初中物理透镜及其应用试题

(6分)按照题目要求作图．
(1)如图甲所示，物块在水平面上处于静止状态，画出它所受重力和支持力的示意图．
(2)如图乙所示，两条入射光线分别过凸透镜的焦点F和光心O，分别画出经过凸透镜折射后的光线．
(3)磁体旁小磁针静止时所指的方向如图丙所示，画出通过小磁针中心的一条磁感线，并标出磁体的N、S极．

如图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图像，由图可知凸透镜的焦距是______cm；当物距为5cm时的成像特点可应用于_______（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。

在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将发光体S（箭头形状的发光二极管，长为2 cm）、凸透镜T、光屏P安装在光具座上进行试验，如图所示。固定凸透镜T，将发光体S放在离凸透镜4 cm处，移动光屏P，如果找不到像，则记录光屏上光斑的特征；如果在光屏上出现清晰的像，则记下像的特征，测出光屏P到透镜T的距离和像的长度。然后，将物距依次增加2 cm，重复上面的实验。实验数据如下表，根据表中的信息，回答下列问题：

实验次数	物距u/cm	像距v/cm	像的长度/cm	像的特征
l	4.0	／	光般大小变化	只有圆光斑
2	6.0	／	光般大小变化	只有圆光斑
3	8.0	／	光般大小不变	只有圆光斑
4	10.0	40.0	8.0	倒立的箭头
5	12.0	24.0	4.0	倒立的箭头
6	14.0	18.7	2.7	倒立的箭头
7	16.0	16.0	2.0	倒立的箭头
8	18.0	14.4	1.6	倒立的箭头
9	20.0	13.3	1.3	倒立的箭头

（1）凸透镜T的焦距为__________cm。
（2）物距u在_______________范围时，在光屏上总成倒立、放大的实像。
（3）当物距从开始再到逐渐增大时，则像的大小_________，像距_________。（均填“变大”“变小”“不变”“先变小后变大”或“先变大后边小”）
（4）当物距等于7cm时，物体在光屏上_________（填“一定会”“一定不会”“可能会”）成像。分析表中成倒立实像的实验数据，当物像间距（u+v）最小时，成在光屏上的像的长度____（填“大于”“小于”或“等于”）发光体的长度。
（5）请你根据上表提供的信息，再找出一条规律__________________。

“探究凸透镜成像规律”的实验
【测量凸透镜的焦距】
将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜的焦距约是        cm。
【评估实验方案】
方案甲：分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距ƒ和二倍焦距2ƒ处，调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点，分析总结得出凸透镜成像规律。
方案乙：除甲中的做法外，还应该将蜡烛放在大于2ƒ的某一位置，大于ƒ小于2ƒ的某一位置，观察并记录对应的成像情况，才能总结出凸透镜的成像规律。
方案丙：把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近，通过不断调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像，以及成像的特点，包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势，尤其是在ƒ和2ƒ处所成像的情况，总结得出凸透镜成像的规律。
方案丁：与丙不同的是，将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离，其他步骤相同。
以上四种方案中，哪些是科学合理的：           （甲/乙/丙/丁）
【解决实验中的问题】
（1）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向       （上/下）调节。

（2）小丽同学在做实验时，发现无论怎样调节光屏的位置，都不能在光屏上呈现清晰的像。请你写出一种可能的原因：                                                       。

画出图中AB经凸透镜后所成像的大概位置（要求反映出所成像的性质）

小红同学在“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，如图所示，下列说法正确的是

A．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动

B．要使光屏上烛焰的像变小，只须将蜡烛靠近凸透镜

C．利用这一成像规律可制成投影仪

D．为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较光滑的玻璃板

在做观察“凸透镜成像”的实验时，物体放在距凸透镜60cm处，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是

A．20cm

B．30cm

C．60cm

D．80cm

图(a)中画出了光线通过透镜前后的方向，在方框中画出适当类型的透镜；请在图(b)中作出a、b光线经过透镜后的折射光线。

如图，它是摄影者在秋天一个晴朗的早晨拍摄到的，请仔细观察这幅图片，找出其中所蕴含物理知识的正确描述     [      ] 

A．小水珠是水蒸气遇冷液化而形成的

B．附着在花枝上的小水珠受到平衡力的作用

C．娇嫩的花枝在力的作用下变弯了

D．小水珠起到凸透镜的作用，通过它看到的是远处花朵倒立的虚像

小明在探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）正确安装调节好实验装置后．小明开始实验．图乙是他某次的实验情景．此时他在光屏上看到烛焰清晰的像，生活中的   就是利用这一原理制成的．
（2）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的像   ．（选填“完整”或“不完整”）
（3）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离时，要想在光屏上再次得到淸晰的像，应该在凸透镜和蜡烛之间放置适当的   （选填“凸透镜”或“凹透镜”）才能实现，     （选填“近视'或“远视'）眼就是利用这种透镜矫正的．
（4）实验过程中，蜡烛在燃放中不断缩短，导致光屏上的像向   ，（选填“上”或“下”）移动．

如下图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图像，由图可知凸透镜的焦距是______cm；当物距为5cm时的成像特点可应用于_______（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。

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；

在我国首次“太空授课”中，女航天员王亚平制造了一个小水球，我们看到了她在水球中的“倒影”，如图所示．下列说法正确的是（   ）

A．“倒影”是光的反射形成的

B．“倒影”不能成在光屏上

C．照相机是利用这一成像原理制成的

D．若王亚平距水球变远，“倒影”会变大

（1）如甲图所示的电路，闭合开关，两灯均不亮。已知电路连接正确，是其中一个小灯泡损坏了。请你在不拆开原电路的基础上，从乙图所示的实验器材中任选一种连入电路，设计检测方法，找出损坏的小灯泡，并完成表格中相关内容。

所选器材	检测电路图	现象与结论

（2）2019年6月5日12时06分，在我国黄海某海域，科技人员使用"长征十一号"运载火箭进行"一箭七星"海上发射技术试验，运载火箭点火后，箭体腾空而起并加速上升，直冲云霄，把卫星顺利送入距离地面600千米高的预定轨道。首次海上发射取得圆满成功，填补了我国运载火箭海上发射的空白。

在火箭上升过程中，为了能够近距离拍摄到箭体周围的实况，"长征十一号"火箭上装有高清摄像机，摄像机的镜头是由耐高温的材料制成的。

小宇同学观看发射时的电视画面发现：箭体在上升过程中有一些碎片脱落，且脱落的碎片先上升一段距离后才开始下落。

请从上述材料中找出涉及物理知识的内容，模仿范例格式，写出对应的物理知识或规律（任写三条）。

	相关描述	物理知识或规律
范例	火箭加速上升	受非平衡力
1
2
3

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：　　。