初中物理凸透镜成像规律及其探究实验试题

实验室常用蜡烛完成乙图光学实验：

（1）图甲为小孔成像示意图，该现象可以用　　来解释。

（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛 $A$到玻璃板距离为 $10\mathit{cm}$，则蜡烛的像 $B$与蜡烛 $A$之间的距离为　　 $\mathit{cm}$；若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，从蜡烛 $A$一侧观察玻璃板，　　（填“能”或“不能” $)$看到蜡烛所成的像。

（3）图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得到清晰的像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到 $35\mathit{cm}$刻度线处，此时可将光屏向　　（选填“左”或“右” $)$移动适当距离能再次得到清晰的倒立、　　的实像；若不移动光屏，可在烛焰和透镜之间放置一个适当的　　透镜（选填“凸”或“凹” $)$也能在光屏上得到一个清晰的像。

小华用同一个凸透镜进行如下探究。

（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，则该透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$．将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将　　。

（2）凸透镜和光屏的位置如图乙所示，移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的 $15\mathit{cm}$刻度处，将光屏向　　移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、　　的实像；小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因：　　。

用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑（未画出）。

（1）图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、　　的实像。

（2）若在图乙中将凸透镜移到 $55\mathit{cm}$刻度线处，则将光屏移动到　　 $\mathit{cm}$刻度线处，可以再次看到清晰的像。

（3）若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向　　（选填“左”或“右”，下同）移动才能再次看到清晰的像。

（4）若在图乙中用塑料吸管对准 $A$点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向　　移动，“烛焰尖部”又会变清晰。

如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，已知凸透镜的焦距为 $10\mathit{cm}$。

（1）为了便于观察实验现象，实验环境应该　　（选填“较亮”或“较暗” $)$一些。

（2）组装并调整实验器材。使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的　　上。

（3）如图所示，当蜡烛距离凸透镜 $40\mathit{cm}$时，移动光屏，可在光屏上找到一个清晰的倒立、　　（选填“放大”、“等大”或“缩小” $)$的实像。日常生活中　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$就是利用这一原理工作的。

（4）将图中的凸透镜换成焦距为 $30\mathit{cm}$的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，在光具座上移动光屏，　　（选填“能”或“不能” $)$找到某一位置，使像清晰的呈现在光屏上，理由是　　。

在探究凸透镜成像规律时，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的　　上。当蜡烛距凸透镜 $30.0\mathit{cm}$时，在光屏上成一个等大的实像，则凸透镜的焦距是　　 $\mathit{cm}$；将蜡烛远离透镜移动到适当位置，要在光屏上成清晰的像，就将光屏向　　（远离 $/$靠近）透镜方向移动。

如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。

（1）如图1所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$，实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在　　；

（2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图2所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成　　（选填“照相机”或“投影仪” $)$；若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上　　（选填“能”或“不能” $)$看到清晰的像；

（3）在图2所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”（如图3所示），当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是　　眼镜（选填“近视”或“远视” $)$。

小明用蜡烛和毛玻璃光屏做“探究凸透镜成像规律“的实验。

（1）测量焦距时，将凸透镜正对太阳光，移动透镜，让太阳光在白纸上会聚成一个　　的光斑，用刻度尺测量光斑到　　的距离，结果为 $10.0\mathit{cm}$。

（2）如图所示，刚开始实验时烛焰的像只有一小部分成在光屏边缘的 $A$处，大部分不在光屏上，产生这一现象的原因是　　。

（3）当蜡烛距透镜 $5.0\mathit{cm}$时，光屏上　　（有 $/$没有）烛焰经透镜折射后的光线，此时，像成在　　（光屏 $/$蜡烛）一侧。

（4）小明用 $\mathit{LED}$灯做成字母“ $F$”替换蜡烛，将它放在距透镜 $15.0\mathit{cm}$处，在光屏上成清晰的像。小明在毛玻璃光屏后面观察物和屏上的像，他直接看到的物为“ $F$”。则他看到屏上像的形状为　　；移去光屏，在光屏左侧看到像的形状为　　。

利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座 $A$处放置蜡烛（如图所示），则 $C$处应放置　　（选填“凸透镜”或“光屏”。器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的　　上。

（2）实验后，可得出凸透镜成像规律。根据成像规律判断下列说法，说法正确的是　　

$A$．若凸透镜的焦距为 $10\mathit{cm}$，则烛焰距离凸透镜 $30\mathit{cm}$时，可在光屏上成放大的像

$B$．实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在光屏上的像会下移

$C$．若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像

$D$．若烛馅在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离

（3）某物理兴趣小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：

实验序号	物距 $u/\mathit{cm}$	焦距 $f/\mathit{cm}$	像的性质	像距 $v/\mathit{cm}$
1	12	10	倒立放大实像	60
2	14	10	倒立放大实像	35
3	15	10	倒立放大实像	30
4	30	10	倒立缩小实像	15
5	30	12	倒立缩小实像	20
6	30	15	倒立等大实像	30

下列对表中数据的分析，错误的是　　

$A$．当凸透镜的焦距相同，物距不同时，所成的像有可能相同

$B$．当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大

$C$．当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同

$D$．当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小

（4）将蜡烛置于凸进镜一倍焦距处，结果仍能观察到烛焰放大的像，这是为什么？

小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）为了粗测凸透镜的焦距，小明上午上课前，将凸透镜与水平地面平行放置，让太阳光照射到凸透镜上，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明认为此点到光心的距离，就是凸透镜的焦距，小强却说，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是　　。

（2）实验过程中，在图示位置，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这与　　（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机” $)$的成像原理相同。若将蜡烛向右移动 $10\mathit{cm}$，调整光屏位置再次成清晰的像，此时像的大小比原来的像要　　。

在探究“凸透镜成像规律”的实验中。

（1）如图甲，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 $f=$　　 $\mathit{cm}$。

（2）如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立、　　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。

（3）保持蜡烛位置不变，移动透镜至 $16\mathit{cm}$刻度线处（如图丙），则人眼按图　　。（选填“ $A$”、“ $B$”或“ $C$” $)$的方式可观察到烛焰的像。

（4）如图丁，光屏上能成清晰的像，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是　　眼镜。（选填“近视”或“远视” $)$

用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。

（1）如图甲所示，凸透镜位置固定，发光的小灯泡放在 $40\mathit{cm}$刻度线位置时，移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则该透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$。

（2）小明用蜡烛代替小灯泡继续做实验，烛焰在图乙所示位置能在光屏上成一清晰的像，则该像是倒立、　　的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小” $)$。

（3）若想使光屏上烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向　　（选填“左”或“右” $)$适当移动一段距离，再调整光屏的位置。

（4）在图乙中，小明借来物理老师的眼镜，并将其靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明老师所戴眼镜的镜片是　　透镜，老师的视力缺陷是　　（选填“近视”或“远视” $)$。

在“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）发光体“ $F$”、凸透镜（焦距为 $f)$和光屏在光具座上的位置如图所示，实验前应将光屏向　　调整，使发光体“ $F$”和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。

（2）保持图中发光体“ $F$”和凸透镜位置不变，左右移动光屏，直到在光屏上成清晰的像，这个像是倒立、　　的实像，生活中的　　就是利用这一原理工作的。

（3）将发光体“ $F$”从图示位置向右移至 $A$点，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向　　移动。

（4）当光屏上呈现清晰的像时，保持发光体“ $F$”和凸透镜位置不变，取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，你可观察到的现象有　　。

在“研究凸透镜成像规律”的实验中。

（1）某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图甲所示，此时所成的是倒立　　的实像。

（2）若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到　　厘米刻度处。

（3）实验一段时间后，原来成在光屏中央的像“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有　　。

①光屏上移一段距离

②蜡烛下移一段距离

③透镜下移一段距离

（4）研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正。图乙中，小敏给透镜 $A$戴上“眼镜”（凸透镜 $B)$，光屏上刚好出现清晰的像，摘下“眼镜”后，光屏上的像变模糊，如图丙所示。若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向　　（选填“靠近”或“远离” $)$透镜方向移动一段距离。

实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律，当三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像，回答下列问题：

（1）光屏上像的性质为　　。

（2）关于本实验中得到的像在生活中的应用，举一个例子　　。

（3）从图中读出物距为　　 $\mathit{cm}$，并推算出焦距为　　（选填字母）。

$A$． $f<15\mathit{cmB}.15\mathit{cm}<f<20\mathit{cm}$    $C$． $f>30\mathit{cm}$

（4）如果保持蜡烛与凸透镜的位置不变，撤去光屏，是否仍然成像？　　。

在焦距为 $5\mathit{cm}$、 $9\mathit{cm}$和 $15\mathit{cm}$的凸透镜中选择一个放置在如图所示的位置，将蜡烛、光屏分别置于光具座上透镜两侧，调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在　　；若将蜡烛放置在 $A$点通过三个凸透镜都能在光屏上成像，则焦距为　　 $\mathit{cm}$的透镜所称的像最大，若在 $\mathit{BC}$间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，则实验中所用透镜的焦距可能是　　 $\mathit{cm}$。