初中物理凸透镜成像规律及其探究实验试题

某同学用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等实验器材，探究“凸透镜成像的规律”。

（1）为了测量凸透镜的焦距，让一束平行于主光轴的光射向凸透镜，移动光屏，直到光屏上出现最小、最亮的光斑，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，如图甲所示。凸透镜焦距为　       　 $\mathit{cm}$。

（2）将凸透镜固定在光具座 $50\mathit{cm}$刻度线处，蜡烛放置在光具座 $40\mathit{cm}$刻度线处，点燃蜡烛，左右移动光屏，出现图乙所示现象（成像清晰）。为使像呈现在光屏中央，应将光屏向　        　调节。

（3）保持凸透镜位置不变，调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度。将蜡烛移至 $34\mathit{cm}$刻度线处，移动光屏，直到光屏上再次出现清晰的像，该像是倒立、　     　的实像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛继续向左移动 $10.0\mathit{cm}$，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向　      　移动一段距离。

某兴趣小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）凸透镜的焦距是 $10\mathit{cm}$，当烛焰在图示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、　     　的实像，在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是　      　。

（2）实验中，光屏上已经得到烛焰清晰的像，某同学不小心用手指的指尖触摸到了凸透镜，则光屏上会出现　        　。（选填“指尖的像”“指尖的影子”或“完整烛焰的像”）

（3）把凸透镜换成薄玻璃板，在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个　        　（选填“放大”“缩小”或“等大”）的蜡烛的像，把光屏移动到这个像所在的位置，光屏上　       　（选填“有”或“没有”）这个像。

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” $)$。

在探究“凸透镜成像规律”时，所用凸透镜的焦距是 $20\mathit{cm}$

（1）将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，无论怎样在光具座上移动光屏总找不到像，其原因可能是　　（写出一种即可）

（2）经过调整，在光屏上得到一个清晰倒立的实像；保持凸透镜位置不变，将蜡烛远离凸透镜，要获得清晰的实像，光屏应　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜。

在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm。实验中，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在 　     　。将一支点燃的蜡烛放在凸透镜前18cm处，光屏上得到清晰的像。然后在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏 　     　凸透镜。

在探究凸透镜成像规律时，某实验小组用发光二极管制成的“ $F$”形光源进行实验。

（1）思思将光具座放在水平面上，将光源、凸透镜和光屏固定在光具座上，调整三者的高度，使它们的中心大致在　　。

（2）思思将凸透镜固定在光具座 $40\mathit{cm}$刻度线处，将光源放在光具座 $10\mathit{cm}$刻度线处，再移动光屏到如图所示位置时，光屏上出现了清晰的像，该像是　　（选填“放大”或“缩小” $)$的实像。接着，她将光源远离凸透镜一些，这时光屏应向　　（选填“左”或“右” $)$移动，可获得清晰的实像。乐乐想了想说，不移动光屏也能成清晰的像他找来一个眼镜片放在凸透镜和光源之间的合适位置，光屏上的像变清晰了，则该镜片是　　（选填“近视”或“远视” $]$眼镜片，它对光线有　　作用。

（3）乐乐将光源移至距离凸透镜 $8\mathit{cm}$处，发现凸透镜成的是放大的　　（选填“虚像”或“实像” $)$。

某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如下图，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，光屏上出现了烛焰清晰的像。

（1）该同学看到光屏上所成的像是一个烛焰　　（选填“放大”，“缩小、”或“等大” $)$的像，此像的成像原理与　　相同（选填”投影仪”、“照相机”或“放大镜” $)$。

（2）若将蜡烛向右移动少许，光屏也应向右移才能再次成清晰的像，此像的大小比刚才的像要　　（选填“大”或“小” $)$一些。

（3）若在图中凸透镜的左侧附近放置一凹透镜，这时需要将光屏向　　（选填“左”或“右” $)$移动才能在光屏上成清晰的像。

小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验。

（1）前面学过，物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像；物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像；物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像。据此小明提出的问题是，像的虚实、大小，正倒跟　　有什么关系？

（2）如图甲，小明让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距 $f=$　　 $\mathit{cm}$。

（3）小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镜放在光具座刻度 $50\mathit{cm}$位置处不变，把蜡烛放在刻度 $10\mathit{cm}$处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是　　（选填“照相机”、“放大镜”或”投影仪” $)$

（4）如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距 $v$和物距 $u$关系的图像，由图像可知成实像时物距逐渐减小，像距逐渐　　。当 $u>2f$时，物体移动速度　　（选“大于”、“小于“或“等于” $)$像移动的速度，当 $f<u<2f$时，物体移动速度　　（选填“大于”，“小于”或“等于” $)$像移动的速度。

在研究”凸透镜成像规律”的实验中：

（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰能在光屏上得到一个清晰的倒立，等大的实像，则凸透镜的焦距为　          　 $\mathit{cm}$。

（2）保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动才能重新得到清晰的像，此时像　          　（选填“变大”“变小”或“不变”），换用的凸透镜焦距可能为　            　。

$A.10.0\mathit{cmB}.20.0\mathit{cmC}.30.0\mathit{cmD}.35.0\mathit{cm}$

（3）将图中的凸透镜换成玻璃板后光屏上的像消失了，原因是　            　。

在探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）如图甲所示，一束平行主光轴的光线经凸透镜后，在光具座光屏上形成一个最小、最亮的光斑，说明凸透镜对光具有　　作用。

（2）为了能使像始终成在光屏中心位置，要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在　　。如图乙所示的位置示意图，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像是倒立、　　（选填“放大”或“缩小” $)$的实像，应用此成像规律可制成　　（选填“照相机”或“投影仪” $)$。

（1）在探究凸透镜成像的规律时：

①调节凸透镜、光屏、烛焰的中心处于 　　（选填"相同"或"不同" $)$ 高度；

②如图甲所示，测出了凸透镜的焦距；若凸透镜不动，把蜡烛移到光具座 $15\mathit{cm}$ 刻度处，调节光屏，在光屏上会成倒立、 　　（选填"放大"、"缩小"或"等大" $)$ 的清晰实像，生活中的 　　（选填"放大镜"、"投影仪"或"照相机" $)$ 是用这一原理制成的。

（2）在探究物质熔化特点时，得到图乙物质温度随时间变化的图像，由图像可知该物质属于 　　（选填"晶体"或"非晶体" $)$ ，图中 $A$ 点的温度如图丙温度计所示，读数为 　　 ${}^{°}\text{C}$ ，熔化过程需 　　（选填"吸热"或"放热" $)$ 。

在探究凸透镜成像规律实验中，正确安装并调节装置后，光屏上得到一个清晰缩小的像。

（1）当蜡烛向凸透镜靠近时，应将光屏 　   　（选填“靠近”或“远离”）凸透镜才能使像变清晰，某同学发现光屏移动过程中像变大同时还向光屏上方偏了些，为使像回到中央可将凸透镜往 　   　（选填“上”或“下”）稍稍调节；

（2）移动中光屏上再次成清晰像后，将光屏和蜡烛位置互换，屏上一定成 　   　的实像。

（一）测量平均速度

某同学跑八百米，使用电子表计时，刚开始起跑时示数如图甲，跑到400m处示数如图乙，跑完800m时示数如图丙。

（1）该实验的原理是 　                　；

（2）他前400m的平均速度是 　                　；

（3）他前400m的平均速度 　                　后400m的平均速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（二）在探究“凸透镜成像规律”的实验中

（1）当透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是 　                　cm；

（2）若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，想得到一个倒立等大的实像，那么需要将光源向 　                　移动（选填“左”或“右”），除了要将光源移动以外，还需要将光屏 　                　凸透镜（选填“靠近”或“远离”）。

小薇同学探究凸透镜和平面镜的成像规律：

（1）先将光具座上蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者中心调至　　；

（2）移动蜡烛，光屏上呈现了烛焰的清晰像，如图所示，生活中的　　（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜” $)$就是利用了这样的成像原理；

（3）她想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，现有厚、薄两块玻璃板，应选择较　　的玻璃板；

（4）再取两支相同的蜡烛是为了比较像与物的　　关系；光具座上的刻度可以方便比较像与物到玻璃板的　　关系。

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　　 $\mathit{cm}$。