初中物理透镜及其应用试题

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：　　。

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。

某凸透镜的直径是15cm，一束平行于其主光轴的平行光源通过它后，在距离它10cm的光屏上得到一个直径为5cm的光斑，这个凸透镜的焦距是                。                                   

一个人在凸透镜二倍焦距处以v₁的速度远离透镜而去，则他去的像移动的方向和速度v₂

A．靠近透镜，且v2＞v1	B．靠近透镜，且v2＜v1
C．远离透镜，且v2＞v1	D．远离透镜，且v2＜v1

阅读材料一和材料二，回答问题。
材料一：在探究凸透镜成像规律的实验中，小明好奇地把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，移动光屏，发现仍可以在屏幕上成像，拿开眼镜后，像变得模糊不清，把屏幕向靠近凸透镜的方向移动，又可以得到一个清晰的像。
材料二：图是人的眼球结构图，正常人的眼睛通过睫状体对晶状体的调节，可以看清近处和远处的物体。

根据上面的材料，利用所学的物理知识，回答下面的问题：
（1）近视眼镜的镜片是      透镜，对光有         作用。
（2）与凸透镜成像对比，人的眼球中的晶状体相当于        ，视网膜相当于       。
（3）结合材料一和材料二，如果某同学看远处的物体时，所成的像落在视网膜的前方，应该配戴什么样的眼镜？为什么？

如图，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其他部分竟是一条与试管平行的亮线，下列说法中正确的是（  ）

A．试管充满水的地方相当于凸透镜，气泡与周边的水组成凸透镜

B．试管充满水的地方相当于凹透镜，气泡与周边的水组成凹透镜

C．试管充满水的地方相当于凸透镜，气泡与周边的水组成凹透镜

D．试管充满水的地方相当于凹透镜，气泡与周边的水组成凸透镜

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．

北京奥运会安全保卫工作中采用了人脸识别系统，如图所示，识别系统的摄像机可以自动将镜头前1m处的人脸拍摄成数码照片传递给计算机识别．此系统的摄像机的镜头相当于________透镜，它的焦距应小于_________cm．

某同学将物体放在凸透镜前，使物距分别为6cm、18cm、24cm时，依次得到放大虚像、放大实像和缩小实像，该凸透镜的焦距为f，则                           （ ）

A．6cm＜f＜9cm	B．9cm＜f＜12cm
C．12cm＜f＜18cm	D．18cm＜f＜24cm

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。

如图所示的四幅图，有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理，有的给出了近视眼或远视眼的矫正方法。下列判断正确的是：（   ）

A．图①是近视眼的成像原理

B．图②是远视眼的成像原理

C．图③是近视眼的矫正方法

D．图④是近视眼的矫正方法

如图所示，此时蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像，现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则光屏上（ ）

A．无像

B．成倒立缩小的实像

C．成倒立放大的实像

D．成正立放大的实像

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         （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。

完成下列凸透镜成像图