初中物理凸透镜成像规律及其探究实验实验题

如图所示是“探究凸透镜成像”实验的装置。实验时，先调节烛焰、凸透镜，光屏三者的中心大致在同一高度上，然后不断改变蜡烛到凸透镜的距离，并移动光屏的位置，得到的实验数据如表。

实验序号	物距 $\left(\mathit{cm}\right)$	像距 $\left(\mathit{cm}\right)$	像的性质
			正倒	大小	虚实
1	40	13.3	倒立	缩小	实像
2	30	15	倒立	缩小	实像
3	20	20	倒立	等大	实像
4	15	30	倒立	放大	实像
5	12	60	倒立	放大	实像
6	10		不成像
7	8		正立	放大	虚像
8	4		正立	放大	虚像

（1）图甲中所示的实验操作目的是什么？

（2）实验过程中，观察到随着蜡焰位置的变化，像的变化有两个转折点，分析表中数据据认为这两个转折点的位置在何处？它们分别是像的哪种变化过程的转折点？

小金在实验室利用光具座研究凸透镜成像的规律。

（1）当小金将三个元件移动到图示位置时，光屏上出现了清晰的像，请你根据此现象回答下列问题：光屏上像的性质为　　，并推算出焦距为　　厘米。

（2）保持蜡烛和凸透镜位置不变，小金换了个凸透镜继续实验，并使透镜光心、蜡烛焰心和光屏中心三者高度相同，但在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法在屏上成像（光具座足够长），请你帮助小金分析产生此现象的原因　　。

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，装置如图所示。

（1）实验过程中，当蜡烛距凸透镜 $18\mathit{cm}$时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是　 $\mathit{cm}$；

（2）当蜡烛距离凸透镜 $30\mathit{cm}$时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的像，日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$。要使烛焰在光屏上所成的像变大，保持透镜的位置，同时将光屏　　（选填“靠近”或“远离” $)$透镜，直至得到清晰的像；

（3）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分，则光屏上的像　　

$A$、只出现烛焰像的下半部分

$B$、只出现烛焰像的上半部分

$C$、像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了

$D$、出现烛焰完整的像，但像变小了

（4）该同学多次实验后发现，当光屏上呈现烛焰清晰的像时，将蜡烛和光屏的位置对调，仍能在光屏上得到一个等大清晰的像，出现这种现象的原因是　　。

小明用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。

（1）实验前，使 　              　在同一水平高度。

（2）当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示位置时，光屏上出现了等大清晰的像，此凸透镜的焦距为 　              　cm。

（3）保持凸透镜位置不动，在（2）实验基础上，想要在光屏上得到缩小清晰的烛焰像，接下来的操作是 　              　。

（4）保持凸透镜位置不动，把蜡烛移到45cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终接收不到像。小明观察到像的方法是 　              　。

小华同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）在如图甲所示的位置上，成的像是等大的倒立的实像。分析实验成像情况可知实验中所用凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$

（2）当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的 $35\mathit{cm}$刻度时，向　　（选填“左”或“右” $)$移动光屏会得到一个倒立、　　的实像；　　就是利用这一成像规律工作的。此时，风一吹，烛焰向左偏，则光屏上成的像向　　偏。

（3）小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况，当人眼看清眼前 $30\mathit{cm}$处的物体时，凸透镜的位置、形状如图乙所示。如果将物体移至眼前 $50\mathit{cm}$处，保持透镜（晶状体）、光屏（视网膜）之间距离不变，则应该换上更　　（选填“薄”或“厚” $)$的凸透镜（凸透镜直径大小相同），才能在光屏上得到清晰的像。

某小组同学利用如图甲所示的装置，做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）为使凸透镜所成的像位于光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在　　上；该实验在光线较　　的环境中进行更便于观察。

（2）小王同学三次在光屏上看到烛焰的像如图乙所示， $A^{\text{'}}$、 $B^{\text{'}}$、 $C\text{'}$分别是烛焰 $A$、 $B$、 $C$在光屏上所成的像。在此之前调节仪器时，曾在光屏上看到窗外景物所成的清晰的像，这个像与图乙中烛焰　　（选填“ $A$ “、“ $B$”或“ $C$” $)$的成像原理相同。当把蜡烛移动到 $M$点时，在光屏上找不到烛焰的像，因为此时烛焰　　（选填“成实像”、“成虚像”或“不成像” $)$。

（3）分析图乙中信息，凸透镜所成的实像都是　　（选填“正”或“倒” $)$立的。蜡烛远离凸透镜时，烛焰所成的像　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜。因此用相机拍照，拍完近景再拍远景时，应将相机的镜头向　　（选填“靠近”或“远离” $)$景物的方向调一些，才能拍出清晰的照片。

小明用同一光源做了以下几个光学实验，请回答下列问题。

（1）实验1：在探究凸透镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，当如图所示，要使像成在光屏中央，应向　     　（选填“上”或“下”）调节凸透镜；调好后，发现光屏上的像与光源等大，则凸透镜的焦距为　      　 $\mathit{cm}$。

（2）实验2：如果利用实验1的装置，光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的遮光板，若还想承接与光源等大的像，光屏应该　      　（选填“左移”、“右移”或“不动”），此时成的像与实验1成的像相比　       　（选填“较亮”、“较暗”或“一样亮”）。

（3）实验3：如果利用实验1的装置，光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板（不考虑玻璃板厚度），在光源一侧透过玻璃板观察，能否在光屏位置看到像：　        　（选填“能”或“否”）；此时成的像与实验1成的像在哪个方面有区别：　        　（选填“正倒”、“大小”或“完整度”）。

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。

小明利用如图（a）所示的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。

（1）实验前，应先将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节到同一水平高度。小明按要求调好后，将蜡烛放在2倍焦距以外，为了能找到凸透镜成像时像的位置，需要对光屏进行的操作是：　                 　，直到光屏上呈现清晰的像。

（2）由于实验时间较长，烛焰的像即将超出光屏的上边缘，这时可以向上移动　     　（选填“蜡烛”“凸透镜”或“光屏”），再次使像呈现在光屏中央。

（3）小明摘下眼镜放到凸透镜前，光屏上呈现清晰的像，如图（b）所示。拿走眼镜，需将光屏向凸透镜方向移动，才能在光屏上再次呈现清晰的像，说明小明戴的眼镜对光有　      　（选填“会聚”或“发散”）作用。此实验中，光屏相当于人眼睛构造中的　       　。

如图所示为某兴趣小组“探究凸透镜成像规律”的情景。

（1）若光屏上清晰像的位置如图所示，为使烛焰的像呈现在光屏中央，应将蜡烛向　　（填“上”或“下” $)$移动；

（2）蜡烛发出的光在光屏上发生了　　（填“镜面反射”或“漫反射” $)$；

（3）为了模拟人眼成像特点，有同学提议将光屏和蜡烛位置互换，你认为可行吗？

答：　　。

（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。

如图所示，在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为 $10\mathit{cm}$ 的凸透镜、点燃的蜡烛和光屏固定在光具座上。

（1）实验时，应先调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心大致在 　　。

（2）当蜡烛和凸透镜的距离如图中所示时，在光屏上成倒立、 　　（选填"放大"、"缩小"或"等大" $)$ 的实像， 　　（选填"投影仪"或"照相机" $)$ 就是利用这一规律制成的。

完成下列两个实验探究：

（1）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小杨同学让蜡烛到凸透镜的距离大于2倍焦距，移动光屏至适当位置，光屏上将会呈现一个倒立、　　（选填“缩小”、“放大”或“不变” $)$的实像，如图1所示，此时的像距为　　 $\mathit{cm}$．生活中的　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$就是应用了这样的成像规律。

（2）小杨同学在“探究海波熔化和凝固特点”的实验中，某时刻温度计示数如图2甲所示，为　　 ${}^{°}\text{C}$；小宇画出了“温度 $-$时间”图象，如图乙所示，由此可知，海波是　　（选填“晶体”或“非晶体” $)$，海波在第 $10\mathit{min}$时处于　　（选填“固态”、“液态”或“固液并存” $)$。

如图所示，这是小浩同学探究凸透镜成像规律的实验装置图。

（1）实验前，小浩需要点燃蜡烛，并调整凸透镜与光屏的高度，使蜡烛火焰与凸透镜的中心、光屏的中心大致在　　；

（2）老师告诉他，凸透镜的焦距是 $10\mathit{cm}$。移动光屏，结果在凸透镜右侧大约 $63\mathit{cm}$处获得了清晰的像。人们运用这条成像规律制造出了　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$

（3）小浩好动且思维颇有创意，他突发奇想，要是把蜡烛与光屏的位置互换，结果会怎样呢？他立即一试，哇塞！太神奇了，光屏上的像依旧十分清晰，只是原来缩小的像变成了放大的像！你能解释一下所成像依旧清晰的原因吗？　　（选填“反射光路可逆”、“折射光路可逆”或“光是沿直线传播的” $)$