）矫正视力。

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：　　。

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    。

小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏、光具座探究凸透镜成像规律：

（1）如图a可知，该凸透镜的焦距是  cm．
（2）如图b所示，若在光屏上（光屏未画出）能得到清晰放大的烛焰的像，则蜡烛可能置于凸透镜左边a、b、c、d四点中的  点上（P是该凸透镜的2倍焦距处），此成像特点在生活中的应用为  。
（3）通过实验，小明发现蜡烛离凸透镜越远，光屏上得到的清晰像越  （大/小）。将蜡烛向凸透镜的焦点移近到某一位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应  凸透镜（靠近/远离），此时在光屏上成的清晰像是  的（倒立/正立）。
（4）实验中，光屏上已成清晰的、缩小的像，此时小明固定蜡烛和凸透镜，在蜡烛和凸透镜间放上自己所配戴的近视眼镜，若仍要在光屏上成清晰的像，则需将光屏向  （靠近/远离）凸透镜的方向移动，此时所成的清晰像为  像（实/虚）。

为探究凸透镜成像规律，小明和同学利用桌上两个玻璃凸透镜（A、B）实验，A、B两凸透镜的焦距分别为10cm和20cm：
（1）小明将其中一块凸透镜放在光具座上，当凸透镜及光屏的位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像．由图可知他选择的凸透镜为   (选填“A”或“B”) ；

（2）实验前，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，目的是   ，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、透镜和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
（3）随着实验的进行，蜡烛越烧越短，将会发现光屏上的像向   （选填“上”或“下”）移动；
（4）为了探究近视眼和远视眼的成因，小明和同学课后利用透明橡皮膜、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．当蜡烛、光屏和液体透镜如图放置，光屏上出现清晰的烛焰像，此烛焰像应是   （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像．用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，发现光屏上的烛焰像模糊了，若把蜡烛逐渐靠近凸透镜时，光屏上的像又清晰了，说明液体透镜注水后，成的像将   （选填“靠近”、“远离”）凸透镜，此实验说明了   （选填“近视”或“远视”）眼的成因；

学过透镜知识后，小明实验小组在光学实验室（暗室）想对学过的知识进行深入研究，可用的器材有：光源S（视为点光源）、圆形凸透镜（直径为D）、光具座、光屏（足够大）。经讨论他们决定先从測凸透镜的焦距开始。

（1）在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心O′。

（2）将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和 　′　在同一水平直线上。

（3）固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑 　　，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距，此时各器材在光具座上的位置如图甲所示，该凸透镜的焦距为 　　cm。

（4）为了验证测出的焦距值是否准确，小明提出可以左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不变，则测出的焦距准确。若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值 　　。

（5）在移动光屏的过程中，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在光具座上，进行实验验证，发现暗环仍然存在。你认为暗环是如何形成的？ 　　。若光源S在左焦点上，光屏在右焦点处，如图乙所示，请你算出此时暗环的面积等于 　　。

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．

同学们利用如图装置探究凸透镜成像规律．

(1)为了使烛焰的像成在光屏中间，应调整烛焰，凸透镜和光屏的高度，使它们中心大致在_________．
(2)甲组同学当调整好高度，固定好蜡烛和凸透镜的位置后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你分析其中的原因(写出两个)：
①_________；②_________．
(3)乙组同学当调整好高度，固定好蜡烛和光屏的位置后，无论怎样移动凸透镜都不能在光屏上得到像，其原因是：_________．
(4)调节三者的位置，在光屏上得到倒立、缩小的像，保持凸透镜位置不变，当蜡烛逐渐远离凸透镜，则光屏应_________(填“远离”或“靠近”)凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像．

在“观察凸透镜所成的像”的实验中，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在下图中的a、b、c、d、e各点，同时调整光屏的位置，那么：

(1)把烛焰放在________点，屏上出现的像最小；
(2)把烛焰放在________点，屏上出现的像最大；
(3)把烛焰放在________点，屏上不出现像；
(4)如果把烛焰从a点移到b点，像到凸透镜的距离________，像的大小________．(填“变大”“变小”或“不变”)

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。

在探究凸透镜成像规律时，小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，实验装置如图所示：

（1）为了确定凸透镜的焦距，小捷将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个       （填“亮点”或“亮环”）为止，测得它与凸透镜中心的距离为10cm，确定出焦距f=         （填“5cm”或“10cm”）。
（2）凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小捷将光源移至光具座30cm处后，再移动光屏，至到如图所示位置，光屏上会出现清晰            （填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向      （填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像。
（3）如果将光源移至7cm处，凸透镜此时成的是放大的       （填“虚像”或“实像”）。

物理操作实验考试中，小明抽到的是“探究凸透镜成像规律”实验。小明利用下图装置进行实验，并将凸透镜固定在50cm位置保持不动。

（1）实验前，小明将凸透镜正对阳光，适当移动光屏的位置，当光屏上出现一个最小最亮的圆点时，小明测得圆点与凸透镜之间距离为10cm ，则凸透镜的焦距为________cm。
（2）实验前，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一_______上，其目的是使______________。
（3）当蜡烛位于20cm 位置，光屏必须位于______cm到______cm之间，才能得到___________的清晰的像。
（4）随着蜡烛的燃烧，蜡烛越来越短，可以观察到光屏上的像________（ 选填“向上”或“向下”）移动。

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．

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。