初中物理透镜及其应用综合题

技能与应用题(每空2分,共16分)
(1)在田径比赛的4´100m接力中，公认的强队偶尔会因交接棒时的失误而与冠军失之交臂.请你给他们提出一个建议：____________________________________.
 
(2)赵亮同学利用光路图作出了当蜡烛位于一倍焦距和二倍焦距之间时成像的特点（如图所示）.实际上，从烛焰A点发出的无数条光线透过凸透镜发生折射后，都在A′点会聚，A′点就是A所成的像点.赵亮在作图时选择的是两条特殊光线，其中一条是“经过光心的光线，经透镜后不改变传播方向，沿直线传播”，请你仿照划线部分的描述，对另一条光线进行描述：________________________________________________________________.
(3)下表列出的是在进行探究实验时遇到的一些实际问题，请你把解决问题的方法填写在表中对应的空格里.

 
(4)一个大烧杯倒扣在桌面上，里边充以烟雾，用手电筒通过杯底自上而下照射，调节手电筒的聚光圈，使通过烟雾的光成粗细均匀的柱形光束（图-甲）：

①烧杯内充以烟雾，是利用了烟尘微粒对光的_____________来显示光通过的路径.
②烧杯底放一个凸透镜，观察到的现象如图-乙所示，说明凸透镜对光有　   作用.
③烧杯底放一个凹透镜，观察到的现象如图-丙所示，说明凹透镜对光有　   作用.

人类和某些动物的眼睛像一架照相机。眼球内的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，我们看物体时，是通过睫状肌的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立的实像，如右图所示。


眼睛与照相机不同的是：人的眼睛是通过调节焦距来获得清晰的像，普通照相机是通过改变像距使像变得清晰。
(1)眼睛的晶状体相当于照相机的（   ）
A．快门    B．光圈   C．镜头   D．胶片
(2) 眼睛的视网膜相当于照相机的（    ）
A．快门  B．光圈  C．镜头  D．胶片
(3)右图的眼睛存在哪类视力问题？哪种透镜能对它进行矫正？
答：                            ；                      .  

如图是装有水的圆柱形玻璃杯。将铅笔靠近玻璃杯的后面，透过玻璃杯可以看到笔尖指向左侧，此时成像为正立、　　的虚像。如果将铅笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢移动，你会看到笔尖指向　　侧。

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请你仿照示例完成下表，要求从材料中摘抄出涉及物理知识的相关描述，并写出对应的物理知识或规律（不能与示例相同，知识点不重复）。

序号	相关描述	物理知识或规律
示例	激光雷达	光的反射
①
②

阅读下面短文，回答问题．
人类和某些动物的眼睛很像一架照相机．眼球内的晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于光屏，我们看物体时，是通过睫状肌的伸缩来调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距，使不同远近的物体都能在像距相同的视网膜上生成清晰的倒立实像，如图所示．
眼睛与照相机的不同处是：人的眼睛是通过调节焦距来获得清晰的像，普通照相机是通过改变像距使像变得清晰．
由眼睛的调节作用所能看清的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处．眼睛所能看清的最近的点，叫近点，正常眼的近点约距眼10cm．看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼的明视距离25cm．从眼的光心向物体两端所引的两条直线的夹角叫视角，视角越大，对物体的观察就越清楚．
问题：

（1）通常同一物体，人由远及近看会觉得它变得清楚且大些，这是因为人看物体的      变大．
（2）某人视力正常，当他用镜子长时间仔细观察自己的脸部时，应当把镜子拿到离眼睛      cm处最为合适．
（3）当物体在很远地方时，物体成像在视网膜上，当物体靠近人眼时，若晶状体的焦距不变，则它的像将会落在视网膜      （选填“前”、“上”或“后”）而导致看不清物体，但实际上，人眼在由远到近地观察物体时，晶状体的焦距会      （选填“变大”、“不变”或“变小”），所以人们还是能清晰地观察到物体．

某兴趣小组利用图示装置来研究凸透镜成像的规律。

（1）为使像成在光屏中央，应调整元件，使 $\mathit{LED}$ 灯的中心、光屏的中心在 　 　。小明将各元件调整到如图位置时，小组成员在光屏上都能观察到清晰的像，这个像一定是 　　的（放大 $/$ 等大 $/$ 缩小），此时光屏上发生了 　　反射。

（2）当 $\mathit{LED}$ 灯向左移动时，要在光屏上再次获得清晰的像，只需将光屏向 　　（左 $/$ 右）方向适当移动，或者在凸透镜前放置一个合适的 　　眼镜。

（3）小华在用同样的器材进行实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，小明只对凸透镜进行了调整，就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是 　　。

$A$ ．左右适当移动凸透镜         $B$ ．上下适当移动凸透镜

$C$ ．适当扭转凸透镜               $D$ ．更换焦距合适的凸透镜

小明探究凸透镜的成像原理，与老师一起研制了如图所示的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。

（1）实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在　       　上，目的是使像成在光屏中心。

（2）三者摆放位置如图甲所示，在光屏上成了一个清晰的像（像未画出），该像为倒立、　   　的实像。此时水透镜的焦距 $f$的范围为　      　。

（3）用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的烛移动到光具座上 $40\mathit{cm}$处，光屏不动，此时应对水透镜　      　（填“注水”或“抽水”），使其焦距变　      　（填“长”或“短”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。

（4）用水透镜模拟爷爷的老花眼，如图乙所示，若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛，在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片，则爷爷将能看清蜡烛位置　      　（填“左侧”或“右侧”）的物体。小明因为长期不注意用眼卫生，变成了近视眼，应该配戴　　      （填“凸“或“凹”）透镜矫正。

【2015年湖北省潜江市中考物理】小明利用凸透镜成像规律的装置做了以下一些探究活动．

（1）调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置，在光屏上得到了烛焰清晰的像，他用手指指尖触摸到了凸透镜的上半部分，这时观察到光       （填“会”或“不会”）出现指尖的像，光屏上烛焰的像会变         （填“亮”或“暗”）些．
（2）将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来烛焰清晰的像变模糊了，使光屏远离透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像．由此可见，这只眼镜片是             （填“近视”或“远视”）眼镜片，这种眼镜片对光线有                       （填“会聚”或“发散”）作用．

在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体，把一滴水滴在小物体正上方的玻璃板上，水滴就是一个放大镜，如果还看不清小物体，再拿一个凸透镜位于水滴正上方，调节镜与水滴间的距离，就能看清玻璃板下的小物体。此时看到的是小物体的　    　的（选填“正立”或“倒立”），　      　的（选填“放大”或“缩小”）　       　像（选填“实”或“虚”），这个组合与　       　（选填“望远镜”或“显微镜”）的原理相同。

【上海市2015年中考物理试题】在“验证凸透镜成像规律”实验中，某小组同学利用焦距为10 厘米的凸透镜、高为3厘米的发光体，光屏和光具座进行实验，将测得的物距u 、像距v以及所成像的高L_像分别记录在下表中。在验证得到凸透镜成像的初步规律后，为了进一步研究，他们进行适量的运算，将结果分别记录在下表的后两列中。

①根据实验需要1-6的数据，分析比较像距v 随物距u 的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成像时，
②根据实验序号1-6 的数据，分析比较像高L_像与v/u 的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成像时，
③该小组同学继续利用表中的数据及相关条件，分析、归纳得出结论
(a)根据实验序号 1-3 的数据，分析比较物距变化量u与相距变化量v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：
(b)根据实验序号1-6 的数据，分析比较物距u 变化时， L_像、u + v 的变化情况，可得出得初步结论是：

小明在用蜡烛作为光源完成"探究凸透镜成像的规律"实验后，发现蜡烛火焰飘忽不定，像与物对比难判定等问题，小明和老师、同学一起对实验装置进行了一系列创新，创新点如图所示：光具座上凸透镜所在位置为零刻度，数值向左、向右依次增大；在标有均匀格子的面板上制作字母"A"状LED灯替代蜡烛；光屏上标有同样的均匀格子。

（1）请分析创新后实验装置的优点：

①可以直接读出物距以及 　    　：

②光屏上成像更清晰、 　    　；

③从光屏上可以准确得出像与物的 　 　关系。

（2）完成"探究凸透镜成像的规律"实验后，还可以更换（或增加）实验器材进行拓展探究。请仿照示例写出两种不同方案。

项目	更换（或增加）实验器材及操作	探究的问题
示例	用黑色纸片遮挡凸透镜的一部分	探究凸透镜没被遮挡部分的成像情况
方案1	①	②
方案2	③	④

用如图所示装置模拟人眼成像情况，此时烛焰在光屏上成清晰的像．

（1）实验时，应使烛焰和  的中心位于凸透镜的主光轴上．
（2）图中物距u应满足  ．
A．u＞2f         B．u=2f              C．f＜u＜2f       D．u＜f
（3）当蜡烛远离凸透镜时，烛焰的像将落在光屏的  （填“前”或“后”）方．
（4）在第（3）小题的情况下，若用此实验模拟人眼的调节功能，重新在光屏上得到清晰的像，应该进行的操作是  ．
A．将光屏靠近凸透镜              B．将光屏远离凸透镜
C．换焦距更大的凸透镜           D．换焦距更小的凸透镜．

请仔细阅读下文，按要求回答问题。
人类的眼睛
人类的眼睛很像一架照相机。眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的             、缩小的实像；普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。由眼睛的调节作用所能看清的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处。眼睛所能看清的最近的点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。眼睛是人体的重要器官，长时间的用眼，比如看书，看电视、计算机，都可以引起眼睛的疲劳，眼睛疲劳常见症状是头疼脑胀、眼睛发干。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼的明视距离25cm。

(1)请把上文中像的性质补充完整。
(2)人的眼睛是通过改变晶状体的                   获得清晰的像，普通照相机是在物距确定的情况下通过改变                  使像变得清晰。
(3)根据上文，你认为人的正常眼睛的观察范围是：            (填以下选项)。

A．0～10cm

B．10cm～25cm

C．0～25cm

D．10cm～极远处

实验课上，同学们分组探究“物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，凸透镜成像的虚实、正倒和大小”。某小组选用的实验器材有：光具座。“ $F$”形 $\mathit{LED}$发光体。凸透镜（焦距为 $10\mathit{cm})$。光屏和刻度尺（量程为 $0~30\mathit{cm})$。

（1）第一次实验时，该小组调整好 $\mathit{LED}$发光体、凸透镜和光屏的高度。如图甲所示。将发光体固定在光具座的零刻度线上，通过移动　　来达到预设的物距。

（2）调整物距后。移动光屏承接到倒立的实像。该小组发现这个像的高度与发光体很接近，依靠视觉很难比较该像与发光体的大小关系。为了能确定两者的大小关系。则接下来的实验操作是：　　。在本次实验中。光屏上的像和凸透镜的位置如图乙所示。则像距 $v_1=$　　 $\mathit{cm}$。

（3）该小组继续进行实验。记录的实验数据如下表。

凸透镜的焦距 $f=10\mathit{cm}$

实验次数	物距 $u/\mathit{cm}$	像的虚实	像的正倒	像的大小	像距 $v/\mathit{cm}$
1	19.0	实像	倒立	放大	$v_1$
2	16.0	实像	倒立	放大	26.9
3	13.0	实像	倒立	放大	43.6

分析表中信息，可以得出的探究结论是：　　。

（4）得出结论后。该小组与其他小组进行交流。他们发现其他小组选取了不同焦距的凸透镜进行实验，也得到了与自己相同的结论。这样使该探究的结论更　　。

学习透镜知识时，秦老师与同学们发现照相机、投影仪与放大镜，在距离、成像等方面有差异，经过讨论，确立了探究课题[凸透镜所成像的虚实、大小、倒正跟　       　（选填“物体的大小”或“物距”）有什么关系]，小敏同学利用图示装置进行实验时，发现当物距大于二倍焦距时移动光屏能承接到一个倒立、　       　的实像，与上面研究过的　　        成像原理相同；若想让所成实像变大些，可将蜡烛适当　        　（选填“靠近”或“远离”）透镜。