第四章 透镜及其应用（实验题30道）-【刷好题】2025-2026学年八年级物理上学期热点题型专练（2024北师大版北京）

第四章 透镜及其应用（实验题30道） 1．星城物理实验兴趣小组利用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”。 (1)实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的位置，使三者的中心在同一高度，如图甲所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 cm； (2)如图乙所示摆放蜡烛和凸透镜，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、 的 像，例如 就是利用这一原理工作的。 2．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：    （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。由图乙可知，凸透镜的焦距为 cm； （2）点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在 。 3．在探究凸透镜成像规律实验中，如图乙所示，保持凸透镜的位置不变，先后将蜡烛放在主光轴上的a、b、c、d、e、g各点，并分别调整光屏的位置，使光屏上烛焰的像最清晰。 ①将蜡烛放在 点，所成的实像最小； ②将蜡烛放在b点时，蜡烛成倒立、 的实像； ③将蜡烛放在 点，光屏上的像最大； ④将蜡烛放在 点，光屏上没有像。 4．在探究“凸透镜成像特点”的实验中： （1）让烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度； （2）已知该凸透镜焦距f=10.0cm； （3）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时，光屏上出现一个清晰倒立放大的像，这个像是 像（选填“实”或“虚”）； （4）请根据物距与像距大小关系，推断这个凸透镜的焦距可能是 （填序号）； A．5cm          B．10cm         C．15cm         D．20cm （5）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了； ①小明为了使光屏上再次得到清晰的像，应调整光屏向 （选填“左”或“右”）移动； ②小芳不移动光屏，将一个透镜放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像变清晰了，将光屏向左移动后，像变清晰了，则该透镜是 （选填“凸”或“凹”）透镜； （6）重新使蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图所示，然后把凸透镜换成平面镜，观察平面镜也能看到一个正立、放大的蜡烛的像，这个像位于标尺 cm处正上方，把光屏移到这个像所在的位置，光屏上 （选填“有”或“没有”）这个像。 5．小明做“探究凸透镜成像规律”的实验，选用的凸透镜焦距为10cm。 (1)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰好能在光屏上接收到清晰的烛焰的像，但像没有成在光屏的中央。为了使像成在光屏的中央，应将凸透镜向 （选填 “上”或“下”）调节； (2)把蜡烛移到光具座25cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，光屏上再次出现清晰倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像； (3)接着，小明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。保持蜡烛和凸透镜不动，当光屏向左移动适当距离后像再次清晰。由此推断。小明的眼镜属于 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 6．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。 （1）小明的操作方案如图所示，他的方案 （选填“合理”或“不合理”），原因是 ； （2）小明采用正确的操作方案，适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，则该凸透镜的焦距为 cm； （3）若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距 （选填“大于”或“小于”）L。 7．小刚用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图所示时，适当调节 的高度后便可开始实验；当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，在光屏上承接到一个清晰缩小的像，生活中的 就是根据该成像规律制成的；把蜡烛适当靠近凸透镜，应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能再次承接到清晰的像。    8．小明用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”。      （1）实验前应调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置，使三者的中心在 ，如图甲所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，此时在光屏上得到了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm。 （2）如图乙所示摆放蜡烛、凸透镜和光屏，烛焰所成的像是 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的，生活中的 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该原理工作的。 （3）保持图乙所示的凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动15.0cm，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 移动一段距离。 9．小明为探究“凸透镜成像的规律”，准备了透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等器材进行实验。 (1)如图所示，调节好蜡烛、透镜与光屏的位置，光屏上成清晰的像。若保持蜡烛和光屏的位置不变，只将透镜移动至 cm刻度线处，光屏上可再次出现清晰、倒立、缩小的实像； (2)接下来小明提出问题：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，左右是否也是相反的？为了成像稳定且便于探究，小明找来由发光二极管组成的光源进行探究，则小明使用的是 （选填“①”“②”或“③”）。 ①A形光源    ②F形光源    ③H形光源 10．小阳在复习凸透镜成像实验时组装的实验装置如图甲所示。 (1)为了能够把像成在光屏的中心，他应将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到 。 (2)如果所用的凸透镜焦距为10cm，当光屏上成清晰像时三个元件的位置如图甲所示，光屏上所成的像是一个 实像，这一原理在生活中的应用为 。 (3)将蜡烛向右移动到35cm刻度线上，应向 调节光屏才能承接到清晰的像。 (4)利用作图的方法也可以确定成像的情况，于是小阳将甲图的成像情况用光路图画了出来，如图乙所示。并保持物距不变，在乙图的基础上又画出了凸透镜焦距分另为8cm和12cm时的成像情况，如图丙所示。结合图示的三次成像情况，请总结出凸透镜成像大小与焦距的关系（只写结论即可）。 (5)利用上一问的结论，当你利用手机相机对景物拍照时，为了能够扩大拍摄范围，在不改变自己位置时，你应将相机焦距适当调 （选填“大”或“小”）些。 11．学习了透镜的知识以后，芳芳借来了爷爷的眼镜片进行了探究光学成像实验： (1)如图1所示，太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑，由此判断，爷爷佩戴的是 （选填“近视镜”或“远视镜”），由图可知，该透镜的焦距是 cm； (2)点燃蜡烛后，调节烛焰中心、透镜中心和光屏中心大致在 ； (3)如图2，芳芳将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，生活中的 就是利用这个规律制成的； (4)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处，在透镜位置不变时，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动，才能在光屏上再次成清晰的像； (5)芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处，此时 （选填“能”或“不能”）在光屏上接收到清晰的像； (6)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动； (7)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处，在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中，光屏上的光斑大小将 。 12．为了研究凸透镜的焦距与哪些因素有关，某小组同学选择了如图（a）所示的四个透镜（其中A、B和C、D分别是两组厚度相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成。 (1)若要探究“凸透镜的焦距与透镜材料的关系”，小组应选择图（a）中 做实验（选填字母）。 (2)若选择A和C两个透镜还可以探究“凸透镜的焦距与 的关系”小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示。比较两次实验的现象，可以得到的初步结论是：当 。 (3)本实验采用的科学方法是 。 13．小明利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。 （1）实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心在同一水平高度，这样做的目的是 ； （2）当蜡烛与凸透镜的位置如图所示时，在光屏上可得到烛焰清晰的、 （选填“放大”或“缩小” ）的像，生活中利用此成像规律制成的光学仪器是 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机” ）； （3）保持蜡烛与凸透镜位置不变，用另一个凸透镜替换原透镜，发现需将光屏向右移动才能在光屏上重新得到清晰的像，此时像与原来的像相比 （选填“变大”或“变小” ），新换用的凸透镜的焦距 （选填“大于”或“小于” ）原凸透镜的焦距； （4）如果小明只将图中的凸透镜换成薄玻璃板，前后移动光屏，他 （选填“能”或“不能” ）在光屏上直接观察到烛焰的像。 14．小华同学利用焦距f为15cm的凸透镜、一个高度为3cm的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h分别记录在下表中。在验证得到凸透镜成缩小实像、放大实像的初步规律后，又做了进一步研究。 实验序号 物距u（cm） 像距v（cm） 像高h（cm） 1 60.00 20.00 1.00 2 45.00 22.50 1.50 3 33.75 27.00 2.40 4 27.50 33.00 3.60 5 25.00 37.50 4.50 6 22.50 45.00 6.00 ①分析比较实验序号1~6数据中物距 u、像距 v的变化情况及成像变化的情况，可得出的初步结论是 ； ②分析比较实验序号1~6数据中像距 v与物距 u的比值及像高与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时， ； ③小华同学在进一步分析比较表中的数据及成像情况后，提出了一个猜想：“当物体处于凸透镜的两倍焦距处，可能会成等大的实像”。 （a）在分析比较表中的数据及成像情况后，你是否同意小华的猜想，并简述理由： ； （b）为了验证该猜想，小华准备再添加些器材继续进行实验。在下列所提供的器材中 ，你认为最需要添加的实验器材是 ；（选填序号） A．若干个高度不同的发光体     B．若干个焦距不同的凸透镜 C．若干个大小不同的光屏     D．若干个长度不同的光具座 15．用如图所示装置“探究凸透镜成像的规律”实验。（所用凸透镜的焦距为10cm） (1)实验前，应将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ，目的是 。 (2)如图所示，烛焰恰好能在光屏上形成清晰的像，此像是倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。 (3)保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，光屏上也能成清晰的像，此像是倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。 (4)如果用遮光板挡住透镜的上半部分，将会在光屏上看到______。（填正确选项前的字母） A．烛焰像的下半部分 B．烛焰像的上半部分 C．烛焰完整的像，像的亮度变暗 D．烛焰完整的像，像的亮度不变 (5)由于蜡烛燃烧变短，发现光屏上的像偏上，为使像仍能成在光屏中央，应将凸透镜向 （选填“上”或“下”）调节。 (6)保持透镜位置不变，将蜡烛移到光具座40cm处，在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法承接到烛焰的像（光具座足够长），出现这种现象的原因可能是 。 16．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 （1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为 ； （2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰 （选填“放大”“等大”“缩小”）的像，若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上 （选填“能”“不能”）看到清晰的像； （3）在（2）中将蜡烛与光屏位置对调后的场景下，该同学取了一幅眼镜给水透镜“戴上”，如图丙所示，发现光屏上的像变模糊，当往水透镜中加入适量的水后，发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该眼镜是 眼镜（选填“近视”“远视”）。 17．在探究“凸透镜成像的规律”的实验中，进行如下实验。    （1）如图甲所示，测得本实验所用凸透镜的焦距为 。在光具座上调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们的中心大致在 。如图乙所示，光屏上成倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像； （2）人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的，现将图乙中虚线圆圈部分当做人的“眼睛”，当蜡烛远离“眼睛”时，“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其 （选填“变薄”或“变厚”），改变其对光线的偏折能力，从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度，则该“眼睛”为 （选填“近视眼”或“远视眼”），应该配戴 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）进行矫正。 18．某学习小组探究凸透镜成像的规律实验： (1)安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们三者中心大致在 ，目的是 。 (2)通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是 cm。 (3)当蜡烛在如图乙所标位置时，调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、放大的实像，生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的。 (4)小新借来物理老师的眼镜，将其放在图乙中的蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明该物理老师的眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。 (5)小新认为可利用“F”形状LED灯替代蜡烛作为光源，这样改进的好处是 。（写一条即可） 19．小明用硬纸板制作一个长方体暗箱，配置合适的凸透镜制成一个简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，白屏上便能观察到放大的视频画面： [设计与制作] (1)如图甲所示，将凸透镜正对着太阳光，来回移动光屏，在光屏上找到最小、最亮的光斑，测出焦距为 cm，； (2)如图乙，制作时使凸透镜、手机和白屏三者中心在同一水平直线上，目的是 ；现有宽和高均为18cm，长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒，则他应选择长度为 cm的纸盒做暗箱； (3)为了使投影仪具有更好的观影效果，手机屏幕应该选图丙中的 （A/B）的放置方式。 [优化与改进] (4)小明给暗箱设计了一个抽屉，如图丁所示。这样设计的优点是： ； (5)观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图戊所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，则这块透镜是 透镜。为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动。 20．某小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中 (1)先调整 、光屏和凸透镜的中心在同一高度上，目的是 ； (2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能呈现烛焰倒立、 的清晰实像，此时光在光屏上发生 反射； (3)光具座上凸透镜的焦距可能是 （选填“5”“10”或“20”）cm； (4)保持凸透镜位置不变，为使图中光屏上的像变大，正确的操作是 。 21．在探究凸透镜成像规律的实验中，小华同学选择焦距为的凸透镜、蜡烛、光屏和光具座进行实验。如图所示。 （1）他先点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调整到一条与光具座 的直线上。 （2）保持凸透镜如图所示位置不变，将蜡烛由远到近逐渐向凸透镜方向移动到刻度线处，移动光屏到某位置，在光屏上得到清晰倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像。 （3）轻轻吹蜡烛的火焰，使它向左侧偏斜，此时观察到火焰的像是向 （选填“左侧”或“右侧”）偏斜。 （4）现保持成像后凸透镜和光屏位置不变，仅将蜡烛移动到刻度线处，在光屏上不能得到清晰的像。如果把凸透镜看做人眼的晶状体，光屏看做人眼的视网膜，则该成像情况相当于 （选填“近视眼”或“远视眼”）看物体。此时，要使光屏上成清晰的像，可以在烛焰和凸透镜之间的适当位置添加 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 22．（1）在“探究凸透镜成像的规律”实验中。 （1）让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距 cm； （2）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是 ； （3）如图乙所示，将凸透镜固定在50cm刻度线处，将点燃的蜡烛移动到35cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的 （选填“实”或“虚”）像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）； （4）在如图乙所示的实验基础上，将点燃的蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏适当向 （选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像，且成的像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （5）实验过程中，由于蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像将向光屏的 （选填“上半部”或“下半部”）移动。 23．如图所示，小洁用凸透镜（相当于眼球）和光屏（相当于视网膜），模拟出有某种眼疾的眼睛看近处物体S时的示意简图。 （1）图1模拟的是 眼（选填“近视”、“远视”）的成因； （2）图2模拟眼睛戴上A透镜（图中用粗线表示）后，S能在光屏上成像，其中，光线d是光线a经过A透镜后的折射光线； ①A透镜是 （选填“凸”、“凹”）透镜； ②图2已画出光线c到达光屏的光路图，请画出光线d经过透镜后到达光屏的光路图；( ) （3）通常把透镜焦距f的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示。则Φ= （根据定义写出表达式），若某透镜焦度为2m-1，则其焦距f= m。 24．在探究凸透镜成像规律时，小明用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，实验装置如图所示： （1）将光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上。调节光源凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一 ，其目的是使像成在 ； （2）为了确定凸透镜的焦距，小明将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个 （选填“亮点”或“亮环”）为止，测得它与凸透镜中心的距离为10.0cm，确定出焦距f= cm（选填“5.0”或“10.0”）； （3）凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小明将光源移至光具座30cm刻度线处，再移动光屏至如图所示位置，光屏上会出现清晰 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向 （选填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像。 25．某实验小组用焦距为10 cm的凸透镜合作探究“凸透镜成像规律”。 （1）在探究过程中，他们将蜡烛、凸透镜、光屏固定在光具座上，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，你认为可能的原因是 。（写出一条即可） （2）上述问题解决后，他们将蜡烛、凸透镜固定在光具座如图位置，移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立、 的实像。利用此原理工作的光学仪器有 。接下来他们保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛的方向移动，光屏上再次出现了一个倒立、 的实像。 （3）实验过程中由于蜡烛燃烧变短，使蜡烛的像成在了光屏中心的上方，要使像成在光屏的中心，只调节凸透镜，应将凸透镜向 调。 26．在探究“凸透镜成像规律”的实验中。 （1）如图甲，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， 然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，将焰心、透镜中心、光屏中心调在 ； （2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、 （填“放大”或“缩小”）的实像。若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至 刻度线处，光屏上能再次星现清晰的像.此时成的是倒立、 的实像； （3）如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中 处能观察到烛焰的像； （4）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动。 27．实验小组的同学用如图所示的装置来探究“近视眼的缺陷”。他们用蜡烛代表眼睛观察的物体，用凸透镜代表眼球的晶状体，用光屏代表视网膜。为判断近视眼不戴眼镜时物体成的像在视网膜前还是视网膜后，小明提出如下实验方案： 先不给凸透镜戴眼镜，让烛焰在光屏上成像，然后给凸透镜戴上眼镜，移动光屏，再次让烛焰在光屏上成像，比较两次像距的大小。 实验时，要注意调节烛焰、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在 ，这样做的目的是 。 下表是小明通过实验测得的数据： 实验序号 物距u/cm 不戴眼镜的像距v1/cm 戴眼镜的像距v2/cm 像的性质 1 45.0 12.5 13.8 倒立缩小 2 40.0 13.5 14.2 倒立缩小 3 30.0 15.0 16.0 倒立缩小 4 15.0 30.0 35.6 倒立放大 （1）小组同学通过分析认为，第 次数据是无效的，原因是 ； （2）分析表格中的数据，我们发现，v1 （选填“>”“<”或“=”）v2，所以近视眼镜的作用是使像 （选填“远离”或“靠近”）晶状体。那么近视眼不戴眼镜时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜的 （选填“前”或“后”）方； 小华进一步思考后提出另一实验方案∶ 先给凸透镜戴上眼镜，让烛焰在光屏上成像，然后取下眼镜，再让烛焰在光屏上成像，比较两次像距的大小； （3）你认为小华的实验方案 （选填“可行”或“不可行”）。 28．小李用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材探究凸透镜成实像的规律。 （1）小李让一束平行于透镜主光轴的光射向凸透镜，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图1所示。由图可知，凸透镜对光有 作用，该凸透镜的焦距是 cm； （2）实验中，小李依次改变蜡烛的位置，移动光屏找到清晰的像，记录了下表所示的数据； 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 物距/cm 50 40 35 30 25 20 15 像距/cm 12.5 13.3 14.0 15.0 16.7 ___________ 30 分析数据时，小李发现第六次的像距忘记记录了，根据规律你认为是 cm，第3次实验中，凸透镜所成的像为倒立、 的实像，实验进行一段时间后蜡烛变短了，要使蜡烛的像仍在光屏中心，应将光屏向 移动； （3）实验后，小李总结了凸透镜成实像的规律。图1乙中，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，小李正确判断出了这是倒立、 的实像；如果保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动中间的凸透镜可使光屏上再次出现一个清晰的像，则应向 移动凸透镜； （4）小李观察到十字路口处安装的监控摄像头，如图2甲所示。它可以拍下违章行驶的汽车照片，摄像头的镜头相当于一个凸透镜，此时汽车距镜头的距离 2倍焦距（选填“大于”、“等于”或“小于”）。乙、丙是一辆汽车经过十字路口时，先后拍下的两张照片，可以看出汽车是 （选填“靠近”或“远离”）摄像头。 29．在“探究凸透镜成像规律”实验中： （1）组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于 ； （2）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰像，生活中应用该成像原理制作的光学仪器是 （选填“照相机”、“放大镜”或“幻灯机”）； （3）实验过程中，燃烧的蜡烛变短了，可将凸透镜的高度调 （选填“高”或“低”）些，使像再次呈现在光屏中央； （4）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了，则需向 （选填“左”或“右”）移动光屏才可得到清晰的像；若不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，也能使光屏上的像变清晰，则该眼镜片是 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片； （5）利用上述器材，小明分别用两种方法测量该凸透镜的焦距。 方法一：小明将凸透镜固定于光具座某刻度处，再将蜡烛、光屏分别自透镜两侧缓慢靠近凸透镜，直至光屏上出现等大的清晰像，此时蜡烛与光屏的距离为50cm，则凸透镜的焦距为 cm； 方法二：小明将蜡烛放在距透镜较远处，移动光屏至某位置时，恰好在屏上成清晰的像；当蜡烛继续远离透镜时，在此处光屏上还能成清晰像。小明认为此时光屏与透镜间的距离即为透镜的焦距，用该方法测出的焦距与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 30．在光学作图中可用符号表示凸透镜，用符号表示凹透镜。它们的焦点和透镜中心可在主轴上分别用F和O来表示。图所示是光从空气通过凹透镜的光路图。图中光线Ⅰ表示平行于主轴的—条光线；光线Ⅱ表示通过凹透镜中心的一条光线；光线Ⅲ表示射向凹透镜焦点的一条光线，光线Ⅰ'、Ⅱ'、Ⅲ'分别表示了光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过凹透镜后的传播方向。 采用下述试验步骤，可粗略地测出一块凹透镜的焦距： 先在光具座上自左向右依次竖直放置一块凹透镜（焦距未知待测）、一块凸透镜（焦距已知为f）和一块平面镜，并将一个平行光源安装在凹透镜的左侧，使它能水平向右射出一束平行光；然后调节凹透镜、凸透镜和平面镜的高度，使它们的中心跟光源的中心大致在同一高度；最后打开光源，并调节凹透镜和凸透镜之间的距离，使光源发出的平行光通过两块透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，测出此时两透镜之间的距离（用d表示）。 根据上述实验过程，完成下列要求： (1)画出上述测定凹透镜焦距的原理图（用光路图来表示），并标出已知量和要测定的物理量 。 (2)这个凹透镜的焦距是 （用已知量的代数式表示）。 (3)说明在实验过程中能确认入射光束经平面镜反射后恰能沿原来光路返回的具体方法 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 透镜及其应用（实验题30道） 1．星城物理实验兴趣小组利用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”。 (1)实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的位置，使三者的中心在同一高度，如图甲所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距为 cm； (2)如图乙所示摆放蜡烛和凸透镜，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、 的 像，例如 就是利用这一原理工作的。 【答案】(1)10.0 (2) 缩小 实 照相机 【详解】（1）让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即焦点，焦点到光心的距离为焦距，则该凸透镜的焦距为 f=40.0cm-30.0cm=10.0cm （2）[1][2][3]如图乙所示摆放蜡烛和凸透镜，物距为 u=50.0cm-15.0cm=35cm>2f 根据凸透镜成像的规律可知，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一原理工作的。 2．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：    （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。由图乙可知，凸透镜的焦距为 cm； （2）点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在 。 【答案】 10.0 同一高度 【详解】（1）[1]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，这个光斑就是焦点，因此凸透镜的焦距为 （2）[2]蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上，目的是使像成在光屏中央。 3．在探究凸透镜成像规律实验中，如图乙所示，保持凸透镜的位置不变，先后将蜡烛放在主光轴上的a、b、c、d、e、g各点，并分别调整光屏的位置，使光屏上烛焰的像最清晰。 ①将蜡烛放在 点，所成的实像最小； ②将蜡烛放在b点时，蜡烛成倒立、 的实像； ③将蜡烛放在 点，光屏上的像最大； ④将蜡烛放在 点，光屏上没有像。 【答案】 a 等大 d e和g 【详解】由图可知，a、b、c、d四点均在凸透镜的焦点以外，都成实像； ①[1]将蜡烛放在a点时，物距最大，所成的实像最小。 ②[2]将蜡烛放在b点时，物距等于二倍焦距，成倒立、等大的实像。 ③[3]将蜡烛放在d点时，与a、b、c三点相比，此时物距最小，所成的实像最大，即光屏上的像最大。 ④[4]将蜡烛放在e点时，物距等于焦距，不成像；将蜡烛放在g点时，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，不能成在光屏上，故将蜡烛放在e和g点时，光屏上没有像。 4．在探究“凸透镜成像特点”的实验中： （1）让烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度； （2）已知该凸透镜焦距f=10.0cm； （3）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时，光屏上出现一个清晰倒立放大的像，这个像是 像（选填“实”或“虚”）； （4）请根据物距与像距大小关系，推断这个凸透镜的焦距可能是 （填序号）； A．5cm          B．10cm         C．15cm         D．20cm （5）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了； ①小明为了使光屏上再次得到清晰的像，应调整光屏向 （选填“左”或“右”）移动； ②小芳不移动光屏，将一个透镜放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像变清晰了，将光屏向左移动后，像变清晰了，则该透镜是 （选填“凸”或“凹”）透镜； （6）重新使蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图所示，然后把凸透镜换成平面镜，观察平面镜也能看到一个正立、放大的蜡烛的像，这个像位于标尺 cm处正上方，把光屏移到这个像所在的位置，光屏上 （选填“有”或“没有”）这个像。 【答案】 实 B 左 凸 65.0 没有 【详解】（3）[1]如图所示时，此时像距大于物距，光屏上出现一个清晰倒立、放大的像，实像能用光屏承接，所以这个像是实像。 （4）[2]由图可知，此时物距为 即 像距 即 综合①②得 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （5）①[3]把蜡烛向左移动一小段距离，此时物距变大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，要使光屏上再次得到清晰的像，应调整光屏向左移动。 ②[4]根据题意可知，把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，发现光屏上的像也变清晰了，将光屏向左移动后，像变清晰了，说明该眼镜片是能够让光起到会聚作用，即凸透镜。 （6）[5][6]平面镜成正立、等大的虚像，虚像不能在光屏上呈现，所以光屏上没有这个像，平面镜成像时像与物到平面镜的距离相等，蜡烛到平面镜的距离是15cm，所以光屏应放在65cm的刻度处。 5．小明做“探究凸透镜成像规律”的实验，选用的凸透镜焦距为10cm。 (1)蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰好能在光屏上接收到清晰的烛焰的像，但像没有成在光屏的中央。为了使像成在光屏的中央，应将凸透镜向 （选填 “上”或“下”）调节； (2)把蜡烛移到光具座25cm刻度线处，凸透镜不动，移动光屏，光屏上再次出现清晰倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像； (3)接着，小明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。保持蜡烛和凸透镜不动，当光屏向左移动适当距离后像再次清晰。由此推断。小明的眼镜属于 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 【答案】(1)下 (2)缩小 (3)凸透镜 【详解】（1）由图可知，像的位置偏高，根据凸透镜的三条特殊光线，光线过光心不改变方向，因此为了使烛焰升高，或应使凸透镜降低或使光屏升高。 （2）凸透镜位于50cm刻线处，蜡烛移至25cm刻度线处，物距 u=50cm-25cm=25cm 因为凸透镜的焦距f=10cm，u>2f，由凸透镜成像的特点可知，成倒立、缩小的实像。 （3）把眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏向左移动适当距离后像又清晰。说明该眼镜对光线具有会聚作用，为凸透镜。 6．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。 （1）小明的操作方案如图所示，他的方案 （选填“合理”或“不合理”），原因是 ； （2）小明采用正确的操作方案，适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，则该凸透镜的焦距为 cm； （3）若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距 （选填“大于”或“小于”）L。 【答案】 不合理 太阳光没有平行于凸透镜的主光轴入射 20 小于 【详解】（1）[1][2]如图，太阳光没有正对凸透镜，太阳光没有平行于凸透镜的主光轴入射，得到的交点不是凸透镜的焦点，所以方案不合理。 （2）[3]小明采用正确的操作方案，适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，这个点是凸透镜的焦点。焦点到凸透镜光心的距离是凸透镜的焦距，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，所以凸透镜的焦距。 （3）[4]若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明光斑已经从最小逐渐变大，光斑离焦点越来越远，则凸透镜的焦距小于L。 7．小刚用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，当蜡烛、凸透镜、光屏三者高度如图所示时，适当调节 的高度后便可开始实验；当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，在光屏上承接到一个清晰缩小的像，生活中的 就是根据该成像规律制成的；把蜡烛适当靠近凸透镜，应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能再次承接到清晰的像。    【答案】 蜡烛 照相机 远离 【详解】[1]探究凸透镜成像的规律时，要调节蜡烛、凸透镜、光屏三者同一高度，由图可知，蜡烛偏高，则要适当将蜡烛向下调节。 [2]当蜡烛距凸透镜25cm，即物距大于两倍焦距时，移动光屏，在光屏上承接到一个清晰缩小的像，照相机就是根据该成像规律制成的。 [3]把蜡烛适当靠近凸透镜，即物距变小，则像距变大，则应将光屏远离凸透镜，才能再次承接到清晰的像。 8．小明用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”。      （1）实验前应调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置，使三者的中心在 ，如图甲所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，此时在光屏上得到了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 cm。 （2）如图乙所示摆放蜡烛、凸透镜和光屏，烛焰所成的像是 （填“放大”、“缩小”或“等大”）的，生活中的 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该原理工作的。 （3）保持图乙所示的凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动15.0cm，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 移动一段距离。 【答案】 同一高度 10.0 缩小 照相机 右 【详解】（1）[1]实验前应调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置，使三者的中心在同一高度。 [2]一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，会聚于一点，凸透镜与光屏间的距离为焦距，该凸透镜的焦距为10.0cm。 （2）[3]如图乙所示，u=35cm﹥2f，所成的像是倒立、缩小的实像。 [4]照相机就是利用物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，像距在1倍焦距到2倍焦距之间这一原理工作的。 （3）[5]将蜡烛向右移动15.0cm，即物距变小，则像距变大，故要在光屏上得到清晰的像，光屏应向右移动一段距离。 9．小明为探究“凸透镜成像的规律”，准备了透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等器材进行实验。 (1)如图所示，调节好蜡烛、透镜与光屏的位置，光屏上成清晰的像。若保持蜡烛和光屏的位置不变，只将透镜移动至 cm刻度线处，光屏上可再次出现清晰、倒立、缩小的实像； (2)接下来小明提出问题：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，左右是否也是相反的？为了成像稳定且便于探究，小明找来由发光二极管组成的光源进行探究，则小明使用的是 （选填“①”“②”或“③”）。 ①A形光源    ②F形光源    ③H形光源 【答案】(1)55.0 (2)② 【详解】（1）蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示，光屏上成清晰的像，此时物距u=40.0cm -25.0cm=15.0cm 像距v=70.0cm -40.0cm=30.0cm 保持蜡烛与光屏在光具座上的位置不动，应将凸透镜移到光具座55.0cm刻线处，此时物距u=55.0cm-25.0cm=30.0cm 像距v=70.0cm-55.0cm=15.0cm 根据光路可逆，光屏上会再次出现清晰的像，该像是倒立、缩小的实像。 （2）探究凸透镜成实像时，像与物是否上下颠倒，左右是否也相反，需要选择上下、左右都不对称的物体，所以应选F形光源，故选②。 10．小阳在复习凸透镜成像实验时组装的实验装置如图甲所示。 (1)为了能够把像成在光屏的中心，他应将烛焰、凸透镜、光屏的中心调整到 。 (2)如果所用的凸透镜焦距为10cm，当光屏上成清晰像时三个元件的位置如图甲所示，光屏上所成的像是一个 实像，这一原理在生活中的应用为 。 (3)将蜡烛向右移动到35cm刻度线上，应向 调节光屏才能承接到清晰的像。 (4)利用作图的方法也可以确定成像的情况，于是小阳将甲图的成像情况用光路图画了出来，如图乙所示。并保持物距不变，在乙图的基础上又画出了凸透镜焦距分另为8cm和12cm时的成像情况，如图丙所示。结合图示的三次成像情况，请总结出凸透镜成像大小与焦距的关系（只写结论即可）。 (5)利用上一问的结论，当你利用手机相机对景物拍照时，为了能够扩大拍摄范围，在不改变自己位置时，你应将相机焦距适当调 （选填“大”或“小”）些。 【答案】(1)同一高度 (2) 倒立、放大 幻灯机（投影仪） (3)右 (4)成实像时，物距相同，焦聚越大所成的像越大 (5)小 【详解】（1）实验前，必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度处，这样烛焰的像才能成在光屏的中心。 （2）[1][2]由图可知，物距 u=50.0cm-32.0cm=18.0cm物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距在二倍焦距以外，成倒立、放大的实像，与投影仪的成像原理相同。 （3）将蜡烛向右移动到35cm刻度线上，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，光屏向右移动，光屏上成清晰的像。 （4）由图丙可知，物距不变时，凸透镜的焦距越大，成像越靠后，即像距越大像越大。 （5）在不改变自己位置时，即物距不变，为了能够扩大拍摄范围，根据成实像时，物距相同，凸透镜焦距越大所成的像越大可知，应该减小凸透镜的焦距，才能减小像距且像变小。 11．学习了透镜的知识以后，芳芳借来了爷爷的眼镜片进行了探究光学成像实验： (1)如图1所示，太阳光经过镜片在光屏上形成了一个最小最亮的光斑，由此判断，爷爷佩戴的是 （选填“近视镜”或“远视镜”），由图可知，该透镜的焦距是 cm； (2)点燃蜡烛后，调节烛焰中心、透镜中心和光屏中心大致在 ； (3)如图2，芳芳将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，生活中的 就是利用这个规律制成的； (4)芳芳将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处，在透镜位置不变时，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动，才能在光屏上再次成清晰的像； (5)芳芳将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处，此时 （选填“能”或“不能”）在光屏上接收到清晰的像； (6)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动； (7)某小组同学将发光的小灯泡放在该凸透镜的焦点处，在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中，光屏上的光斑大小将 。 【答案】(1) 远视镜 10.0 (2)同一高度 (3) 缩小 照相机 (4)远离 (5)不能 (6)上 (7)不变 【详解】（1）[1]凸透镜能将一束平行光会聚成一个最小、最亮的光斑，说明凸透镜对光线具有会聚作用，说明是凸透镜，凸透镜是远视镜。 [2]此时凸透镜与光屏间的距离为焦距，该凸透镜的焦距为 （2）点燃蜡烛后，为了使像成在光屏中央，所以需要调节烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心大致在同一高度上。 （3）[1][2]将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，物距为30cm，大于凸透镜的2倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，与照相机成的像相同，所以利用这个规律制成的是照相机。 （4）凸透镜成实像时，根据凸透镜成像的规律，物近像远像变大，物体靠近凸透镜，所成的像应远离凸透镜，所以将蜡烛移至光具座上35cm刻度线处，光屏远离凸透镜方向移动。 （5）将蜡烛移至光具座上45cm刻度线处，物距为5cm，小于凸透镜的1倍焦距，成的是正立、放大的虚像，所以不能在光屏上接收到清晰的像。 （6）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，根据经过凸透镜中心的光沿直线传播可知，光屏上的像向上移动；为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，可以将光屏向上移。 （7）小灯泡放在该凸透镜的一倍焦距处，经凸透镜折射后平行于主光轴，所以在透镜另一侧将光屏沿主光轴远离透镜的过程中，光屏上的光斑大小不变。 12．为了研究凸透镜的焦距与哪些因素有关，某小组同学选择了如图（a）所示的四个透镜（其中A、B和C、D分别是两组厚度相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成。 (1)若要探究“凸透镜的焦距与透镜材料的关系”，小组应选择图（a）中 做实验（选填字母）。 (2)若选择A和C两个透镜还可以探究“凸透镜的焦距与 的关系”小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图（b）所示。比较两次实验的现象，可以得到的初步结论是：当 。 (3)本实验采用的科学方法是 。 【答案】 A、B或C、D 厚度 平行于主光轴的光，经过凸透镜折射后经过异侧焦点 控制变量法 【详解】(1)[1]探究焦距与材料的关系，则应保证除材料不同外，其他条件均相同，则应选择A、B或C、D。 (2)[2]A和C两个透镜材料相同，厚度不同，则可用于探究凸透镜焦距与厚度的关系。 [3]比较实验现象可知，平行于主光轴的光，经过凸透镜折射后经过异侧焦点。 (3)[4]每次控制一个条件不同，其他条件相同，采用的是控制变量法。 13．小明利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。 （1）实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心在同一水平高度，这样做的目的是 ； （2）当蜡烛与凸透镜的位置如图所示时，在光屏上可得到烛焰清晰的、 （选填“放大”或“缩小” ）的像，生活中利用此成像规律制成的光学仪器是 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机” ）； （3）保持蜡烛与凸透镜位置不变，用另一个凸透镜替换原透镜，发现需将光屏向右移动才能在光屏上重新得到清晰的像，此时像与原来的像相比 （选填“变大”或“变小” ），新换用的凸透镜的焦距 （选填“大于”或“小于” ）原凸透镜的焦距； （4）如果小明只将图中的凸透镜换成薄玻璃板，前后移动光屏，他 （选填“能”或“不能” ）在光屏上直接观察到烛焰的像。 【答案】 使像成在光屏中央 缩小 照相机 变大 大于 不能 【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心在同一水平高度。 （2）[2][3]当蜡烛与凸透镜的位置如图所示，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。 （3）[4]保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动重新得到清晰的像，此时像距变大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，像会变大。 [5]根据将光屏向右移动重新得到清晰的像可知，此时像距变大，说明新凸透镜的聚光能力较弱，即新凸透镜的焦距更大。 （4）[6]光屏上能承接实像，不能承接虚像，若实验中将凸透镜换成薄玻璃板，玻璃板发生镜面反射成虚像，所以他不能在光屏上直接观察到烛焰的像。 14．小华同学利用焦距f为15cm的凸透镜、一个高度为3cm的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h分别记录在下表中。在验证得到凸透镜成缩小实像、放大实像的初步规律后，又做了进一步研究。 实验序号 物距u（cm） 像距v（cm） 像高h（cm） 1 60.00 20.00 1.00 2 45.00 22.50 1.50 3 33.75 27.00 2.40 4 27.50 33.00 3.60 5 25.00 37.50 4.50 6 22.50 45.00 6.00 ①分析比较实验序号1~6数据中物距 u、像距 v的变化情况及成像变化的情况，可得出的初步结论是 ； ②分析比较实验序号1~6数据中像距 v与物距 u的比值及像高与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时， ； ③小华同学在进一步分析比较表中的数据及成像情况后，提出了一个猜想：“当物体处于凸透镜的两倍焦距处，可能会成等大的实像”。 （a）在分析比较表中的数据及成像情况后，你是否同意小华的猜想，并简述理由： ； （b）为了验证该猜想，小华准备再添加些器材继续进行实验。在下列所提供的器材中 ，你认为最需要添加的实验器材是 ；（选填序号） A．若干个高度不同的发光体     B．若干个焦距不同的凸透镜 C．若干个大小不同的光屏     D．若干个长度不同的光具座 【答案】 凸透镜成实像时，物距u减小，像距v变大，像变大 像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值 见解析 B 【详解】[1]分析实验1~6的数据可得，物距不断减小，像距不断增大，像的高度不断增大，由此我们可以得出：凸透镜成实像时，物距u减小，像距v变大，像变大。 [2]由表格中第一组数据，像距v与物距u的比值 像高与物高的比值为 第二组数据，像距v与物距u的比值 像高与物高的比值 同理，可计算其它组数据，像距 v与物距 u的比值及像高与物高的比值都相同，分别为 、 、 、 ，可得：凸透镜成实像时，像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值。 [3]根据实验数据可知：物距大于2倍焦距成缩小的像，物距小于2倍焦距而大于1倍焦距时成放大的像，就有可能物距等于2倍焦距时成等大的像，所以小华的猜想是合理的。 [4]A．若干个高度不同的发光体，通过凸透镜成像时，会在光屏上呈现高度不同的像，但是不能研究这一规律对于不同的透镜是否成立，故A不符合题意。 B．一次实验具有偶然性，换用焦距不同的凸透镜，多次实验，可以探究焦距不同时这个规律是否成立，得出普遍规律，故B符合题意。 C．探究凸透镜成像时，使用光屏是为了看到清晰的实像，与凸透镜的成像规律无关，故C不符合题意。 D．使用光具座是为了能直接读出像距和物距，凸透镜成像与光具座的长短无关，故D不符合题意。 故选B。 15．用如图所示装置“探究凸透镜成像的规律”实验。（所用凸透镜的焦距为10cm） (1)实验前，应将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在 ，目的是 。 (2)如图所示，烛焰恰好能在光屏上形成清晰的像，此像是倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。 (3)保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，光屏上也能成清晰的像，此像是倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。 (4)如果用遮光板挡住透镜的上半部分，将会在光屏上看到______。（填正确选项前的字母） A．烛焰像的下半部分 B．烛焰像的上半部分 C．烛焰完整的像，像的亮度变暗 D．烛焰完整的像，像的亮度不变 (5)由于蜡烛燃烧变短，发现光屏上的像偏上，为使像仍能成在光屏中央，应将凸透镜向 （选填“上”或“下”）调节。 (6)保持透镜位置不变，将蜡烛移到光具座40cm处，在透镜右侧无论怎样移动光屏都无法承接到烛焰的像（光具座足够长），出现这种现象的原因可能是 。 【答案】(1) 同一水平高度 使像成在光屏的中央 (2)缩小 (3)放大 (4)C (5)下 (6)蜡烛在凸透镜1倍焦距内 【详解】（1）[1][2]]将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一水平高度，目的是使像成在光屏的中央。 （2）由图可知，烛焰恰好能在光屏上形成清晰的像，此时物距大于像距，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。 （3）保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调，光屏上也能成清晰的像，此时物距小于像距，蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，成倒立、放大的实像。 （4）遮光板挡住透镜的上半部分，光仍可以透过透镜下半部分成像，只是透过光线减少，像变暗，会在光屏上看到蜡烛完整的像，像的亮度变暗，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （5）由于蜡烛燃烧变短，发现光屏上的像偏上，根据经过光心的光线传播方向不变，为使像仍能成在光屏中央，应将凸透镜向下调节。 （6）如图所以，烛焰恰好能在光屏上形成清晰的像，此时物距大于像距，像在一倍焦距和二倍焦距之间，此时像距是15cm，即 将蜡烛移到光具座40cm处，此时物距是5cm，此时蜡烛在一倍焦距内，不能成实像，无论怎样移动光屏都无法承接到烛焰的像。 16．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 （1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为 ； （2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰 （选填“放大”“等大”“缩小”）的像，若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上 （选填“能”“不能”）看到清晰的像； （3）在（2）中将蜡烛与光屏位置对调后的场景下，该同学取了一幅眼镜给水透镜“戴上”，如图丙所示，发现光屏上的像变模糊，当往水透镜中加入适量的水后，发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该眼镜是 眼镜（选填“近视”“远视”）。 【答案】 9.0 缩小 能 近视 【详解】（1）[1]如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，该最小最亮的光斑为焦点，则此时水透镜的焦距为 （2）[2]该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，此时物距大于像距，恰能在光屏上看到清晰缩小的像。 [3]若仅将蜡烛与光屏位置对调，由光路可逆得，像距变为原来的物距，物距变为原来的像距，则在光屏上能看到清晰的像。 （3）[4]在（2）中将蜡烛与光屏位置对调后的场景下，该同学取了一幅眼镜给水透镜“戴上”，如图丙所示，发现光屏上的像变模糊，当往水透镜中加入适量的水后，水透镜变厚，会聚能力变强，发现烛焰的像再次变得清晰，说明水透镜“戴上”眼睛后，像距变大，由此判断该眼镜是近视眼镜，对光线具有发散作用。 17．在探究“凸透镜成像的规律”的实验中，进行如下实验。    （1）如图甲所示，测得本实验所用凸透镜的焦距为 。在光具座上调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们的中心大致在 。如图乙所示，光屏上成倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的实像； （2）人的眼睛是通过改变晶状体的厚度来看清远近不同物体的，现将图乙中虚线圆圈部分当做人的“眼睛”，当蜡烛远离“眼睛”时，“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其 （选填“变薄”或“变厚”），改变其对光线的偏折能力，从而在光屏上成清晰的像。若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度，则该“眼睛”为 （选填“近视眼”或“远视眼”），应该配戴 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）进行矫正。 【答案】 10.0 同一高度 缩小 变薄 近视眼 凹透镜 【详解】（1）[1]如图甲所示，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，图中刻度尺的分度值为1cm，所以测得本实验所用凸透镜的焦距为10.0cm。 [2]为了使像成在光屏的正中央，便于观察，在光具座上调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们的中心大致在同一水平高度上。 [3]如图乙所示，物距为 物距大于2倍的焦距，根据凸透镜成像的规律，光屏上成倒立、缩小的实像。 （2）[4]当蜡烛远离“眼睛”时，相当于物距变大，像距变小，为了让像重新成在光屏上，即像距要变大，折射应降低会聚能力，所以“眼睛”需调节凸透镜的厚度使其变薄，改变其对光线的偏折能力，从而在光屏上成清晰的像。 [5][6]若该“眼睛”无法调节凸透镜达到应有的厚度，则像会成在光屏之前，所以该“眼睛”为近视眼，为了降低会聚能力，应该配戴凹透镜进行矫正。 18．某学习小组探究凸透镜成像的规律实验： (1)安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置，使它们三者中心大致在 ，目的是 。 (2)通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像，如图甲所示，则该凸透镜的焦距是 cm。 (3)当蜡烛在如图乙所标位置时，调节光屏的位置可在光屏上得到一个倒立、放大的实像，生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的。 (4)小新借来物理老师的眼镜，将其放在图乙中的蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明该物理老师的眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜。 (5)小新认为可利用“F”形状LED灯替代蜡烛作为光源，这样改进的好处是 。（写一条即可） 【答案】(1) 同一高度 使像成在光屏中央 (2)10 (3)投影仪 (4)近视 (5)见解析 【详解】（1）[1][2]调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一直线上以及同一水平高度的目的：让烛焰的像能成在光屏的中央。 （2）根据凸透镜的成像规律可知，当物距等于像距时，物距和像距都等于两倍焦距，由图甲知， 故凸透镜的焦距为 （3）根据题图乙可知，此时物距小于像距，根据凸透镜的成像规律可知，此时物距大于一倍焦距小于两倍焦距，像距大于两倍焦距，成倒立放大的实像，生活中的投影仪就是利用该成像原理工作的。 （4）根据题意可知，向右移动光屏后，光屏上的像又变清晰了，说明光线相较之前被发散了，说明在蜡烛和凸透镜之间放了一个凹透镜，凹透镜是用来矫正近视眼的，故该物理老师的眼镜是近视眼镜。 （5）用F形光源代替蜡烛进行实验，这样所成的像更稳定或F形光源更环保、安全或LED灯亮度强。 19．小明用硬纸板制作一个长方体暗箱，配置合适的凸透镜制成一个简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，白屏上便能观察到放大的视频画面： [设计与制作] (1)如图甲所示，将凸透镜正对着太阳光，来回移动光屏，在光屏上找到最小、最亮的光斑，测出焦距为 cm，； (2)如图乙，制作时使凸透镜、手机和白屏三者中心在同一水平直线上，目的是 ；现有宽和高均为18cm，长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒，则他应选择长度为 cm的纸盒做暗箱； (3)为了使投影仪具有更好的观影效果，手机屏幕应该选图丙中的 （A/B）的放置方式。 [优化与改进] (4)小明给暗箱设计了一个抽屉，如图丁所示。这样设计的优点是： ； (5)观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图戊所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，则这块透镜是 透镜。为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动。 【答案】(1)20.0 (2) 使像成在白屏中央 40 (3)B (4)便于改变物距 (5) 凸 靠近 【详解】（1）将凸透镜正对着太阳光，来回移动光屏，在光屏上找到最小、最亮的光斑，测量出光屏与透镜之间的距离为20.0cm，它的焦距为20.0cm。 （2） [1]制作时使凸透镜、手机和白屏三者中心在同一水平直线上，目的是使清晰的像成在光屏的中央。 [2]要制作投影仪，在光屏上成倒立放大的实像，物距必须在一倍与二倍焦距之间，现有宽和高均为18cm，长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒，则他应选择长度为40cm的纸盒做暗箱。 （3） 投影仪在光屏上成的是倒立放大的实像，为了使投影仪具有更好的观影效果，为了在屏幕上看到正立的像，手机屏幕应该倒立放置，选图丙中B的放置方式。 （4）抽屉设计使得凸透镜与手机屏幕的相对距离可以灵活调整，即便于改变物距。 （5）[1][2]观影时小明发现白屏上的画面偏暗，于是在暗箱上开槽，如图戊所示，插入某种类型的透镜后，画面的亮度增强，但模糊不清，则这块透镜对光有会聚作用，是凸透镜。为了得到清晰的像，他接下来应将白屏向靠近凸透镜方向移动。 20．某小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中 (1)先调整 、光屏和凸透镜的中心在同一高度上，目的是 ； (2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上恰能呈现烛焰倒立、 的清晰实像，此时光在光屏上发生 反射； (3)光具座上凸透镜的焦距可能是 （选填“5”“10”或“20”）cm； (4)保持凸透镜位置不变，为使图中光屏上的像变大，正确的操作是 。 【答案】(1) 烛焰 使像成在光屏中央 (2) 缩小 漫 (3)10 (4)将蜡烛靠近凸透镜，向右调节光屏，使光屏上呈现清晰的像 【详解】（1）[1][2]实验中调整烛焰、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上，目的是使像成在光屏中央。 （2）[1][2]由图可知，此时物距大于像距，则物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、缩小的实像，此时在光屏侧面也能看见成像，故光在光屏上发生漫反射。 （3）由图可知，刻度尺的分度值为1cm； 物距u=50.0cm-20.0cm=30.0cm 像距v=65.0cm-50.0cm=15.0cm 则30.0cm＞2f，f＜15.0cm＜2f 解得7.5cm＜f＜15.0cm，则光具座上凸透镜的焦距可能是10cm。 （4）保持凸透镜位置不变，为使图中光屏上的像变大，由凸透镜成实像的规律可知，应减小物距，并适当增大像距，则正确的操作是将蜡烛靠近凸透镜，向右调节光屏，使光屏上呈现清晰的像。 21．在探究凸透镜成像规律的实验中，小华同学选择焦距为的凸透镜、蜡烛、光屏和光具座进行实验。如图所示。 （1）他先点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调整到一条与光具座 的直线上。 （2）保持凸透镜如图所示位置不变，将蜡烛由远到近逐渐向凸透镜方向移动到刻度线处，移动光屏到某位置，在光屏上得到清晰倒立、 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像。 （3）轻轻吹蜡烛的火焰，使它向左侧偏斜，此时观察到火焰的像是向 （选填“左侧”或“右侧”）偏斜。 （4）现保持成像后凸透镜和光屏位置不变，仅将蜡烛移动到刻度线处，在光屏上不能得到清晰的像。如果把凸透镜看做人眼的晶状体，光屏看做人眼的视网膜，则该成像情况相当于 （选填“近视眼”或“远视眼”）看物体。此时，要使光屏上成清晰的像，可以在烛焰和凸透镜之间的适当位置添加 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 【答案】 平行 缩小 右侧 远视眼 凸透镜 【详解】（1）[1]把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到一条与光具座平行的直线上，即在同一高度上，其目的是使像成在光屏中央。 （2）[2]已知f=10cm，将蜡烛由远到近逐渐向凸透镜方向移动到10cm刻度线处，此时的物距u＞2f，则光屏上成倒立、缩小的实像。 （3）[3]由于凸透镜所成的实像与物体是上下颠倒，左右相反的，轻轻吹蜡烛的火焰，使它向左侧偏斜，根据凸透镜成实像时左右相反，则会发现光屏上的像向右倾斜。 （4）[4]保持成像后凸透镜和光屏位置不变，仅将蜡烛移动到25cm刻度线处，物距变小了，则像距变大，即像成在了光屏的后方，相当于远视眼。 [5]要使光屏上成清晰的像，需要时折射光线会聚一些，所以可以在烛焰和凸透镜之间的适当位置添加一个凸透镜。 22．（1）在“探究凸透镜成像的规律”实验中。 （1）让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距 cm； （2）在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是 ； （3）如图乙所示，将凸透镜固定在50cm刻度线处，将点燃的蜡烛移动到35cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的 （选填“实”或“虚”）像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）； （4）在如图乙所示的实验基础上，将点燃的蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏适当向 （选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像，且成的像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （5）实验过程中，由于蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像将向光屏的 （选填“上半部”或“下半部”）移动。 【答案】 10.0 使像成在光屏的中心 实 投影仪 左 变小 上半部 【详解】（1）[1]让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，最小最亮的光斑为焦点，由图甲得，该凸透镜的焦距 f=40.0cm-30.0cm=10.0cm （2）[2]为了使像成在光屏的中心，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。 （3）[3][4]将凸透镜固定在50cm刻度线处，将点燃的蜡烛移动到35cm刻度线处，此时物距为 u=50cm-35cm=15cm 此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距根据凸透镜成像的特点可知，此时凸透镜成倒立放大的实像，投影仪是利用该原理成的像。 （4）[5][6]根据凸透镜成像的规律，成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小，所以在如图乙所示的实验基础上，将点燃的蜡烛向左移动一段距离后，物距变大，像距变小，应将光屏适当向左移动才能在光屏上成清晰的像，像距变小，成的像变小。 （5）[7]实验过程中，由于蜡烛燃烧变短，由过光心的光线传播方向不变，烛焰在光屏上的像将向光屏的上半部移动。 23．如图所示，小洁用凸透镜（相当于眼球）和光屏（相当于视网膜），模拟出有某种眼疾的眼睛看近处物体S时的示意简图。 （1）图1模拟的是 眼（选填“近视”、“远视”）的成因； （2）图2模拟眼睛戴上A透镜（图中用粗线表示）后，S能在光屏上成像，其中，光线d是光线a经过A透镜后的折射光线； ①A透镜是 （选填“凸”、“凹”）透镜； ②图2已画出光线c到达光屏的光路图，请画出光线d经过透镜后到达光屏的光路图；( ) （3）通常把透镜焦距f的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示。则Φ= （根据定义写出表达式），若某透镜焦度为2m-1，则其焦距f= m。 【答案】 远视 凸 0.5 【详解】（1）[1]由图1可知，光线会聚到视网膜的后方，这应该是模拟远视眼的成因。 （2）①[2]远视眼的晶状体变薄，折射能力弱，所以要配戴凸透镜。 ②[3]光线d经晶状体折射后，光线刚好会聚在视网膜上，故如图所示 （3）[4][5]由题意可知，因为透镜焦距f的倒数叫做透镜焦度，则，若某透镜焦度为2m-1，即 解得，其焦距f=0.5m。 24．在探究凸透镜成像规律时，小明用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，实验装置如图所示： （1）将光源、凸透镜、光屏依次放在光具座上。调节光源凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一 ，其目的是使像成在 ； （2）为了确定凸透镜的焦距，小明将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个 （选填“亮点”或“亮环”）为止，测得它与凸透镜中心的距离为10.0cm，确定出焦距f= cm（选填“5.0”或“10.0”）； （3）凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小明将光源移至光具座30cm刻度线处，再移动光屏至如图所示位置，光屏上会出现清晰 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向 （选填“左”或“右”）移动，以获得清晰的实像。 【答案】 高度 光屏中央 亮点 10.0 缩小 左 【详解】（1）[1][2]实验中调节光屏、凸透镜、光源的中心大致在同一高度处，是为了使烛焰的像能成在光屏的中央。 （2）[3]为了确定凸透镜的焦距，首先要找到凸透镜的焦距，所以将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的点，便为焦点。 [4]焦点到凸透镜中心的距离为10.0cm，所以此凸透镜的焦距为10.0cm。 （3）[5]由（2）知，实验用凸透镜的焦距f=10cm，所以二倍焦距 2f=20cm 凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小明将光源移至光具座30cm处，所以此时物距 u=30cm>2f 所以成倒立、缩小的实像。 [6]若将光源远离凸透镜，则物距增大，根据凸透镜成像的规律得，像距要减小。所以光屏要靠近凸透镜即向左移动。 25．某实验小组用焦距为10 cm的凸透镜合作探究“凸透镜成像规律”。 （1）在探究过程中，他们将蜡烛、凸透镜、光屏固定在光具座上，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，你认为可能的原因是 。（写出一条即可） （2）上述问题解决后，他们将蜡烛、凸透镜固定在光具座如图位置，移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立、 的实像。利用此原理工作的光学仪器有 。接下来他们保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛的方向移动，光屏上再次出现了一个倒立、 的实像。 （3）实验过程中由于蜡烛燃烧变短，使蜡烛的像成在了光屏中心的上方，要使像成在光屏的中心，只调节凸透镜，应将凸透镜向 调。 【答案】 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上 缩小 照相机 放大 下 【详解】（1）[1]探究凸透镜成像的实验中，首先应把蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上，且要调整到同一高度，目的是为了成像能成在光屏的正中央；所以如果烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，会找不到像。 （2）[2][3]由图可知，此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知成倒立缩小的实像；照相机就是利用凸透镜成倒立缩小实像的原理制成的。 [4]将凸透镜向蜡烛方向移动时，物距变小，像距变大，根据光路的可逆性，当物距与像距与上次正好颠倒时，能够成倒立放大的实像。 （3）[5]根据经过光心的光线传播方向不变的特点知，烛焰、凸透镜、光屏是在一条直线上的；若像成在了光屏中心的上方，当凸透镜向下移时，光屏上的像也会向下移动，即应将凸透镜向下调。 26．在探究“凸透镜成像规律”的实验中。 （1）如图甲，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， 然后在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和光屏，将焰心、透镜中心、光屏中心调在 ； （2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、 （填“放大”或“缩小”）的实像。若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至 刻度线处，光屏上能再次星现清晰的像.此时成的是倒立、 的实像； （3）如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中 处能观察到烛焰的像； （4）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向 （选填“上”或“下”）移动。 【答案】 10.0 凸透镜的主光轴上 放大 40 缩小 B 上 【详解】（1）[1]光屏上出现一个最小最亮的光斑，这个光斑即为凸透镜的焦点，焦点到凸透镜镜光心的距离为焦距，由图可知，刻度值的分度值为lcm，读数时估读到分度值的下一位，凸透镜的焦距为10.0cm。 [2] 为了使烛焰的像显示在光屏的中央。将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具座上，调整焰心、透镜中心、光屏中心使三者的中心在同一水平高度上。 （2）[3]当蜡烛与凸透镜的距离如图乙时，此时的物距为15.0cm，大于一倍焦距而小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时在光屏上的像为倒立、放大的实像。 [4][5]若保持蜡烛和光屏位置不变，根据凸透镜成像中的光路可逆可知，移动透镜至40cm刻度线处，此时的像距刚好与移动之前的物距相等为15.0cm，此时物距为30.0cm，即物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，在光屏上成的是倒立、缩小的实像。 （3）[6] 保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，此时的物距为6.0cm，即小于一倍焦距，此时的像和物体在同一侧，成正立、放大的虚像，所以人眼在图中B处能观察到烛焰的像。 （4）[7] 实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，以通过光心的这一条特殊的光线为例，蜡烛未缩短之前，烛焰中心的发出的光是在水平位置的，随着蜡烛的不断缩短，烛焰中心发出的光线开始向上倾斜，导致光屏上的像向上移动。 27．实验小组的同学用如图所示的装置来探究“近视眼的缺陷”。他们用蜡烛代表眼睛观察的物体，用凸透镜代表眼球的晶状体，用光屏代表视网膜。为判断近视眼不戴眼镜时物体成的像在视网膜前还是视网膜后，小明提出如下实验方案： 先不给凸透镜戴眼镜，让烛焰在光屏上成像，然后给凸透镜戴上眼镜，移动光屏，再次让烛焰在光屏上成像，比较两次像距的大小。 实验时，要注意调节烛焰、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在 ，这样做的目的是 。 下表是小明通过实验测得的数据： 实验序号 物距u/cm 不戴眼镜的像距v1/cm 戴眼镜的像距v2/cm 像的性质 1 45.0 12.5 13.8 倒立缩小 2 40.0 13.5 14.2 倒立缩小 3 30.0 15.0 16.0 倒立缩小 4 15.0 30.0 35.6 倒立放大 （1）小组同学通过分析认为，第 次数据是无效的，原因是 ； （2）分析表格中的数据，我们发现，v1 （选填“>”“<”或“=”）v2，所以近视眼镜的作用是使像 （选填“远离”或“靠近”）晶状体。那么近视眼不戴眼镜时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜的 （选填“前”或“后”）方； 小华进一步思考后提出另一实验方案∶ 先给凸透镜戴上眼镜，让烛焰在光屏上成像，然后取下眼镜，再让烛焰在光屏上成像，比较两次像距的大小； （3）你认为小华的实验方案 （选填“可行”或“不可行”）。 【答案】 凸透镜的主光轴上 使烛焰的像成在光屏中间 4 眼睛不可能成倒立放大的像 < 远离 前 可行 【详解】[1][2]实验时，要注意调节烛焰、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，这样做的目的是使烛焰的像成在光屏中间。 （1）[3][4]第4次数据是无效的，因为眼睛不可能成倒立放大的像 。 （2）[5][6]分析表格中的数据，我们发现，v1<v2，所以近视眼镜的作用是使像远离晶状体。 [7]近视眼不戴眼镜时，对光的会聚能力增强，物体通过晶状体所成的像落在视网膜的前方。 （3）[8]凸透镜戴上眼镜，让烛焰在光屏上成像，然后取下眼镜，再让烛焰在光屏上成像，比较两次像距的大小，可以探究“近视眼的缺陷”，所以小华的实验方案可行。 28．小李用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等器材探究凸透镜成实像的规律。 （1）小李让一束平行于透镜主光轴的光射向凸透镜，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图1所示。由图可知，凸透镜对光有 作用，该凸透镜的焦距是 cm； （2）实验中，小李依次改变蜡烛的位置，移动光屏找到清晰的像，记录了下表所示的数据； 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 物距/cm 50 40 35 30 25 20 15 像距/cm 12.5 13.3 14.0 15.0 16.7 ___________ 30 分析数据时，小李发现第六次的像距忘记记录了，根据规律你认为是 cm，第3次实验中，凸透镜所成的像为倒立、 的实像，实验进行一段时间后蜡烛变短了，要使蜡烛的像仍在光屏中心，应将光屏向 移动； （3）实验后，小李总结了凸透镜成实像的规律。图1乙中，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，小李正确判断出了这是倒立、 的实像；如果保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动中间的凸透镜可使光屏上再次出现一个清晰的像，则应向 移动凸透镜； （4）小李观察到十字路口处安装的监控摄像头，如图2甲所示。它可以拍下违章行驶的汽车照片，摄像头的镜头相当于一个凸透镜，此时汽车距镜头的距离 2倍焦距（选填“大于”、“等于”或“小于”）。乙、丙是一辆汽车经过十字路口时，先后拍下的两张照片，可以看出汽车是 （选填“靠近”或“远离”）摄像头。 【答案】 会聚 10.0 20 缩小 上 放大 右 大于 远离 【详解】（1）[1]由图知，凸透镜对光线有会聚作用。 [2]最小、最亮的光斑即为凸透镜的焦点，所以焦距为 （2）[3]分析数据时，第六次的物距为20cm，等于二倍焦距，此时凸透镜成的像为倒立等大的像，则第六次的像距为20cm。 [4]由上表可知，第3次实验中，故凸透镜所成的像为倒立、缩小的实像。 [5]根据光线过光心不改变方向，蜡烛燃烧时变短了，像会往上移动，要使像成在光屏的中央位置，光屏应向上移动。 （3）[6]如图，物距小于像距，成倒立、放大的实像。 [7]当蜡烛和光屏的位置不变时，只移动中间的凸透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，根据凸透镜成像时光路的可逆性可得，此时要让物距增大，像距缩小，当凸透镜移动到物距和原来的像距刚好相等时，凸透镜可以成一个倒立缩小的实像，即此时应将凸透镜向右移动。 （4）[8]根据图片可知，汽车的像小于汽车本身的大小，由凸透镜的成像规律克制，此时汽车距镜头的距离大于2倍焦距。 [9]根据先后拍下的两张照片乙、丙可知，像的大小在减小，则物距变大，即汽车是远离摄像头。 29．在“探究凸透镜成像规律”实验中： （1）组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于 ； （2）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰像，生活中应用该成像原理制作的光学仪器是 （选填“照相机”、“放大镜”或“幻灯机”）； （3）实验过程中，燃烧的蜡烛变短了，可将凸透镜的高度调 （选填“高”或“低”）些，使像再次呈现在光屏中央； （4）把蜡烛向左移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了，则需向 （选填“左”或“右”）移动光屏才可得到清晰的像；若不移动光屏，将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间，也能使光屏上的像变清晰，则该眼镜片是 （选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片； （5）利用上述器材，小明分别用两种方法测量该凸透镜的焦距。 方法一：小明将凸透镜固定于光具座某刻度处，再将蜡烛、光屏分别自透镜两侧缓慢靠近凸透镜，直至光屏上出现等大的清晰像，此时蜡烛与光屏的距离为50cm，则凸透镜的焦距为 cm； 方法二：小明将蜡烛放在距透镜较远处，移动光屏至某位置时，恰好在屏上成清晰的像；当蜡烛继续远离透镜时，在此处光屏上还能成清晰像。小明认为此时光屏与透镜间的距离即为透镜的焦距，用该方法测出的焦距与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 【答案】 凸透镜主光轴上 照相机 低 左 近视 12.5 偏大 【详解】（1）[1]调整实验仪器时，应使烛焰和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，这样成像才在光屏中间。 （2）[2]由图示知，凸透镜与蜡烛的距离大于凸透镜与光屏的距离，即物距大于像距，所以在光屏上成的是缩小、倒立的实像，照相机便是用这一原理工作的。 （3）[3]蜡烛变短了，烛焰移到主光轴的下方，所成的像将移到主光轴的上方，若使像再次呈现在光屏中央，可调高光屏或调低凸透镜。 （4）[4]把蜡烛向左移，物距变大，则像距应变小，所以要向左移动光屏才能再次成清晰的像。 [5]不移动光屏，可在烛焰和凸透镜间放一个凹透镜即近视眼镜，将光线先发散，则成的像会变远，才能在光屏上再次成清晰的像。 （5）[6]由题意知，蜡烛与光屏的距离为50cm时，光屏承接到的像是等大的，则此时的物距等于像距，所以物距等于25cm，那么此时有物距是二倍焦距，所以此凸透镜的焦距 f=12.5cm [7]由题意知，蜡烛一开始在光屏上成的是缩小倒立的实像，此时像距较远，则物距较近，而物距是大于一倍焦距而小于二倍焦距，且将透镜继续远离至某个位置时，光屏上依然能承接到清晰的像，则是像足够远了，像几乎成在一倍焦距处了，所以可以认为此时光屏与透镜的距离即是焦距，但此法得到的焦距会比真实值要大，因为虽然像距离无限接近焦距，但并不是在焦距处，而是比焦距大一点点。 30．在光学作图中可用符号表示凸透镜，用符号表示凹透镜。它们的焦点和透镜中心可在主轴上分别用F和O来表示。图所示是光从空气通过凹透镜的光路图。图中光线Ⅰ表示平行于主轴的—条光线；光线Ⅱ表示通过凹透镜中心的一条光线；光线Ⅲ表示射向凹透镜焦点的一条光线，光线Ⅰ'、Ⅱ'、Ⅲ'分别表示了光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ通过凹透镜后的传播方向。 采用下述试验步骤，可粗略地测出一块凹透镜的焦距： 先在光具座上自左向右依次竖直放置一块凹透镜（焦距未知待测）、一块凸透镜（焦距已知为f）和一块平面镜，并将一个平行光源安装在凹透镜的左侧，使它能水平向右射出一束平行光；然后调节凹透镜、凸透镜和平面镜的高度，使它们的中心跟光源的中心大致在同一高度；最后打开光源，并调节凹透镜和凸透镜之间的距离，使光源发出的平行光通过两块透镜后入射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，测出此时两透镜之间的距离（用d表示）。 根据上述实验过程，完成下列要求： (1)画出上述测定凹透镜焦距的原理图（用光路图来表示），并标出已知量和要测定的物理量 。 (2)这个凹透镜的焦距是 （用已知量的代数式表示）。 (3)说明在实验过程中能确认入射光束经平面镜反射后恰能沿原来光路返回的具体方法 。 【答案】(1) (2)凹透镜的焦距，也就是O1F1的距离， (3)在光具座上水平移动平面镜，镜面上光斑面积的大小和位置基本不变 【详解】（1）“经过平面镜反射后，反射光能沿着原来的光束返回”，而平面镜又竖直放置，说明透过凸透镜的光线为平行光。所以，透过凹透镜后的光线必过凸透镜的焦点或光线的延长线过焦点。 （1）当凸透镜的焦点位于凸透镜与凹透镜之间时，因为从凹透镜出来的光线为发散光线，所以不可能经过凸透镜焦点； （2）当凸透镜焦点位于凹透镜左边时，则可能从凹透镜出来的光线的反向延长线经过凸透镜的焦点；而射入凹透镜的光线为平行光线，故从凹透镜出来的光线的反向延长线也经过凹透镜的焦点，因而凹透镜的焦点与凸透镜的焦点重合，故作图如下： （2）凸透镜的焦距为f，即O2F2的距离，凹透镜的焦距为f凹，即O1F1的距离，两透镜之间的距离为d，由图可得 f凹=f-d （3）在光具座上水平移动平面镜，如果镜面上光斑面积的大小和位置基本不变，就能确认入射光束经平面镜反射后恰能沿原来光路返回。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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