初中物理透镜及其应用实验题

小勇看到自己离镜子越远，像越小。于是用如图甲所示的装置，探究物体远离平面镜时，像的大小如何变化。

（1）小勇选取了两个外形相同的蜡烛A和B，将蜡烛A放在薄玻璃板前点燃，小勇应在蜡烛　   　（选填“A”或“B”）的一侧观察，同时移动蜡烛B，使它和蜡烛A的像　            　。

（2）将蜡烛A向左移动，重复上述实验过程，得到了相同的实验结果。得出：物体远离平面镜时，所成像的大小　     　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3）小勇又找来一些实验器材，想继续探究物体远离凸透镜时，光屏上像的大小如何变化。

①他将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调节到图乙所示的位置时，光屏上出现清晰的像，所成的像是　     　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的烛焰的像。

②保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，移动光屏直到光屏上再一次出现清晰的像，对比两次光屏上像的大小得出：物体远离凸透镜时，光屏上所成的像变　　（选填“大”或“小”）。

（4）小勇将蜡烛继续向左移动，保持凸透镜和光屏的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间放置了一个度数合适的眼镜，光屏上也得到了清晰的像，他放置的应该是　     　（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。

小莉同学用焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：

（1）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、　　的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至　　 $\mathit{cm}$刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。

（2）如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至 $16\mathit{cm}$刻度线处，则人眼在　　（选填 $A$、 $B$、 $C$” $)$处能观察到蜡烛的像，像是图丙中的　　（选填“1、2、3、4” $)$。

（3）实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，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　　凸透镜。（选填“靠近”或“远离” $)$

小伟用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm

（1）小伟在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上，这样做的目的是：　                        　。

（2）实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。当蜡烛距离凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、　     　的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）。

（3）接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，他应将光屏向　    　透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”）此时的像与步骤（2）中的像相比，大小将变　    　。

（4）如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，移动光屏，再次得到烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是　     　（选填“放大镜”投影仪”或“照相机”）。小伟发现，随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会向　   　移动。

如图所示，在“验证凸透镜成像的规律”的实验中，选用了焦距为 $10\mathit{cm}$的凸透镜。

（1）在实验中，应调节烛焰、光屏的中心和凸透镜的中心在　　。

（2）如果此时光屏上成一清晰的烛焰像，则该像一定是　　的（选填“放大”“缩小”或“等大” $)$。

（3）如果此时将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动，想在光屏上得到清晰的像，应该将光屏向　　凸透镜的方向移动（选填“靠近”或“远离” $)$。

某实验小组探究“凸透镜成像规律”。

（1）经正确组装器材并调节，在光屏中央得到烛焰清晰的像，如图所示（像未画出），则此时光屏上接收到的是倒立、　    　的实像。

（2）蜡烛燃烧一段时间后变短，导致光屏上烛焰的像位置变高，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向　    　调节。

小文和同学们到实验室探究光学实验：

（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，如图甲所示，小文选取了两个外形相同的蜡烛 $A$和 $B$，将蜡烛 $A$放在薄玻璃板前点燃，小文应在蜡烛　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$的一侧观察，同时移动蜡烛 $B$，使它和蜡烛 $A$的像完全重合，这样在确定像的位置的同时也证明平面镜成像时像和物的大小　　；

（2）将蜡烛向右移动，重复上述实验过程，会发现：物体靠近平面镜时，所成像的大小　　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$；

（3）在老师启发下，小文将玻璃板换成凸透镜，将蜡烛 $B$换为光屏、“探究凸透镜像规律”的实验，如图乙所示，观察到光屏上呈现清晰，等大的像，则该凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$；

（4）小文把蜡烛移动到光具座 $33\mathit{cm}$刻度线处，发现光屏上的像变得模糊，要使像变晰，光屏应向　　（选填“左”或“右” $)$适当移动、此时光屏上的像是倒立　　的实像；

（5）在上述（4）操作的基础上，老师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，小文发现当光屏向左移动适当距离后像又清晰，由此可知，老师的视力情况属于　　（选填“近视”“远视”或“正常）。

吴江小组进行"探究凸透镜成像规律"实验，如图所示，实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、一个凸透镜、平行光光源（接通电源后可发出平行光）、光具座等器材，他们进行了如下操作并得出了相关结论。

（1）如图甲所示，让平行光光源正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离。直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距是 　    　cm；

（2）将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在 　       　；

（3）吴江小组按照实验步骤做了四次实验，如图乙所示是第一次实验中蜡烛、透镜和光屏的位置。

实验序号	物距u/cm	像距v/cm	像的性质
1	40	13	△
2	20	20	倒立、等大的实像
3	13	40	倒立、放大的实像
4	6	无	正立、放大的虚像

①吴江小组忘了记录第1次像的性质，表格中标有"△"的位置像的性质是 　         　；

②当烛焰从远处靠近透镜时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应 　    　透镜（选填"远离"或"靠近"）；

③第4次实验中，光屏上接收不到像；在透镜的右侧观察，看到的像在透镜的 　    　侧（选填"左"或"右"）。

康巴什是全国首个以城市景观命名的国家 $4A$级景区，来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片，如图甲，感觉有点小，更换镜头站在原地又拍了一张，如图乙。两次像的大小不同是何原因呢？他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的，为此，返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究：

（1）如图丙，他先将 $f=10\mathit{cm}$的凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$刻度处，再将蜡烛放在 $10\mathit{cm}$刻度处，移动光屏直到成清晰的像，此时光屏应在　           　刻度范围内。

（2）基于实验目的，接下来他换用 $f=5\mathit{cm}$的凸透镜仍固定在 $50\mathit{cm}$刻度处，保持蜡烛位置不变，移动光屏找到最清晰的像，此像大小比（1）中所成的像　                　。

（3）依据（2）问的结论，他又联想到望远镜的物镜（凸透镜）和目镜（凸透镜）的焦距大小也不同，为了尽可能成更大更清晰的像，则 $f_{物}$　    　 $f_{目}$，若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，此时所成像的大小　     　不换位置时所成像的大小（均选填“ $>$”“ $<$”“ $=$”）。

在“探究凸透镜成像的规律”实验中，先将蜡烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一水平线上，然后将凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$处，将点燃的蜡烛放置在光具座上 $30\mathit{cm}$处，移动光屏，在光屏上得到烛焰清晰的像，再将蜡烛向凸透镜移近几厘米，应向　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜方向移动光屏，才有可能再次在光屏上得到烛焰清晰的像；又将蜡烛移至光具座上 $43\mathit{cm}$ 处，无论怎么移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。由此可以推断该凸透镜焦距的范围，该范围的最大值小于　　 $\mathit{cm}$。

在利用光具座进行凸透镜成像的实验中：

（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，凸透镜对光线具有　　作用，该凸透镜的焦距是　　 $\mathit{cm}$。

（2）调整后，把蜡烛固定在 $20\mathit{cm}$刻度线位置，凸透镜固定在 $50\mathit{cm}$刻度线位置，如图乙所示，左右移动光屏，会在光屏上得到一个清晰的倒立、　　的实像（填写像的性质）；　　（选填“投影仪”“放大镜”或“照相机” $)$就是利用这一成像规律工作的。

（3）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向左移动蜡烛时，应该向　　（选填“左”或“右” $)$移动光屏，才能再次得到清晰的像。

（1）利用微信“扫一扫”功能，通过智能手机的摄像头扫描二维码（如图甲）可快速获取网络信息，手机摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜对光有　　作用（选填“会聚”或“发散” $)$。

（2）如图乙所示，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此实验现象与　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” $)$的成像原理相同。保持透镜位置不变，将蜡烛向右移，光屏必须向　　（选填“左”或“右” $)$移动，才能再次呈现清晰的实像。

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。

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"探究凸透镜成像规律"的实验中，当光屏上有清晰的烛焰像时，蜡烛、透镜、光屏位置如图所示，则光屏上的像应为倒立、 　　（选填"放大""缩小"或"等大" 的实像，生活中的 　　（选填"照相机""放大镜"或"投影仪" 就是根据这一原理制成的；小琴同学用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后，发现光屏上呈现的像是 　　（选填"完整"或"不完整" 的。