初中物理凸透镜成像的应用实验题

小明在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图所示，a，b，c，d，e是主光轴上的五个点，F点和2f点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距处。在a，b，c，d，e这五个点中
 
（1）把烛焰放在       点上，可以成倒立、缩小的实像。
（2）把烛焰放在        点上，所成的像最小。
（3）把烛焰放在        点是属于放大镜的原理。
（4）把烛焰放在        点是属于投影仪原理。

（6分，每空2分）小明在家里拿爷爷的放大镜做实验，第一次小明通过放大镜看到书上的字如图甲所示，此时他看到的是字的        像；第二次小明通过放大镜看到书上的字如图乙所示，这是他看到的是字的       像（以上两格填“实”或“虚”）；从图甲到图乙的变化过程中，放大镜是逐渐          （填“靠近”或“远离”）书本的。

在探究凸透镜成像规律的实验中
（1）如图所示，小明同学为了测出凸透镜的焦距，让一束平行光正对凸透镜照射，直到光屏上出现一个最小、最亮的 光斑，由此可以测出凸透镜的焦距为      cm．

（2）在实验时，小明用该凸透镜观察小红的眼 睛，看到小红的眼睛如下图所示，要看到如图A的情形，物距应该满足的条件是     ，要看到如图B的情形，物距应该满足的条件是     ．

A．小于10cm	B．大于10cm且小于20cm
C．等于20cm	D．大于20cm

（3）小明将蜡烛、凸透镜和光屏安装在光具座上如下图所示，要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向    （填“上”或“下”）调整．

（4）在实验中已得到清晰的实像，当用黑色硬纸片遮位透镜的上半部分，则所成的像是   的（填“完整” 或“不完整），且亮度变暗．
（5）烛焰成虚像时，人眼应该从    一侧向透镜方向观察。（选填“烛焰”、“光屏”）．

小静同学用焦距为10cm的凸透镜做实验，实验装置如图所示，在实验过程中凸透镜位置保持不变，请你根据所学知识完成下列填空。

（1）改变蜡烛位置，使其位于35cm刻度线处，移动光屏，烛焰在光屏上成倒立、    的实像。（选填：“放大”、“等大”或“缩小”） 
（2）改变蜡烛位置，使其位于45cm刻度线处，再移动光屏，在光屏上          成像。（选填：“能”或“不能”） 

在下图中，凸透镜焦距为lO厘米，为了找到像的位置，光屏应在光具座的____________厘米刻度范围内移动(选填“60-70”或“大于70”)；保持透镜位置不变，当蜡烛在45厘米刻度处时，移动光屏，________在光屏上成像(选填“能”或“不能”)。

实验桌上有A、B两个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为10cm，凸透镜B的焦距为50cm。光具座上标尺的刻度范围如图所示。小华想探究凸透镜成实像的规律，应选用____凸透镜（选填“A”或“B”）。某次实验时，他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处，然后移动光屏，直到光屏上呈现烛焰清晰的像（位置如图所示），则该像的特点是倒立、_______的_____像，像距为________cm。

在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明按如图甲所示的装置进行实验，依次改变蜡烛的位置，移动光屏直到找到清晰的像．记录的数据如下表．

实验次数	1	2	3	4	5
物距/cm	50	40	30	24	21.4
像距/cm	21.4	24	30	40	50
像的大小变化	→逐渐变大

（1）由表可知，该凸透镜的焦距为         cm．
（2）第2次实验在光屏上所成的像是倒立、     的实像．生活中应用了凸透镜这一成像规律而制成的物品有           （请举一例）．
（3）实验结束后，小明试着调节如图乙所示的投影仪．如果要使屏幕上得到更大的清晰的像，他应将投影仪远离屏幕，并           （选填“增大”或“减小”）镜头与投影片的距离．

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” $)$。

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。

小明在做“探究凸透镜成像规律”实验中，发现像高与焦距、物距之间有一定的关系，为进一步探究，他将 $5\mathit{cm}$高的发光体作为光源，取两个焦距不同的凸透镜进行实验。实验时记录的几组数据如下：

实验次数	焦距 $f/\mathit{cm}$	物距 $u/\mathit{cm}$	像距 $v/\mathit{cm}$	物高 $l/\mathit{cm}$	像高 $h/\mathit{cm}$
1	$f_1$	35	14	5	2
2		30	15	5	2.5
3		20	20	5	5
4		15	$A$	5	$B$
5	5	30	6	5	1
6		15	7.5	5	2.5
7		10	10	5	5
8		6	30	5	25

分析表中数据可知：

（1）焦距 $f_1$为　　 $\mathit{cm}$，表格中 $A$处数据应为　　 $\mathit{cm}$。

（2）物距 $u$、相距 $v$、物高 $l$、像高 $h$之间的具体关系为： $\frac{h}{l}=$　　（用字母表示），表格中 $B$处数据应为　　 $\mathit{cm}$。

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　　 $\mathit{cm}$。

小明用焦距为 $15.0\mathit{cm}$ 的凸透镜探究凸透镜的成像规律，当各器材位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像。

（1）实验前，应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 　　。

（2）此时烛焰的成像特点与 　　（选填"照相机"、"投影仪"或"放大镜" $)$ 的成像特点相同。

（3）实验时，若一只苍蝇落在了凸透镜上，光屏上 　　（选填"有"或"没有" $)$ 苍蝇的像。

（4）小明将一副远视眼镜的镜片放在蜡烛与凸透镜之间且靠近凸透镜的地方。若保持光屏的位置不变，仅将蜡烛向 　　移动适当距离，光屏上即可重新承接到烛焰清晰的像。

康巴什是全国首个以城市景观命名的国家 $4A$级景区，来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片，如图甲，感觉有点小，更换镜头站在原地又拍了一张，如图乙。两次像的大小不同是何原因呢？他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的，为此，返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究：

（1）如图丙，他先将 $f=10\mathit{cm}$的凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$刻度处，再将蜡烛放在 $10\mathit{cm}$刻度处，移动光屏直到成清晰的像，此时光屏应在　           　刻度范围内。

（2）基于实验目的，接下来他换用 $f=5\mathit{cm}$的凸透镜仍固定在 $50\mathit{cm}$刻度处，保持蜡烛位置不变，移动光屏找到最清晰的像，此像大小比（1）中所成的像　                　。

（3）依据（2）问的结论，他又联想到望远镜的物镜（凸透镜）和目镜（凸透镜）的焦距大小也不同，为了尽可能成更大更清晰的像，则 $f_{物}$　    　 $f_{目}$，若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，此时所成像的大小　     　不换位置时所成像的大小（均选填“ $>$”“ $<$”“ $=$”）。

小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为 $15\mathit{cm}$。

（1）如图甲所示，移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是图乙中的　    　，利用此原理可以制成　     　。（选填“照相机”、“幻灯片”、“放大镜”）

（2）小明把蜡烛依次放在 $A$、 $B$位置，在坐标纸上记录了光屏上像的大小。如图丙所示 $(A\text{'}$、 $B\text{'}$分别表示蜡烛在 $A$、 $B$处所成的像）。跟同学们交流后发现：

①成倒立放大像的条件是　      　

②成实像时，物距减小，像距　       　

（3）保持凸透镜位置不动，小明又把蜡烛放在距凸透镜 $18\mathit{cm}$处，在光具座上无论怎样移动光屏，都找不到清晰的像，原因可能是　       　。聪明的小明拿起一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜处，在光具座上移动光屏，光屏上出现了清晰的像，则小明拿起的眼镜是　      　。（选填“近视镜”或“远视镜”）

如图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置，小明通过实验得到了如表所示的实验数据，请回答下列问题：

物距 $u\left(\mathit{cm}\right)$	60	50	35	30	20	19	18	17	16	15	14	12
像距 $v\left(\mathit{cm}\right)$	12	12.5	14	15	20	21.1	22.5	24.3	26.7	30	35	60

（1）根据表可知凸透镜的焦距 $f=$　        　 $\mathit{cm}$。

（2）当 $u=25\mathit{cm}$时，像距 $\nu$应该在　       　（选填“ $15-16$”、“ $16-17$”、“ $17-18$“、“ $18-19$”或“ $19-20$” $)\mathit{cm}$范围内；当 $u=60\mathit{cm}$时，光屏上成　         　（选填“放大”或“缩小”）的像，此种成像原理可以制成什么光学仪器？　         　（选填“照相机”或“投影仪“）；此时，用遮光板遮住 $\mathit{LED}$光源的一部分，光屏上的像相比原来的像会　        　（选填“变暗”“缩小”或“不完整”）。

（3） $\mathit{LED}$光源的高度 $h=10\mathit{cm}$，小明经过认真测量，得到像高 $h\text{'}$与物距 $u$的数据，如图2所示，请在图中画出 $h\text{'}$与 $u$的关系图象。