2021学年第五节 科学探究：凸透镜成像同步练习题

这是一份2021学年第五节 科学探究：凸透镜成像同步练习题，共12页。试卷主要包含了在探究“凸透镜成像规律”实验中等内容，欢迎下载使用。

1．某物理兴趣小组在做”探究凸透镜成像的规律”实验时，进行了如下操作：
（1）从左到右在光具座上依次安放蜡烛、凸透镜、光屏，点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心大致在 ___________。
（2）当蜡烛距凸透镜20cm时，把光屏移至适当位置，恰能在光屏上得到一个等大清晰的像，则凸透镜的焦距是 ___________cm。
（3）当蜡烛放在如图所示位置时，调节光屏至适当位置，可在光屏上得到一个倒立、___________的实像。
2．在探究“凸透镜成像规律”实验中：

（1）如图甲，凸透镜的焦距为______ cm；
（2）实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在______；
（3）实验中发现光屏上的像如图丙所示，可将光屏向______（填“上”或“下”）移动，使像成在光屏中心；
（4）如图乙，光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像，此时光屏上成倒立______的实像；
（5）如图乙，在蜡烛和凸透镜之间放一个近视镜，发现像变模糊，蜡烛应______（填“远离”或“靠近”）凸透镜，才能重新在光屏上得到烛焰清晰的像。
3．小海用图1装置进行“探究凸透镜成像的规律”实验。

（1）挑选透镜时，小海把两个透镜甲、乙分别正对太阳光，在光屏上出现了如图2所示光斑，他应该选择______ （选填“甲”或“乙”）透镜来进行实验；
（2）选好透镜后，小海将凸透镜正对太阳光，调节凸透镜与光屏间的距离，直到光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图3所示，凸透镜的焦距是______ cm；
（3）实验前应调节烛焰中心、透镜中心，光屏中心在______，实验时凸透镜位于50cm刻度线处，使蜡烛位于25cm刻度线处，移动光屏，在光屏上成清晰倒立的、______ （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，______ （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）是依据此原理制成的。若此时固定透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，光屏上______选填“能”、或“不能”）成清晰的像。
（4）给凸透镜“戴上”一副“近视眼镜”，发现光屏上的像变得模糊，为了再次得到清晰的像，光屏应______ （选填“靠近”或“远离”）透镜。
4．在探究“凸透镜成像的规律”实验前，应调节_______、凸透镜、光屏的中心在同一高度：实验时，将蜡烛放在甲图所示的位置，在光屏上看到一个清晰的、等大的实像，这个凸透镜的焦距是_______cm；乙图中，能够观察到烛焰所成虚像的是_______（选填“A”或“B”）。
5．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。
（2）如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是________的实像（选填“放大”或“缩小”）。若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至_______cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像。
（3）课后，小丽和小明又尝试，当他们相距2m，通过同一块焦距为15cm的凸透镜观看对方，小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，则下列说法中不正确的是（____）
A．此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内
B．若图片中小丽的手将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像有可能变大
C．小丽从透镜中看不到小明的像
D．小丽从透镜中看到小明倒立缩小的像
6．小聪在探究凸透镜成像规律过程中，将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，移动光屏观察到最清晰的像时，位置如图所示，此时光屏上形成了一个倒立、______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像，作出这一成像判断的依据是 ______；若保持透镜的位置不变，将蜡烛移到“35cm”刻度线位置，蜡烛所成像与透镜的距离应该比原来 ______（选填“近”、“远”或“不变”），所成像的大小相比原来应该变 ______；当蜡烛推到“43cm”刻度线位置，蜡烛所成像要检验是虚像还是实像，可以进行的操作是取下光屏，从右侧通过透镜观察蜡烛成的像，在像处 ______。
7．小亮在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，经历了以下过程．
（1）在阳光下测定凸透镜的焦距（如图甲所示）．实验表明，凸透镜对光线有________作用，该凸透镜的焦距为________ cm；
（2）点燃蜡烛后，调节烛焰中心、________中心和光屏中心大致在同一高度上；
（3）在实验过程中，当蜡烛与透镜的距离如图乙所示时，在光屏上可得一个清晰的像，这个像是________（选填“放大”或“缩小”），倒立的像，生活中的________是利用这个规律制成的。
8．在利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小明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。小明推断，凸透镜的焦距大于L。
（1）小明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慢慢移近了一些，若观察纸上呈现的光斑_________，则自己的推断是正确。
（2）小红在早上9∶00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动，她将凸透镜与水平地面平行放置，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，她认为此点就是凸透镜的焦点。你认为她这种活动过程存在的问题是：_________。
（3）小亮在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，凸透镜的位置固定不动，在图甲所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，生活中的______（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这一原理制成的，由图可知此凸透镜焦距的范围是____________；为了更清晰地看到所成的实像，应选择__________（选填“较粗糙”或“较光滑”）的光屏来进行实验。若将烛焰置于凸透镜一倍焦距以内，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，如图乙所示，则此时人眼_______（选填“能”或“不能”）看到烛焰的像。
9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
（1）小明同学将凸透镜正对太阳光，调整凸透镜和白纸间的距离，直到太阳光在白纸上会聚成一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，这一操作是为了测量__。
（2）接下来，小明将器材组装完毕，如图乙所示，其中明显还需要调整的一个器材是____。调整后，恰好能在光屏上观察到清晰的像，这个像是倒立、__（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像，该成像规律是__的成像原理（选填“照相机”或“投影仪”）。
（3）实验一段时间后观察到光屏上出现如图丙所示的情况，为得到完整的像，他可将凸透镜向__调节（选填“上”或“下“）。
（4）当烛焰通过凸透镜在光屏上成实像时，若透镜上落一只小虫，则光屏上所成的像__（选填“完整”或“不完整”），像的亮度将__（选填“变亮”或“变暗”或“不变”）
（5）小明取来一副近视眼镜，将其中一个镜片放在凸透镜前，且较靠近凸透镜，仅移动光屏，在光屏上获得一清晰的像（如图丁所示）。拿走眼镜，为了能在光屏上再次得到清晰的像，保持蜡烛和透镜的位置不变，仅需将光屏向__（左/右）移动适当的距离。
10．小华和实验小组的同学们进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验室里，老师已经为实验小组的同学们准备带支架的蜡烛、光屏、两个焦距不同的凸透镜A和凸透镜B、平行光光源（接通电源后可发出平行光）。光具座等器材。小华首先测量凸透镜A的焦距，将凸透镜A固定在光具座上50cm刻线处，平行光光源发出平行于透镜主光轴的平行光照射到凸透镜A上，在透镜另一侧移动光屏直到光屏上的光斑最小，如图甲所示，凸透镜A的焦距f1=_______cm；
（2）如图乙所示，保持凸透镜A位置不变，将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时，移动光屏，在光屏上可以得到烛焰倒立、放大的_______像（选填“虚”、“实”）；这个成像规律应用在_______。（选填“照相机、投影仪或放大镜”）
（3）保持蜡烛位置不变，小华用焦距为f2的凸透镜B替换凸透镜A，将凸透镜B固定在光具座上50cm刻线处，通过移动光屏，可以在光屏上得到烛焰倒立.缩小的像。由此现象可以判断：凸透镜A和凸透镜B的焦距大小关系为f1_______f2（选填“＞或＜”），小华移动光屏时，是向_______（选填“靠近/远离”）透镜的方向移动光屏的。
11．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验，图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑（未画出）。
（1）图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、___________的实像。生活中的___________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的；
（2）若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，则将光屏移动到___________cm刻度线处，可以再次看到清晰的像。如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是___________；（选填“不完整的像”、“完整的像”、“完整的像但较暗”）
（3）若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向___________（选填“左”或“右”）移动“烛焰尖部”又会变清晰。
答案
1.【答案】同一高度 10.0 缩小
【详解】
（1）[1]烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度上，使像成在光屏中央。
（2）[2]当蜡烛距凸透镜20cm时，能在光屏上得到一个等大清晰的像，此时物距等于二倍焦距，故焦距10.0cm。
（3）[3]如图所示，物距为30cm，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。
2.【答案】10.0 同一高度 下 放大 远离
【详解】
（1）[1]由图甲可知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到凸透镜的距离为
60.0cm-50.0cm=10.0cm
故凸透镜的焦距是10.0cm。
（2）[2]实验时，为使像成在光屏的中心，应使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。
（3）[3]由图丙可知，像在光屏的下方，为了使像成在光屏的中央，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，应将光屏向下移动。
（4）[4]由图乙可知，此时物距为15.0cm，在一倍焦距和二倍焦距之间，故成倒立、放大的实像。
（5）[5]在蜡烛和凸透镜之间放一个近视镜时，因近视眼镜是凹透镜，对光线有发散的作用，故此时光线会聚点将向右移动，在光屏位置不动时，应减小像距，增大物距，即蜡烛远离凸透镜，才能重新在光屏上得到烛焰清晰的像。
3.【答案】乙 10.0 同一高度 缩小 照相机 能 远离
【详解】
（1）[1]图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，是凸透镜，所以要选择乙透镜探究凸透镜成像的规律。
（2）[2] 由图像可知平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点，即焦点，焦点到光心的距离即为焦距，因此焦距为
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
（3）[3]实验时为了使烛焰的像呈现在光屏的中央，实验前应调节烛焰中心、透镜中心，光屏中心在同一高度。
[4][5]实验时凸透镜位于50cm刻度线处，使蜡烛位于25cm刻度线处，物距为
u=50cm-25cm=25cm
因为u＞2f，移动光屏，在光屏上成清晰倒立的、缩小的实像。照相机是依据此原理制成的。
[6]根据在光的折射中，光路是可逆的，若此时固定透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，光屏上能成清晰的像。
（4）[7] 近视眼镜是凹透镜，对光线具有发散作用，会使像延后会聚，为了再次得到清晰的像，光屏应远离透镜。
4.【答案】烛焰 10.0 B
【详解】
[1]在探究“凸透镜成像的规律”实验前，为了使蜡烛成的像能在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
[2]根据凸透镜成像规律可知，在二倍焦距处成倒立等大的实像，由图甲可知，此时物距
u=40.0cm-20.0cm=20.0cm
则该凸透镜的焦距是10.0cm。
[3]根据凸透镜成像规律可知，物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，并需要在蜡烛这一侧透过透镜观察，通过观察图乙可知，能够观察到烛焰所成虚像的是B。
5.【答案】10.0 放大 40 D
【详解】
（1）[1]由图甲可知，该光斑到凸透镜的距离是10.0cm，故该凸透镜的焦距为f=10.0cm；
（2）[2][3]由图乙可知，此时物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，故此时所成像为倒立、放大的实像，若保持蜡烛和光屏位置不变，由光路的可逆性可知，移动后的物距等于移动前的像距时，即此时物距为30cm时，光屏上能再次呈现清晰的像，此时透镜移动至40cm刻度处；
（3）[4]A．透过透镜能看到正立的像，故可知此时所成的像为虚像，物距位于一倍焦距以内，即小丽的眼睛位于凸透镜的一倍焦距以内，故A正确，不符合题意；
B．当凸透镜成虚像时，由“物远像近像变大”的规律可知，将透镜水平向右移动一定距离后，物距变大，则像有可能变大，故B正确，不符合题意；
CD．由凸透镜成像的规律可知，当物距大于二倍焦距，像距位于一倍焦距和二倍焦距之间时，此时物距才大于像距，而由图中可知，此时像距小于一倍焦距，故小丽从透镜中看不到小明的像，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
6.【答案】等大 物距等于像距 远 大 放置一个光屏，若光屏上没有像，则表明此时的像是虚像
【详解】
[1][2]根据图示可知，此时的物距等于像距，则凸透镜成倒立、等大的实像
u=v=22.0cm=2f
则凸透镜的焦距为
f=11.0cm
[3][4]若保持透镜的位置不变，将蜡烛移到“35cm”刻度线位置，此时的物距变小了，像距会变大，即蜡烛所成像与透镜的距离应该比原来远，像距变大，则所成像的大小相比原来应该变大。
[5]当蜡烛推到“43cm”刻度线位置，此时的物距要小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，像与物体在凸透镜的同一侧，此时的操作是取下光屏，从右侧通过透镜观察蜡烛成的像，在像处放置一个光屏，若光屏上没有像，则表明是虚像。
7.【答案】会聚 12 凸透镜 缩小 照相机
【详解】
（1）[1][2]由图甲可知，平行光线经凸透镜折射后会聚成点，所以凸透镜对光线有会聚作用，该会聚点到凸透镜的距离是12cm，所以凸透镜的焦距是12cm。
（2）[3]实验时，为使像成在光屏的中央，要使烛焰的焰、凸透镜的光心和光屏的中心三者位于同一高度。
（3）[4][5]由图丙可知，此时物距大于二倍焦距，故成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这个原理制成的。
8.【答案】变大 太阳光没有正对太阳 照相机 6.5cm【详解】
（1）[1]如图：
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点，这点是凸透镜的焦点，光线到达焦点并且继续向前射出，这个非最小的光斑可能在焦点之前，也可能在焦点之后。小明猜测焦距大于L，说明光斑在焦点之前；如果向下移动凸透镜，此时光斑变大，则说明光斑在焦点之前，焦距大于L，说明小明推断正确。
（2）[2]太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点。所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点。测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距。而小红在早上9∶00，将凸透镜与水平地面平行放置，此时凸透镜没有正对太阳光（太阳光没有与凸透镜的主光轴平行），所以这个亮点不是凸透镜的焦点位置。
（3）[3]如图，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
[4]物距为
40cm＞2f①
像距
2f＞13cm＞f②
由①和②得到
6.5cm[5]为了更清晰地看到所成的实像，应选择较粗糙的光屏来进行实验，因为粗糙的光屏发生漫反射，使人在不同的方向都能看到蜡烛所成的实像。
[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。
9.【答案】焦距 光屏 缩小 照相机 下 完整 变暗 左
【详解】
（1）[1]白纸上的最小最亮的亮斑是该凸透镜的焦点，焦点到凸透镜光心的距离为焦距，所以这一步操作的目的是为了测量凸透镜的焦距。
（2）[2]为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上。如图所示，光屏有些高了，所以要调整光屏的高度。
[3][4]此时物距大于像距，凸透镜成像规律可知，此时的像是倒立缩小的实像；此成像特点是照相机的原理。
（3）[5]如图，像成在光屏的上方，要使像成在光屏的中央，可以使蜡烛向上移动，或把凸透镜向下移动，或把光屏向上移动。
（4）[6][7]凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，故亮度会变暗。
（5）[8]近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用；拿走眼镜后，像距变小，可以向左移动光屏。
10.【答案】10.0 实 投影仪 > 靠近
【详解】
（1）[1]由图甲知，凸透镜到焦点之间的距离为10.0cm，所以凸透镜A的焦距为10.0cm。
（2）[2][3]由图乙知，物距等于15cm，此时物距处于1倍和2倍焦距之间，在光屏上可以得到烛焰倒立、放大的实像，投影仪都是根据这个原理制成的。
（3）[4][5]蜡烛和凸透镜的位置不变，凸透镜A成放大的实像，说明此时物距处于1倍和2倍焦距之间；凸透镜B成缩小的实像，说明物距大于2倍焦距。因此凸透镜B的焦距小于凸透镜A的焦距，即
f1> f2
因为成的像变小，说明像距减小，故光屏应向靠近透镜的方向移动。
11.【答案】放大 投影仪 75 完整的像但较暗 左
【详解】
（1）[1][2]平行于主光轴的光线经凸透镜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
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
烛焰放在距凸透镜15cm处时，物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像；投影仪是根据这个原理制成的。
（2）[3]若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，物距是20 cm，物距等于2倍焦距，当相距也是2倍焦距能看到清晰的像，将光屏移动到75cm刻度线处即可。
[4]用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，遮挡了部分折射光线的传播，光屏上依然能够成完整的像，只是亮度要较暗。
（3）[5]用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，A点空气流速变快，气压变小，A点在烛焰左侧，因此烛焰会向左偏，物距变大，像距减小，烛焰的像变模糊，要再次看到清晰的像，光屏向左移动。