初中物理凸透镜成像的应用实验题

如图所示，一生一熟两个鸡蛋，一起放入装有水的烧杯中，往水中边加盐边搅拌，观察到原来都沉底的鸡蛋有一个先浮出液面。

（1）为了探究先浮出液面的是生鸡蛋还是熟鸡蛋，小东先用电子秤称出一个生鸡蛋的质量为        g（如图），将这一鸡蛋煮熟冷却后再称出其质量为56.40g。通过测量还发现鸡蛋煮熟后体积几乎不变，说明鸡蛋煮熟后的平均密度        （填“变大”、“变小”或“不变”）。由此可判断：先浮出液面的是        鸡蛋，此鸡蛋未露出液面的上浮过程中，受到的浮力          （填“大于”、“小于”或“等于”）重力。
（2）图中，从烧杯侧面观察水中的鸡蛋，所看到的是鸡蛋正立的（    ）

A．放大的虚像	B．放大的实像
C．等大的虚像	D．等大的实像

（3）为测出鸡蛋的体积，小东进行如下操作：
①用电子秤称出空烧杯的质量m₁；
②将溢水杯装满水，把鸡蛋轻轻放入溢水杯中并用烧杯接住溢出的水；
③用电子秤称出烧杯和溢出的水的总质量m₂。
则鸡蛋体积的表达式V＝                   （水的密度用ρ_水表示）。

某同学在“研究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物距u和像距v之间关系的图象，如图所示．

(1)该凸透镜的焦距是        cm；
(2)把物体从距凸透镜30cm处移到15cm处的过程中，像距逐渐变        ；(选填“大”或“小”)

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　　 $\mathit{cm}$。

某实验小组用一凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验，进行了以下实验步骤：
（1）将凸透镜正对太阳，在另一侧移动光源，距凸透镜10cm处，光屏接收到一个最小、最亮的光斑，由此可知，该凸透镜的焦距为________________cm．
（2）如图所示，将光具座上点燃的蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心调节在________________，移动光屏始终找不到像，这是因为透镜与蜡烛的距离10cm所致（选填“大于”、“等于”或“小于”），应将蜡烛向________________（选填“左”或“右”）移动一段距离后，才能在光屏上得到烛焰清晰的像．
（3）把蜡烛移动到B处，移动光屏可得到________________的像（选填“放大”或“缩小”）．再将蜡烛移动到A处，并移动光屏可得到________________的像（选填“放大”或“缩小”），此时光屏与透镜的距离________________10cm（选填“大于”或“小于”）．

小明同学用一个焦距为 $10.0\mathit{cm}$的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，他需要将烛焰、透镜和光屏三者的中心调整在　　，使像成在光屏中央。当蜡烛与凸透镜位置如图时，成倒立、　　（选填“放大”、“等大”或“缩小” $)$的实像，生活中的　　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜” $)$就是利用了这样的成像原理。

小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验。

（1）前面学过，物体离照相机的镜头比较远，成缩小的实像；物体离投影仪的镜头比较近，成放大的实像；物体离放大镜比较近，成放大、正立的虚像。据此小明提出的问题是，像的虚实、大小，正倒跟　　有什么关系？

（2）如图甲，小明让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 $f=$　　 $\mathit{cm}$。

（3）小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镜放在光具座刻度 $50\mathit{cm}$位置处不变，把蜡烛放在刻度 $10\mathit{cm}$处，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是　　（选填“照相机”、“放大镜”或”投影仪” $)$

（4）如图丙所示是小明通过实验得到的凸透镜成像时的像距 $v$和物距 $u$关系的图像，由图像可知成实像时物距逐渐减小，像距逐渐　　。当 $u>2f$时，物体移动速度　　（选“大于”、“小于“或“等于” $)$像移动的速度，当 $f<u<2f$时，物体移动速度　　（选填“大于”，“小于”或“等于” $)$像移动的速度。

在"探究凸透镜成像规律"实验中，所用的凸透镜的焦距是 $10\mathit{cm}$ 。

（1）为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到同一 　　。

（2）实验中，当烛焰、凸透镜和光屏三者位于如图所示的位置时，光屏上呈现出烛焰的像是 　　（填"放大""等大"或"缩小" $)$ 的，这种成像规律在实际中的应用是 　　（写一种）。

（3）若已在光屏上成清晰的像，此时用纸板挡住凸透镜的下半部分，则所成的烛焰的像为 　　（填"不完整的像""亮度相同的完整像"或"亮度稍暗的完整像" $)$ 。

小明在探究“凸透镜成像规律”时，所用凸透镜的焦距是10cm。
（1）他将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无如何移动光屏总找不到像，其原因可能是_________________________________。（写出一种即可）
（2）调整好后，当蜡烛与凸透镜的距离为36cm时，可在光屏上得到倒立________的实像；再将蜡烛向凸透镜靠近一些，要获得清晰的实像．光屏应_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。

小雯用自制的水凸透镜（当向水凸透镜里注水时焦距变小，抽水时焦距变大）来探究“凸透镜成像规律”。

（1）如图甲所示，让一束平行于主光轴的光射向水凸透镜，在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则此水凸透镜的焦距为　        　 $\mathit{cm}$

（2）小雯将蜡烛、水凸透镜和光屏调整至图乙所示的位置时，光屏上出现清晰的烛焰像，此像的性质是倒立、　      　的实像，小雯接着在蜡烛和光屏位置都不变的情况下，将水凸透镜移至光具座　　       $\mathit{cm}$刻度处，再次得到清晰的烛焰像。然后，小雯利用注射器从水凸透镜中向外抽少许水，光屏上原来清晰的像变得模糊不清，小雯要想重新得到清晰的烛焰像，在蜡烛和水凸透镜的位置都不变的情况下，应将光屏向　       　（选填“远离”或“靠近”）水凸透镜的方向移动。

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　　。

在做“观察凸透镜成像”的实验中，保持凸透镜的位置不动，先后把烛焰放在如图所示的A.B.C.D.e各点，并分别调整光屏的位置，那么：

（1）把烛焰放在      点时，屏上所成的像最大。
（2）把烛焰放在      点时，屏上所成的像最小。
（3）把烛焰放在           点时，无论怎样调整光屏的位置，都不能接收到像，眼睛无论如何也看不到像。
（4）把烛焰放在         点时，可以用眼睛观察到放大、正立的像。

小文和同学们到实验室探究光学实验：

（1）在“探究平面镜成像特点”的实验中，如图甲所示，小文选取了两个外形相同的蜡烛 $A$和 $B$，将蜡烛 $A$放在薄玻璃板前点燃，小文应在蜡烛　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$的一侧观察，同时移动蜡烛 $B$，使它和蜡烛 $A$的像完全重合，这样在确定像的位置的同时也证明平面镜成像时像和物的大小　　；

（2）将蜡烛向右移动，重复上述实验过程，会发现：物体靠近平面镜时，所成像的大小　　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$；

（3）在老师启发下，小文将玻璃板换成凸透镜，将蜡烛 $B$换为光屏、“探究凸透镜像规律”的实验，如图乙所示，观察到光屏上呈现清晰，等大的像，则该凸透镜的焦距为　　 $\mathit{cm}$；

（4）小文把蜡烛移动到光具座 $33\mathit{cm}$刻度线处，发现光屏上的像变得模糊，要使像变晰，光屏应向　　（选填“左”或“右” $)$适当移动、此时光屏上的像是倒立　　的实像；

（5）在上述（4）操作的基础上，老师取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，小文发现当光屏向左移动适当距离后像又清晰，由此可知，老师的视力情况属于　　（选填“近视”“远视”或“正常）。

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。

安安和康康在老师指导下完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，实验所用凸透镜的焦距为 $f=10\mathit{cm}$。他们把凸透镜固定在光具座上 $50\mathit{cm}$处，调节蜡烛的烛焰与凸透镜和光屏的中心在同一高度。

（1）如图甲所示，若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像，光屏在　　（选填“ $50\mathit{cm}~60\mathit{cm}$”、“ $60\mathit{cm}~70\mathit{cm}$”或“ $70\mathit{cm}~100\mathit{cm}$” $)$范围内移动。

（2）他们保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在 $30\mathit{cm}$刻度线处，调整光屏到透镜的距离，则在光屏上看到烛焰　　（选填“放大”、“缩小”或“等大” $)$倒立的像。

（3）他们想模拟投影仪的成像原理，康康应在步骤（2）的基础上将蜡烛向　　（选填“靠近”或“远离” $)$凸透镜的方向移动时调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成清晰的像。

（4）他们保持凸透镜的位置不变，同时取下光屏，直接用眼睛观察凸透镜成像的各种情况。康康移动蜡烛使它从零刻度线处逐渐靠近凸透镜，同时安安从透镜的右侧透过透镜观察烛焰的像，如图乙是安安整理并记录看到的像的情况，根据你所学的知识，判断最先看到的像的编号是　　（选填代表像编号的数字）。

（5）请在图丙中完成从烛焰发出的一束光通过透镜的光路。

如图所示，是某物理实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究凸透镜成像规律的实验装置．

（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛后，发现无论怎样移动光屏都找不到蜡烛的像，其原因可能是____________。
A、光屏、凸透镜和蜡烛的中心不在同一高度        
B、物距小于透镜的一倍焦距
C、蜡烛在透镜的两倍焦距处                      
D、蜡烛在透镜的焦点上
（2）如果凸透镜焦距为10cm，当透镜到蜡烛的距离为15cm时，移动光屏，在光屏上可得到倒立的　________　的实像．
（3）当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到　________。
A、蜡烛像的下半部分                      
B、蜡烛像的上半部分
C、蜡烛完整的像，像的亮度变暗            
D、蜡烛完整的像，像的亮度不变．