初中物理凸透镜成像的应用实验题

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。

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：　　。

（1）如图所示，光会聚于b点，在虚线区域内放甲透镜后，光会聚于主光轴MN上的a 点；在虚线区域内换放乙透镜后，光会聚于主光轴MN上的c点．现在小明想进一步探究凸透镜成像的特点，他应选择          （选填“甲”或“乙”）透镜。
小明选择好凸透镜后在光具座上进行实验：

（2）为测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，须调节光屏位置直到在屏上得到一个            的光斑．图甲是调节完成的状态，该透镜的焦距f=         cm；
（3）小明按图乙组装好实验装置。在只移动透镜的情况下，他发现都不能在光屏上成清晰的像。由此，你猜想造成上述现象的原因是                         ；
（4）如图丙所示，蜡烛在光具座上A处时，可在B处的光屏上成一清晰的像，所成像为        、        的实像．若把蜡烛从A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向      （选填“左”或“右”）移动。
（5）小明和其他同学继续利用凸透镜和蜡烛进行成像实验．从各组汇报数据中发现，当物距均为20.0cm时，有两个小组所测像距分别为16.0cm、24.0cm，与理论像距20cm相比偏差较大．若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：

在上图中，光屏上所成清晰的像应是倒立   的实像（选填“缩小”、“等大”或“放大”），该实验现象可以说明    的成像特点（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。该凸透镜焦距可能为     厘米（选填“10”、“12”、“15”），保持透镜位置不变，当蜡烛向左移动时，应将光屏向     移动才能再次得到清晰的像（选填“左”或“右”）。

探究"凸透镜成像规律"的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上的A、O、B位置，在光屏上得到的清晰的烛焰的像，如图所示．

（1）将凸透镜向_____移动，可以使烛焰的像清晰地成在光。
（2）此时所成的像是倒立、______的实像。(填"放大"、“等大”或"缩小")。

如图所示：在利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示．当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L．小华推断，凸透镜的焦距一定大于L．

(1)你认为小华的推断对吗?答：                    。
(2)小华为了检验自己的推断是否正确，可将手上的凸透镜向下方的纸张移近了一些，若观察纸上呈现的光斑（选填“变大”“先变小后变大”“变小”）则自己的推断是正确．
小明在用焦距为10cm的凸透镜来探究其成像规律的实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，
(3)当烛焰、凸透镜位于图甲中刻度对应的位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、_____(选填“放大”或“缩小”)的实像．此时所成的像与_______所成的像性质相同(填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)．
(4)对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的一个像距，但从各组汇报数据中发现，物距均为12.00cm时，有三个小组所测像距分别为23.00cm，24.00cm，26.00cm．若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是_____．
(5)实验一段时间后，发现蜡烛渐渐变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向_____移动．(填“上”或“下”)
(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”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像，如图乙所示．若取下近视眼镜，为使光屏上得到清晰的像，应将光屏_____(选填“远离”或“靠近”)透镜．
(7)蜡烛成完整像时，如果用白纸将凸透镜的上半部分挡住，则光屛上（选填“能”或“不能”）成烛焰完整的像。

在“观察凸透镜所成的像”的实验中，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在下图中的a、b、c、d、e各点，同时调整光屏的位置，那么：

(1)把烛焰放在________点，屏上出现的像最小；
(2)把烛焰放在________点，屏上出现的像最大；
(3)把烛焰放在________点，屏上不出现像；
(4)如果把烛焰从a点移到b点，像到凸透镜的距离________，像的大小________．(填“变大”“变小”或“不变”)

小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论。请你将空缺部分补充完整。

实验序号	物距μ/cm	像距ν/cm	像的性质
1	30	15	倒立、缩小的实像
2	25	16.7
3	20	20	倒立、等大的实像
4	15		倒立、缩小的实像
5	5		正立、放大的虚像

⑴将一束平行光射向凸透镜，得到如图所示的光路图。则该透镜的焦距为     cm。
⑵将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在       。
⑶按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中。
①表中实验序号2中像的性质为      、       、        。
②当烛焰从远处向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向       （填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。
③表中实验序号4中像距为       cm
⑷实验中，某同学在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，如下图所示(P点是2倍焦距处)，你解决的方法是                               。
⑸再把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放大的虚像，要想看到这个像，应从图中的       （填“C”或“D”）箭头所示的方向去观察。

⑹当两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于右图所示的位置时，光屏上C、D两处会得到清晰缩小的像，用一厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏上     ___（填“C”或“D”）处仍能得到一个清晰的像。