2023届九年级中考物理二轮专题复习 凸透镜成像的规律实验探究题(含答案)
1.某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的水透镜,并利用水透镜探究“透镜成像”,如图所示.
(1)图甲中,从形状上可以判别此时的水透镜是 (凹/凸)透镜.研究小组对水透镜中继续注入少许水,发现焦点左移,抽出少许水后,焦点右移;并测得了水透镜的多个焦距值.这一现象说明水透镜的凸出程度越大,水透镜的焦距越 (大/小).
(2)保持蜡烛和水透镜的位置不变,利用甲图装置测量水透镜的焦距,并在乙图中进行透镜成像实验.获得多组数据如下:
实验次数 焦距f/cm 像距v/cm /m﹣1 /m﹣3
1 15.0 80.0 6.7 1.7
2 12.0 30.0 8.3 3.3
3 20.0 5.0
4 8.0 13.0 12.5 7.7
5 5.0 6.7 20.0 15.0
分析表中数据可得,第3次实验时水透镜的焦距是 cm.
(3)当蜡烛靠近凸透镜时,烛焰的像将落在光屏的 (选填“前”或“后”)方.
①若用此实验模拟人眼的调节功能,重新在光屏上得到清晰的像,应该进行的操作是换焦距 (选填“更大”或“更小”)凸透镜.
②若用此实验模拟视力的矫正,可保持光屏位置不动,在原凸透镜前再加一个 (选填“近视眼镜”或“远视眼镜”),就能重新在光屏上得到清晰的像.
(4)某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象,如图丙所示,现把物体放在距凸透镜24cm处,此时所成像的性质与 相同(选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”).
2.宁宁用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”,所用凸透镜的焦距为10cm。
(1)蜡烛和凸透镜的位置如图所示,宁宁将光屏移动到60~70cm之间的某一位置时,光屏上得到一个清晰的像,生活中的 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一规律制成的。此时若将蜡烛和光屏位置对调,光屏上 (选填“能”或“不能”)得到清晰的像。
(2)宁宁把近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间的合适位置,调节光屏的位置,使光屏上得到烛焰清晰的像,此时光在光屏上发生的是 (选填“镜面”或“漫”)反射。取走近视眼镜,保持凸透镜和光屏位置不变,为使光屏上再次得到清晰的像,应将蜡烛 (选填“远离”或“靠近”)凸透镜。
(3)烛焰通过凸透镜成正立的像时,宁宁的眼睛应该在 (选填“蜡烛”或“光屏”)一侧向凸透镜方向进行观察。
(4)实验过程中,蜡烛燃烧逐渐变短,蜡烛对底座的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。为使烛焰的像仍成在光屏的中央,应将凸透镜向 (选填“上”或“下”)调整。
3.如图所示,用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)为了使像成在光屏中央,应调节烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。
(2)如图所示,当蜡烛距离凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上找到一个清晰的倒立、 (填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。在照神相机、投影仪、放大镜中,成像情况与之类似的是 。
(3)当光屏上成清晰的像时,用白纸遮住凸透镜的上半部分,则烛焰的像亮度将 。
4.小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律.
(1)为了测出凸透镜的焦距,小明将凸透镜正对太阳光,用一个光屏在透镜的另一侧移动,直到光屏上得到一个最小最亮的光斑,这说明凸透镜对光线有 作用(选填“会聚”或“发散”),由甲图可知,该透镜的焦距为 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出其中一条可能的原因: 。
(3)重新调整后,把蜡烛放在距凸透镜18 cm处,在凸透镜的另一侧移动光屏,能在光屏上得到一个倒立、 的实像(选填“放大”“缩小”或“等大”),生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像规律工作的。
(4)调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、 的实像;如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
(5)若遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是 。(选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”)
5.小明在实验室发现了四个没有焦距标签的凸透镜,只知道四个焦距值分别是 、 , ,但已分不清哪块透镜的焦距是多少.经过思考,小明仿照“探究–凸透镜成像”做了以下实验:
小明在实验室发现了四个没有焦距标签的凸透镜,只知道四个焦距值分别是 、 , ,但已分不清哪块透镜的焦距是多少.经过思考,小明仿照“探究–凸透镜成像”做了以下实验:
将四个透镜记为甲、乙、丙、丁,确定放置透镜的位置 .。
把一点燃的蜡烛放在距离 点 处,然后依次将四块透镜放在 点,在另一侧移动光屏观察比较蜡烛经各透镜的成像情况.结果发现:放置甲透镜时,在光屏上得到倒立等大的像;放置乙时,无论怎样移动光屏都得不到像,通过透镜也不能在蜡烛同侧看到虚像;放置丙和丁时,光屏上都能得到放大的像,但仔细比较发现通过丙成的像较大一些.根据小明的实验结果分析可知,各透镜的焦距甲为 ,乙为 ,丙为 ,丁为 .你还有什么方法来辨别四块透镜的焦距?请简明说出至少两种方法 .
6.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示.
(1)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“缩小”或“放大”)的实像,此凸透镜的焦距f的范围是 .该成像特点可作为 的原理(选填“照相机”或“投影仪”).
(2)此时,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”).
7.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)下图是利用太阳光测凸透镜焦距的方法,其中操作最合理的是 。
(2)将焦距为10cm的凸透镜,固定在光具座50cm的刻度处,将蜡烛从下图所示位置,移到光具座20cm刻度处,需将光屏向 移动(选填“左”或“右”),直至在光屏上成清晰的、 的实像(选填“正立”或“倒立”),此成像的特点与 原理相同(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”);这时若将蜡烛和光屏位置互换,光屏上 再次得到烛焰清晰的像(选填“能”或“不能”)。
(3)下面能说明远视眼成像和它矫正方法的原理图是 。
8.小明同学在做“探究凸透镜成像现律”的实验。
(1)物体离照相机的镜头比较远,成倒立、缩小的实像,物体离投影仪的镜头比较近,成倒立、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)小明所用实验装置如图甲所示,若将凸透镜放在光具座刻度50cm位置处不变,把蜡烛放在刻度10cm处,光屏放在图示位置处恰好成一清晰的像,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 (照相机/放大镜/投影仪)。
(3)如图乙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关系的图象,由图象可知,该凸透镜焦距为 cm,成实像时物距逐渐减小,像距逐渐 。当u>2f时,物体移动速度 (大于/小于/等于)像移动的速度。
(4)实验完成之后,小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,如图丙所示,光屏上原来清晰的像变得模糊了,若想在光屏上重新得到清晰的像,在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下,应将光屏 (靠近/远离)凸透镜。
9.在“天宫课堂”的水球实验中,小玉看到王亚平老师的倒立、缩小的像,如图甲所示。于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。
(1)小玉找到了一个焦距未知的凸透镜,用一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现最小最亮的光斑,如图乙所示。则凸透镜的焦距是 cm。
(2)如图丙所示,将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上。点燃蜡烛,调整它们的高度到合适的位置。
将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,向 (填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏,直到出现烛焰倒立、 的实像。
(3)在(2)的基础上,更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,光屏上的像变模糊了,此现象与 (填“近视眼”或“远视眼”)成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可向 (填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛。
(4)在实验过程中,原来光屏中央的像“跑”到上方,为了使像回到中央,接下来的操作是 (填“①”“②”或“③”)。
①向下调光屏
②向上调凸透镜
③向上调蜡烛
10.在探究凸透镜成像规律的实验中:
(1)如图甲,让平行光正对着凸透镜照射,调节光屏到凸透镜的距离,直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为 cm;实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心,使它们均位于凸透镜的 上;
(2)实验过程中,当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示时,在光屏上可得到一个清晰的倒立、 的实像,生活中利用这个规律制成的是 ;
(3)实验时,由于实验时间较长,蜡烛变短,烛焰的像在光屏上的位置会向 (选填“上”或“下”)方移动;
(4)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向透镜方向移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
11.小明同学利用课余时间深入探究“凸透镜成像规律”,请你帮助他完成下列问题。
(1)小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎么样移动光屏,都不能在光屏上得到像,其原因可能是: (正确写出一条即可)。
(2)纠正错误后,小明进行实验得到多组实验数据,并通过描点法绘出凸透镜的像距v和物距u的关系图象如图甲所示,根据图甲可知,实验中所使用的凸透镜焦距是 cm。
(3)如图乙所示,把点燃的蜡烛放在距凸透镜18cm处,则烛焰经过凸透镜折射所成像的像距v 20cm(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)如图丙所示,在保持蜡烛和凸透镜位置不变的情况下,小明把一副眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,发现只有将光屏向靠近凸透镜的方向移动一段距离才能在光屏上重新得到烛焰清晰的像,则小明所放置的是一副 眼镜(选填近视/远视)。
12.小华用同一个凸透镜进行如下探究.
(1)将凸透镜正对太阳,调节凸透镜下方白纸的位置,直至白纸上出现一最小最亮的光斑,实验示意图如图甲所示,则该透镜的焦距为 cm.将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置,光屏上呈现一个圆形光斑,若将光屏向右移动,光斑大小将 .
(2)凸透镜和光屏的位置如图乙所示,移去小灯泡,将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处,将光屏向 移动一段合适的距离,能在光屏上得到烛焰清晰倒立、 的实像;小华发现屏上的像时而清晰时而模糊,请分析造成这一现象的可能原因: .
13.某兴趣小组利用图示装置来研究凸透镜成像的规律.
(1)为使像成在光屏中央,应调整元件,使蜡烛的中心、光屏的中心在 .小明将各元件调整到如图位置时,小组成员在光屏上都能观察到清晰的像,这个像一定是 的(选填“放大”、“ 等大”或“缩小”),此时光屏上发生了 反射.
(2)当蜡烛向左移动时,要在光屏上再次获得清晰的像,只需将光屏向 (选填“左”或“右”)方向适当移到,或者在凸透镜前放置一个合适的 眼镜.
(3)小华在用同样的器材进行实验时,发现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧却较模糊,小明只对凸透镜进行了调整,就在光屏上得到了清晰的像,他的调整是_______.
A.左右适当移动凸透镜 B.上下适当移动凸透镜
C.适当扭转凸透镜 D.更换焦距合适的凸透镜
14.在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲所示,调节烛焰、 中心和光屏中心,使之在一条与光具座平行的直线上;
(2)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;
(3)点燃的蜡烛分别放在a、b、c、d、四个不同的位置,如图乙所示,
其中蜡烛放在 处所得到的实像最小;放在 处得到正立的虚像;在 处的成像规律是放大镜的原理;
(4)照相机的镜头相当于一个凸透镜。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”)。
15.用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”.
(1)某同学将蜡烛、凸透镜、光屏上随意固定在光具座上,点燃蜡烛后,沿光具座无论怎样移动光屏,在光屏上始终得不到烛焰的像,原因可能是 .
(2)重新调整后,将蜡烛、凸透镜固定在光具座上,如图所示,移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像,该像是倒立 (选填“放大”或“缩小”)的实像.
(3)接下来保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜像蜡烛方向移动,光屏上再次出现了一个倒立 (选填“放大”或“缩小”)的清晰实像,与这种成像原理一致的光学仪器是 (选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”).
答案
1、(1)凸;小 (2)10 (3)后;更小;远视眼镜 (4)照相机
2、(1)照相机;能 (2)漫;靠近 (3)光屏 (4)变小;下
3、(1)同一高度 (2)放大;投影仪 (3)变暗
4、(1)会聚;11.0 (2)蜡烛与凸透镜的距离小于一倍焦距 (3)放大;投影仪
(4)放大;靠近 (5)完整的像
5、;;;;(1)可以利用成等大实像时,根据物距等于像距等于焦距的二倍,通过测量物距来计算焦距的大小,从而比较出焦距的大小;(2)还可以利用凸透镜的会聚作用,使地面上形成最小最亮的光斑,测出光斑到透镜的距离,从而比较焦距的大小。
6、(1)光屏的高度;缩小;6cm f 4.5cm;照相机 (2)凹;近视
7、(1)C (2)左;倒立;照相机;能 (3)乙丁
8、(1)物距 (2)照相机 (3)10;增大;大于 (4)远离
9、(1)10.0 (2)远离;缩小 (3)近视眼;靠近 (4)③
10、(1)10.0;主光轴 (2)放大;投影仪 (3)上 (4)远视
11、(1)蜡烛、凸透镜和光屏的中心不在同一高度上 (2)10 (3)大于 (4)远视
12、(1)10.0;不变 (2)右;放大;蜡焰在晃动
13、(1)同一高度;放大;漫 (2)左;近视 (3)C
14、(1)凸透镜 (2)上 (3)a;d;d (4)较大
15、(1)烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心不在同一高度 (2)缩小 (3)放大;投影仪