初中物理凸透镜成像规律及其探究实验实验题

某同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。

（1）用焦距为10cm的凸透镜进行实验，蜡烛和凸透镜放置在如图甲所示的位置，将光屏移动到图示位置时，光屏上得到烛焰清晰的、 　    　、 　    　立的实像。

（2）保持凸透镜和光屏的位置不变，换用焦距为20cm的凸透镜继续实验，下列说法正确的是 　    　（填序号）。

A．	①向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
B．	②向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
C．	③向右移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
D．	④无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像

（3）如图乙所示，F表示凸透镜的焦点，S表示烛焰，S′表示S经凸透镜所成的像，请在图乙中画出入射光线SA经过凸透镜之后的光线。

小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等．
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一________上．
（2）该实验应使凸透镜成实像，那么凸透镜成实像的条件是：物距_________焦距．
（3）记录的实验数据如下表．从表中数据可得透镜焦距为_________cm，请在图2方格纸上画出像距与物距的关系图象．


（4）小明得出探究结论后，又用上述器材做了一个实验．把蜡烛放在光具座上的0刻线处，凸透镜放在17cm刻线上，如图1所示．移动光屏在a位置找到像，则可由所作图象2得a位置大致在________cm刻度处．
（5）小明把发光二极管组成的T字母（设“其实际大小即如题中字符尺寸”所示）代替蜡烛，在不移动图1中各元件位置的情况下，光屏上所成像形状是  （在横线上画出所成像的大致形状）．
（6）小华提出疑问，当蜡烛成倒立的像时，左右是否也颠倒呢，小张说道，只要将T型灯管换成________型灯管即可。
（7）港北物理兴趣小组在此实验基础上又进一步探究了利用透明橡皮膜、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，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像”，如图所示．

首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将 （选填“偏离”或“偏向”）主光轴．如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度  （选填“会”/“不会”）改变.在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是               ．
（8）如图乙所示，液体透镜被安装在光具座上，不断改变液体透镜凸起程度，调节蜡烛、光屏位置，使得每次在光屏上得到等大的像，发现随着液体透镜越凸，蜡烛和光屏的距离就越近，说明透镜的凸起程度越大焦距            （越大/不变/越小）。
（9）有同学提出该种透镜对光的会聚能力是否与液体的种类有关呢？请你帮助设计实验，写出简易步骤，并判断。
步骤 ：                                                                 
                                                                        
判断 ：                                                                 

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“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）由图甲可知，该凸透镜的          是15.00cm。
（2）实验前，在摆放凸透镜、蜡烛和光屏时要求三者的中心在同一水平高度，同时注意将       （填“凸透镜”、“蜡烛”或“光屏”）摆放在另外两个元件的中间。
（3）如图乙所示，若想在光屏上（光屏未画出）得到烛焰清晰放大的实像，则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四个位置中的__________位置。

（4）通过实验小明明白了照相机的成像原理，一次他在给兄弟班级照毕业像时，发现两旁还有同学没有进入观景框内，他应将照相机        (填“靠近”或“远离”)被拍照的同学，这样才能在观景框内看到全班同学清晰的画面。
（5）小明进一步学习知道了眼球的成像原理。一束来自远处的光经眼球的角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜       （填“前”或“后”），这就是近视眼，矫正方法是戴一副由     （填“凸”或“凹”）透镜片做的眼镜。

在用焦距为10cm的凸透镜来探究成像规律的实验中。
（1）如图所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。其目的是使像成在              。

（2）当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、_________(选填“放大”或“缩小”)的实像。
（3）把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜。给“眼睛”戴上远视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下远视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏___________(选填“远离”或“靠近”)凸透镜。
（4）若保持蜡烛的位置不动，把凸透镜从距离蜡烛一倍焦距处向蜡烛移动2cm，可以从           （填“光屏一侧”或“蜡烛一侧”）通过凸透镜观察到蜡烛正立、      的虚像，       就是利用了这一成像规律。

在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1所示，实验前要先调节烛焰、凸透镜和光屏，使三者的中心            ．
（2）点燃的蜡烛分别放在a、b、c、d四个不同的位置，如图2所示，其中蜡烛放在  点时，光屏上得到的像最小；放在  处得到的正立的虚像；在    处的成像规律是投影仪的原理。

（3）物体从b点沿主光轴移到c点，物体的像将变       （填“大”或“小”）
（4）试验时，蜡烛随着燃烧而变短，光屏上的像向     （选填“上”或“下”）移动；
（5）当物体放在a点时，遮住凸透镜的上面一半，则物体像的大小将变       （选填“大”、“小”或“不变”）
（6）若某次实验在光屏上出现一个缩小的像时，测得光屏到凸透镜的距离为30cm，则当物体距离凸透镜20cm时，下列哪一项是正确的。
A 光屏上一定会出现一个放大的像    B 光屏上可能不会出现像
C 光屏上可能出现一个缩小的像      D 都有可能
（7）照相机的镜头相当于一个凸透镜，如图3是我国海监人员正在用一台可变焦距的相机拍摄钓鱼岛，如果要让像更大一些，镜头焦距应该调得       （选填“较大”或“较小”）．

如下图所示是小明同学探究“凸透镜成像的规律”实验装置。(已知凸透镜的焦距为15cm)

(1)实验装置中明显错误的是烛焰、凸透镜和光屏三者的中心              ，因而导致光屏上接收不到烛焰的像。
(2)小明调整好装置后，物距如上图所示，光屏上所成的像是倒立、      的实像，这种成像规律在实际中的应用有(请举出一例)              。若将蜡烛向左移动一些，调节光屏，当光屏上再次得到清晰的像，像的大小将        （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
(3)如果保持透镜的位置不变，将蜡烛移到装置图中20cm处，在光屏上     (填“能”或“不能”)承接到像，这是因为                                      。

在探究凸透镜成像的实验中，

甲                          乙                      丙
（1）小明同学将凸透镜对着太阳光，调整凸透镜和白纸间的距离，直到太阳光在白纸上会聚成一个最小、最亮的点，如图甲所示，这一操作是为了    。
（2）接下来，小明将器材组装成图乙，其中明显还需要调整的一个器材是    。调整后恰好能从光屏上观察到倒立、    （选填“缩小”或“放大”的实像，该成像特点可作为    的原理（选填“照相机”或“电影放映机”）．
（3）实验一段时间后观察到光屏上出现如图丙所示的情况，为得到完整的像，他可将凸透镜向    调节；
（4）小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜．结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像．由此可见，这只眼镜是    （填“凸”或“凹”）透镜，戴这种眼镜人的眼睛的缺陷是    （选填“近视”或“远视”）．

小明在“探究凸透镜成像规律”的实验时：
（1）他把凸透镜正对着太阳光，在白纸上得到一个亮点F，用直尺进行测量的情况如图甲所示，则凸透镜的焦距是_______    ；
（2）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙所示，其中明显还需要调整高度的是_______  ，调整后恰好能从光屏上观察到倒立、_______  （选填“放大”或“缩小”）的实像，该成像特点可作为_______       的原理（选填“照相机”或“投影仪”）；

（3）小明将蜡烛稍靠近凸透镜，光屏上的像变模糊，他采用的方法是：适当移动光屏远离凸透镜，再次在光屏上得到清晰的像，则像将______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若不移动光屏，在蜡烛和凸透镜之间放一个焦距大小合适的_________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）也能使光屏上的像变清晰。
（4）小明同学最近感觉视力下降，他去看医生时，医生用如图所示的示意图为他讲解视力下降的道理。由图可知，他的右眼已____________（选填“近视”或“远视”），应佩戴____________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）矫正视力。

小明同学在探究凸透镜成像的实验中
（l）将一束平行光射向凸透镜，得到如图甲所示的光路图，则该透镜的焦距为          cm。
（2）如图乙是小明“探究凸透镜成像规律”的实验装置图：如果你是他的合作者，请你帮他指出该装置中的两处错误：
①                              ；②                            ．
（3）错误改正后，小明将凸透镜固定在50 cm处，小明将点燃的蜡烛放在10 cm处，移动光屏，在屏上得到清晰的倒立、       的实像。
（4）小明继续将点燃的蜡烛靠近凸透镜，当烛焰移至35cm 处，移动光屏，在屏上得到清晰的倒立、    的实像，    （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）应用这一原理制成．
（5）小明在实验中发现：当物距在不断的减小的过程中，成像性质发生改变的两个转折点是
                         和_____________________。
（6） 小明仔细观察光具座，发现它所标最大刻度是100㎝，他手边现有焦距分别为10㎝，30㎝，40㎝的凸透镜，你认为选择焦距为           的凸透镜比较合适。
（7）在做完凸透镜成像实验后，小明把图丙中的凸透镜看作眼睛的晶状体，        看作是视网膜．给凸透镜“戴”上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像．若“取下”近视眼镜，为使光屏上的像清晰，在保持烛焰和透镜位置不变的条件下，应将光屏      透镜（选填“远离”“靠近”）。图丁所示的四幅图中，表示远视眼成像情况的图是        ，远视眼校正后成像情况的图是    。

小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏、光具座探究凸透镜成像规律：

（1）如图a可知，该凸透镜的焦距是  cm．
（2）如图b所示，若在光屏上（光屏未画出）能得到清晰放大的烛焰的像，则蜡烛可能置于凸透镜左边a、b、c、d四点中的  点上（P是该凸透镜的2倍焦距处），此成像特点在生活中的应用为  。
（3）通过实验，小明发现蜡烛离凸透镜越远，光屏上得到的清晰像越  （大/小）。将蜡烛向凸透镜的焦点移近到某一位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应  凸透镜（靠近/远离），此时在光屏上成的清晰像是  的（倒立/正立）。
（4）实验中，光屏上已成清晰的、缩小的像，此时小明固定蜡烛和凸透镜，在蜡烛和凸透镜间放上自己所配戴的近视眼镜，若仍要在光屏上成清晰的像，则需将光屏向  （靠近/远离）凸透镜的方向移动，此时所成的清晰像为  像（实/虚）。

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“探究凸透镜成像规律的实验”中，将蜡烛、焦距等于10cm的凸透镜（固定在50cm处）、光屏放在光具座上，如图甲所示：

（1）点燃蜡烛，调节_______、凸透镜和光屏三者的中心大致在_______。
（2）将蜡烛放在A点，光屏在B位置上，为了找到清晰的像，应将光屏向_______（填“左”或“右”）移动．
（3）依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的像．记录的数据如表．

次数	1	2	3	4	5	6
物距（cm）	40	35	30	25	20	15
像距（cm）	13.5	14	15	16.7	20	30

①在1﹣4次实验中，所成的像为倒立、_______的实像（填“放大”或“缩小”）．
②第6次的像比第5次的像_______（填“大”或“小”）．
（4）将蜡烛放在C点，观察到烛焰的正立、放大的虚像后，若希望看到更大的虚像，应将蜡烛向____________（填“左”或“右”）移动．
（5）实验时，蜡烛随着燃烧而变短，光屏上的像将向______（选填“上”或“下”）移动，应将光屏______（选填“上”或“下”）调节。
（6）把图甲中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜．给“眼睛”戴上远视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像，如图乙所示．若取下远视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏___________(选填“远离”或“靠近”)透镜．

同学们利用如图装置探究凸透镜成像规律．

(1)为了使烛焰的像成在光屏中间，应调整烛焰，凸透镜和光屏的高度，使它们中心大致在_________．
(2)甲组同学当调整好高度，固定好蜡烛和凸透镜的位置后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你分析其中的原因(写出两个)：
①_________；②_________．
(3)乙组同学当调整好高度，固定好蜡烛和光屏的位置后，无论怎样移动凸透镜都不能在光屏上得到像，其原因是：_________．
(4)调节三者的位置，在光屏上得到倒立、缩小的像，保持凸透镜位置不变，当蜡烛逐渐远离凸透镜，则光屏应_________(填“远离”或“靠近”)凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像．

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。