2025年中考物理复习实验专题练习专题五探究凸透镜成像规律

2025年中考物理复习实验专题练习 专题五 探究凸透镜成像规律 一、实验题 1．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，凸透镜的位置固定不动。在如图1所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像。 (1)由图可知，凸透镜焦距范围正确的是     A．f＜13cm B．13cm＜f＜20cm C．20cm＜f＜40cm D．f＞40cm (2)若将蜡烛向右移动一小段距离，则应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比原来的像要 些。     (3)若将蜡烛向左移动一小段距离，此时光屏上的像变模糊，在蜡烛和透镜之间放置一个合适的 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），光屏上的像又变清晰， （选填“近视眼”或“远视眼”）的矫正原理与此相同。     (4)把烛焰位于凸透镜焦点以内，在透镜另一侧可以观察到放大的虚像。若将一不透明的光屏置于图中虚线处，如图所示，则烛焰的像              A． 会消失 B． 亮度变暗 C． 没有变化 D． 成在光屏上 2．实验小组用自制的水凸透镜研究凸透镜成像规律，移动蜡烛在不同位置成像，并记录物距u与像距v的关系如图乙所示。 (1)当蜡烛和水凸透镜固定在光具座如图甲所示的位置时，要在光屏上成一个清晰的像，光屏应 （选填“左移”、“不动”或“右移”）； (2)实验小组发现，人眼中的晶状体与水凸透镜相似，可以通过调节凸度来调节成像的距离。如果光屏和水凸透镜位置保持不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，应如何调节水凸透镜的凸度？ ； (3)若要用此装置探究平面镜成像规律，除了把水凸透镜换成薄玻璃板外，还需将光屏换成 。 3．小明在“探究凸透镜的成像规律”实验中。 （1）将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在 ，目的是使像成在光屏的中央； （2）将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏移至如图所示位置时，烛焰在光屏上成清晰等大的像，分析成像情况可知，实验中所用凸透镜的焦距为 cm； （3）然后小明把点燃的蜡烛由如图所示的位置向右移至光具座上35cm刻度处，应向 （选填“左”或“右”）移动光屏到适当的位置，可以得到一个清晰的倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，依据该成像情况可以制成 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；此时若把蜡烛和光屏的位置互换，光屏上 （选填“能”或“不能”）成清晰的像； （4）实验过程中，随着蜡烛燃烧变短，光屏上所成烛焰的像将向 （选填“上”或“下”）移动。 4．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，小明利用f＝10cm的水透镜完成了如下实验： （1）实验时，小明将蜡烛和水透镜固定在如图甲所示的位置上，为了在光屏上得到清晰的像，此时应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动， （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用该原理工作的； （2）图乙中a、b为烛焰上A点发出的两条入射光线，请画出a、b经透镜折射后的折射光线； （3）实验中，蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向 移动；小明在调节蜡烛高度时，手部遮挡了部分透镜，此时光屏上的像 （选填“仍完整”或“不完整”）； （4）小明把一个老花镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若想不移动元件位置重新得到清晰的像，应对水透镜 （选填“注水”或“抽水”）。 5．小明同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，在实验过程中保持凸透镜的位置不变，请你根据所学知识回答下列问题。 （1）小明一次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上，并调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟蜡烛的中心大致在 ； （2）过了一段时间后，小明发现烛焰在光屏上的像偏高，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向 （选填“上”“下”）调节； （3）小明将蜡烛放在15cm的刻度线处，左右移动光屏，直到光屏上成清晰的倒立 （选填“放大”“等大”“缩小”）的实像， （选填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的。 6．如图甲所示，一束平行光经过一个凸透镜，调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，小刚用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用蜡烛作光源，实验装置如图乙所示。 (1)该凸透镜的焦距为 cm； (2)当蜡烛、凸透镜和光屏位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上得到一个清晰的 像，此时所成的像与 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）所成的像性质相同； (3)若拿一张黑纸，把凸透镜遮挡一半，则光屏上的像 （选填字母） A．像是完整的，像的亮度不变       B．像是不完整的，亮度比原来暗 C．像是完整的，亮度比原来暗       D．像是不完整的，像的亮度不变 (4)保持凸透镜位置不变，将图乙中的蜡烛移至44cm刻度线处，要想再次看到蜡烛的像，小刚应在透镜的 观察（选填“右侧”或“左侧”），看到的是 像。 7．小洛在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，烛焰、透镜、光屏三者的位置如图所示，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像。 （1）图中光屏上的像是倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）是利用这一成像原理工作的； （2）小洛换一个相同大小、焦距稍小的凸透镜再次实验，蜡烛和凸透镜的位置不变，为了再次在光屏上得到清晰的像，需将光屏   （选填“向左”或“向右”）移动，光屏上所成的像与原来的像相比将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 8．小明利用凸透镜成像规律的装置做了以下一些探究活动． （1）调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置，在光屏上得到了烛焰清晰的像，他用手指指尖触摸到了凸透镜的上半部分，这时观察到光屏上 （填“会”或“不会”）出现指尖的像，光屏上烛焰的像会变 （填“亮”或“暗”）些． （2）将一只眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来烛焰清晰的像变模糊了，使光屏远离透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像．由此可见，这只眼镜片是 （填“近视”或“远视”）眼镜片，这种眼镜片对光线有 （填“会聚”或“发散”）作用． 9．某小组在做探究“凸透镜成像规律”的实验。    （1）如图甲所示，让一束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＝ cm； （2）实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度，目的是 ； （3）实验过程中，将蜡烛远离透镜移动一段距离，调节光屏的位置，如乙图所示，这时光屏上呈现一个清晰倒立、 的实像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向 移动，像的大小将 ； （4）实验过程中，蜡烛由于燃烧逐渐变短，此时烛焰的像不在光屏的中央位置，为了让烛焰的像回到光屏的中央位置，有同学说：调节蜡烛的高度，有同学说：调节透镜的高度，也有同学说：调节光屏的高度。请同学们结合“探究凸透镜成像规律”这个实验，你认为哪一种方法更合理？并说出理由？ 10．同学们在“探究凸透镜成像规律”的实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏、刻度尺放在水平桌面上，如图所示。 （1）他们把未点燃的蜡烛，凸透镜和光屏依次放在 上，点燃蜡烛，调节使烛焰、凸透镜、光屏的中心在 上； （2）在实验过程中，他们将蜡烛由远及近的向凸透镜靠近，为了得到完整准确的凸透镜成像规律，请写出两点操作过程中的注意事项 ； （3）如图是用同一相机拍摄的被列入《世界遗产名录》的苏州留园曲溪楼的景色照片。根据凸透镜成像规律，请写出拍摄甲照片后，若要拍摄乙照片应怎样调节 。 11．小明同学在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中： （1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，该凸透镜的焦距是 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）小明调整后，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清晰的实像； 就是利用这一成像规律工作的。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。 12．王亮小组在做“探究凸透镜成像实验规律”时，利用甲图的办法首先测出了凸透镜的焦距是 cm，这是应用了平行于主光轴的光线经凸透镜折射后经过 的原理。测 出焦距后，将点燃的蜡烛放在光具座最左端，当蜡烛逐渐向右移动的过程中，光屏应向 移动；当蜡烛在图乙所示的位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个 像。（选填“倒立缩小实”或“倒立放大实”或“正立放大虚”）    13．在做“探究凸透镜成像”的实验中。 （1）小莉将太阳光斜射到凸透镜上，在透镜的另一侧移动光屏，当屏上呈现出最小最亮的光斑，测出此时透镜到光屏的距离，即为此透镜的焦距，小明认为这样做有问题，你认为正确的做法应该 。改正错误后，小莉测得光屏到透镜的距离为10cm，此透镜的焦距为 cm； （2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向 （填“上”、“下”）调节； （3）若将烛焰移至距凸透镜15cm处，移动光屏，使烛焰在屏上成清晰像， 就是应用这一原理制成的（填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）； （4）小明调节蜡烛到凸透镜的距离，使光屏上出现烛焰缩小、清晰的像，他把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，结果光屏上原来清晰的像变模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，才能使蜡烛的像变清晰。 14． 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。 （1）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； （2）将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，先调整烛焰、透镜和光屏，使三者的中心在同一高度，这样做的目的是 ； 实验序号 物距u/cm 像距v/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、放大的实像 5 5 正立、放大的虚像 （3）按要求进行观察和测量，并将观测情况记录在下表中： ①上表中实验序号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 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． A 右 大 凹透镜 近视眼 C 【详解】(1)[1]由图知，蜡烛到凸透镜距离 u=50cm−10cm=40cm 光屏到凸透镜距离 v=63cm−50cm=13cm u>v 所以光屏上所成的像是倒立、缩小的实像，由凸透镜成像规律知 u>2f，f<v<2f 即有 40cm>2f，f<13cm<2f 解得 6.5cm<f<13cm 故选A； (2)[2][3]若将蜡烛向右移动一小段距离，则物距减小，像距应变大，所以应将光屏向右移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比原来的像要大一些。 (3)[4][5]若将蜡烛向左移动一小段距离，物距变大，像距应减小，若要成清晰像，光屏应向左移动。若不移动光屏，应使光线发散一些，所以在蜡烛和透镜之间放置一个合适的凹透镜，光屏上的像又变清晰，近视眼的矫正原理与此相同。 (4)[6]因为虚像是光的反射延长线相交得到的，所以在虚线处放置一光屏对成虚像不产生影响，所以烛焰的像不会发生变化。 故选C。 2． 左移 向内注入水 等大且未点燃的蜡烛 【详解】(1)[1]由图乙知，当 成等大的、倒立的实像，故 则该凸透镜的焦距为 由图甲知，物距为 成倒立的、缩小的实像，像距应 此时光屏到凸透镜的距离为 故光屏应向左移动。 (2)[2]光屏和水凸透镜位置保持不变，当蜡烛向水凸透镜靠近时，根据凸透镜物近像远变大，像会成原来像的后方，这与远视眼的成因相同，因此要想重新得到清晰的像，应向水凸透镜内注入水，使其变厚，凸透镜对光的折射能力增强，使像成在原来的位置。 (3)[3]想继续探究平面镜成像的规律，他应将光具座上的凸透镜换成透明的薄玻璃板，光屏换成完全相同的、未点燃的蜡烛。 3． 同一高度 10.0 右 放大 投影仪 能 上 【详解】（1）[1]实验中，为了使像成在光屏的中央，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。 （2）[2]由图可知 u＝v＝20.0cm=2f 成倒立、等大的实像，实验中所用凸透镜的焦距为f＝10.0cm。 （3）[3][4][5]把点燃的蜡烛由如图所示的位置向右移至光具座上35cm刻度处，此时物距为 50cm﹣35cm＝15cm f＜u＜2f 则 v＞2f 应向右移动光屏到适当的位置，可以得到一个清晰的倒立、放大的实像，投影仪根据此原理制成的。 [6]此时若把蜡烛和光屏的位置互换，根据光路的可逆性可知，此时物距大于2倍焦距。光屏上成倒立缩小的实像。 （4）[7]实验过程中，随着蜡烛燃烧变短，根据通过凸透镜光心的光线方向不变，可知光屏上所成烛焰的像将向上移动。 4． 左 照相机 上 仍完整 抽水 【详解】（1）[1][2]由图甲知，此时的物距u＞2f，凸透镜成倒立、缩小的实像，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，由图可知，像距应减小，所以要使像变清晰，光屏应向左移动，利用这个规律制成的光学仪器是照相机。 （2）[3]过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，如图所示： （3）[4]若蜡烛燃烧变短了，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，光屏上的像会上移。 [5]遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化。 （4）[6]把一个老花镜放在蜡烛与凸透镜之间，老花镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，若想不移动元件位置重新得到清晰的像，应使凸透镜的折光能力减弱，应对水透镜抽水。 5． 同一高度 上 缩小 照相机 【详解】（1）[1]为使像能成在光屏的中央，实验前应调节凸透镜、光屏和蜡烛的高度，使三者的中心大致在同一高度。 （2）[2]过了一段时间后，蜡烛变短，因通过光心的光线传播方向不变，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向上调节。 （3）[3][4]蜡烛位于15cm刻度线处，物距 u=50cm﹣15cm=35cm 凸透镜的焦距为10cm，因u>2f，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一成像原理制成的。 6． 15． 10.0cm 倒立缩小实 照相机 C 右侧 正立、放大、虚 【详解】(1)[1]由甲图可知，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，则该凸透镜的焦距 f=400cm-30.0cm=10.0cm (2)[2]][3]当蜡烛、凸透镜和光屏位于图乙中刻度对应的位置时，物距 u=50.0cm-20.0cm=30.0cmu大于2倍焦距，像距为 v=64.0cm-50.0cm=14.0cmv在1倍焦距与2倍焦距之间，则光屏上得到个倒立、缩小的实像，此时所成的像与照相机所成的像性质相同。 (3)[4]若拿一张黑纸，把凸透镜遮去一半，透镜的焦距不变，但透过的光减小了，则光屏上的像还是完整的像，但比原来要暗，故选C。 (4)[5][6]保持凸透镜位置不变，将图乙中的蜡烛移至44厘米刻度线处，物距为 u=50.0cm-44.0cm=6.0cmu小于1倍焦距，则移动透镜右侧光屏，在光屏上不能找到像，因为此时凸透镜成的是正立放大的虚像，不能用光屏承接。要想再次看到蜡烛的像，小刚应在透镜的右侧观察，看到的是正立、放大的虚像。 7． 放大 投影仪 向左 变小 【详解】（1）[1][2]由图可知，物距 u=50.0cm−35.0cm=15.0cm像距 v=80.0cm-50.0cm=30.0cm即u<v，故成的是倒立、放大的实像。生活中的投影仪就是利用这一原理制成的。 （2）[3][4]如果换一个相同大小、焦距稍小的凸透镜再次实验，蜡烛和凸透镜的位置不变，焦距变小，会聚能力变强，则像距就要减小，像变小，故光屏要靠近凸透镜，即向左移动。 8． 不会 暗 近视 发散 【详解】（1）用手指指尖触摸到了凸透镜的上半部分，手指处于凸透镜的1倍焦距以内，故此时成虚像，不能成在光屏上，所以在光屏上不能看到手指尖的像；且虽然整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同显示像的全部；由于折射出的光线与原来相比减少了，故像会变暗． （2）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，说明物距不变，像距增大了，也就是眼镜对光线有发散作用，因此这只眼镜是凹透镜． 9． 10. 0 使蜡烛的像成在光屏的中央 缩小 左 变小 见解析 【详解】（1）[1] 如图甲所示，凸透镜可以将平行于主光轴的光线会聚到焦点，所以凸透镜的焦距为 （2）[2] 为使蜡烛的像成在光屏的中央，实验前应将烛焰、凸透镜和光屏的中心大致调整在同一高度。 （3）[3] 如乙图所示，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，这时光屏上会呈现一个清晰倒立、缩小的实像。 [4][5] 保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，即物距变大，根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”可知，像距变小，故要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向左移动，像的大小将变小。 （4）[6] 实验过程中，蜡烛由于燃烧逐渐变短，此时烛焰的像不在光屏的中央位置，为了让烛焰的像回到光屏的中央位置，最好向上调节蜡烛。因为调节蜡烛高度后，可以使蜡烛在其他位置也能使像成在光屏的中央位置，便于探究成像规律。 10． 同一直线 同一高度 每种成像情况至少收集三组证据；移动光屏，在光屏上得到最清晰的像时再记录像距及对应的成像情况 将镜头远离景物，并将镜头靠近底片 【详解】(1)[1][2]由图示知，实验中没有光具座，那么应将蜡烛、凸透镜和光屏放在同一直线上，且调节三者的中心在同一高度，这样才能让蜡烛的像成在光屏的中心。 (2)[3]在实验中，为了避免结论的偶然性，每个成像情况都至少收集三组实验数据，移动光屏时，需要在光屏上得到最清晰的像，才能记录对应的像距及成像情况。 (3)[4]由图甲及乙知，两次成像是由大变小，据凸透镜的成像规律知，像变小，则物距变大，像距变小，所以应调节镜头远离景物，并将镜头靠近底片。 11． 11.0 见解析 投影仪 靠近 【详解】（1）[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是11.0cm。 （2）[2]无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上。也可能是烛焰、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度，像无法成在光屏上，或烛焰在凸透镜的焦点上，不能成像。 （3）[3]把烛焰放在距凸透镜16cm处时，2f＞u＞f时，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的。 [4]凸透镜成实像时，蜡烛远离透镜一段距离，物距增大，像距减小，所以光屏要靠近凸透镜。 12． 10.0 焦点 右 倒立缩小实 【详解】[1]由图甲知，刻度尺的分度值为1cm，光具座与凸透镜的距离，即焦距 f=60.0cm-50.0cm=10.0cm [2]图甲中平行于主光轴的光线经凸透镜后，会聚于焦点，所以在光具座上出现最亮、最小光斑时，光具座与凸透镜的距离即为焦距。 [3]据凸透镜的成像特点知，物距变小时，像距变大，所以图乙中，蜡烛向右移动的过程中，光屏应向右移动。 [4]图乙中，物距大于像距，且大于二倍焦距，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立缩小的实像。 13． 见解析 10 上 幻灯机 右 【详解】（1）[1][2]实验中将太阳光斜射到凸透镜是错误的，测量凸透镜焦距时，将凸透镜正对太阳光；在距透镜10cm处屏上呈现出最小最亮的光斑，则焦点到透镜中心的距离为10cm，即此凸透镜的焦距约是10cm。 （2）[3]发现烛焰在光屏上的像偏高，应将光屏向上调节，可使像成在光屏的中央。 （3）[4]将烛焰移至距凸透镜15cm处，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大实像，应调节光屏的位置，直到光屏上的像清晰为止，幻灯机就是根据这一原理制成的。 （4）[5]近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚在光屏上的像延后会聚，所以光屏要远离凸透镜才能在光屏上得到清晰的像，即光屏向右移动。 14． 10 使像成在光屏的中间 倒立缩小的实像 远离 【详解】（1）[1]由图可知，焦点F到凸透镜光心的距离为10cm，该透镜的焦距为10cm。 （2）[2]为了使像成在光屏的中央，须将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上。 （3）①[3]上表中实验序号2中此时物距为25cm，远大于2倍焦距，则所成的像是倒立、缩小的实像。 ②[4]当烛焰从远处向透镜靠近时，物距变小，则像距变大，像变大，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向远离凸透镜方向移动。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$