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初中物理5 科学探究：凸透镜成像习题
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这是一份初中物理5 科学探究：凸透镜成像习题，共14页。
1．某小组同学用图的装置“探究凸透镜成像特点”，其中凸透镜的焦距为10cm。
(1)在安装器材时，应将烛焰中心、透镜中心和光屏中心大致处于____；
(2)保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移到 A 位置，移动光屏，光屏上可以得到倒立__的实像，生活中利用这个成像特点制成了____（写出一个即可），若用纸板遮住下半部分透镜，在光屏上____（选填“能”或“不能”）出现完整的像；
(3)当同学们把蜡烛放在B位置时，在光具座上移动光屏，光屏上____（选填“能”或 “不能”）得到清晰的像；
(4)保持凸透镜的位置不变，同学们将蜡烛移到光具座30cm刻度处，移动光屏，光屏上会出现一个清晰____、倒立的实像；
(5)随着蜡烛的燃烧，蜡烛在光屏上所成的像会慢慢往____移动，为了使像继续成在光屏中央，应将凸透镜向____移动。（均选填“上”或“下”）
2．在一次“探究凸透镜成像规律”的实验中，完成了图中的操作。请你完成下列问题：
(1)如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，在光屏上形成了一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为______cm（不要求估读）；
(2)利用上面的透镜进行探究，观察到了图乙所示清晰的成像情况，为了使蜡烛的像能成在光屏的中央，应适当将光屏______（选填“向上”或“向下”）调节，此时在光屏上所成的像是倒立、缩小的______像（选填“虚”或“实”），生活中的______（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）就是利用这样的成像原理工作；
(3)若将图乙中的蜡烛移到“0刻线”左侧15 cm处，则将光屏移到“0刻线”右侧______cm处，可以再次看到清晰的像。此时在光屏上所成的像是倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像；
(4)若在图乙中烛焰和凸透镜之间适当位置放上一眼镜的镜片，将光屏向左移动适当距离才能再次看到清晰的像，说明该眼镜的镜片对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，是______（选填“近视”或“远视”）眼镜。
3．小明、小花、小红、小平四位同学都做过“探究凸透镜成像规律”的实验，图为该实验的装置图。
（测量凸透镜的焦距）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是___________cm。
（评估实验的方案）小明方案：分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距f和二倍焦距2f处，调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点，分析总结得出凸透镜成像规律。
小花方案：除小明中的做法外，还应该把蜡烛放在大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，观察并记录对应的成像情况，才能总结得出凸透镜成像的规律。
小红方案：把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近，通过不断调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像，以及所成像的特点，包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势，尤其是在f和2f处所成像的情况，总结得出凸透镜成像的规律。
小平方案：与小红不同的是，将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离，其它步骤相同。
以上四种方案中，哪些是科学合理的：___________（小明/小花/小红/小平）。
（解决实验中问题）小花同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向___________（上/下）调节。
4．小丽和小红共同完成“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图所示。小丽为了测出凸透镜的焦距。让一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，由此可以测出凸透镜的焦距为___________cm。
（2）在实验时，小丽用该凸透镜观察小红的眼睛。看到如图中的情形，物距应该满足的条件是___________，若看到如图中的情形，物距应该满足的条件是___________。（均填字母）
A．小于10cm B．大于10cm，且小于20cm C．等于20cm D．大于20cm
（3）小丽将蜡烛、凸透镜和光屏安装在光具座上，如图所示，要使烛焰的像能成在光屏中央，应将蜡烛向___________（选填“上”或“下”）调整。
（4）小丽完成实验后，小红继续探究，她把两只点燃的蜡烛、凸透镜和光屏如图所示放置，光屏上、两处会得到清晰的___________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像，生活中的光学器件___________就是利用这一成像原理制成的。用一厚纸板挡住处的蜡烛，则，在光屏___________（选填“”或“”）处仍能得到一个清晰的像。
5．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，在如图所示的位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
（1）由图1可知，凸透镜焦距范围是______。
A．6.5 cmC．20 cm40 cm
（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。
（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“凸透镜”），光屏上的像又变清晰。
（4）对调图1中蜡烛与光屏的位置，光屏上会出现一个清晰的______ （选填“放大”“缩小”或“等大”）的像。
（5）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果透镜上有一只小虫在爬动，则光屏上像的大小将______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（6）如图2所示，将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，改变玻璃杯到书本的距离，尝试透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等），他所看到像不可能是______ （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
6．某学习小组做“探究凸透镜成实像的规律”实验，他们在光具座上固定焦距为f 的凸透镜，取高度h为8厘米的物体进行实验。调节好实验装置后，他们分别取不同的物距u、并移动光屏找像，每次都使光屏上的像最清晰，将相应的像距v、成像情况记录在表中。
（1）分析比较实验序号1~6数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，_______。
（2）分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像、且_______时，所成的像是缩小的。
（3）通过进一步分析比较表中物距与像距之和及成像情况，他们提出了一个猜想：“当物距与像距之和最小时，可能会成等大的实像”。
（a）这么猜想的依据是：_______
（b）为了验证该猜想，他们应将物距设定在_______厘米的范围内继续进行实验。
7．小阳利用焦距为f1=10cm的凸透镜做实验，透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示。
(1)由图所示的实验现象可知：随着物距的不断变小，像距______，像______；（选填“变大”、“变小”或“不变”）
(2)若继续将蜡烛移至25cm刻线处，移动光屏，在光屏上______接收到蜡烛的像；（选填“能”或“不能”）
(3)在图乙所示的实验中，只将凸透镜换为焦距为f2的凸透镜（已知：f2＜f1），为在光屏上得到清晰的像，光屏应向______侧移动；
(4)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，为了使烛焰的像能够呈现在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，请写出一种可行的调整方法：______。
8．小明想利用太阳光探究三只玻璃制成的横截面积相同的凸透镜A、B、C的焦距和凸起程度的关系。请你帮他设计实验完成探究任务：
(1)还需要的测量工具：___________；
(2)实验步骤：___________；___________。
(3)设计记录数据的表格___________。
9．在探究凸透镜成像的规律的实验中，若所用的透镜半径为10cm，焦距为20cm。
（1）如图所示，光屏上得到的图像是______；
（2）如果把蜡烛放在光具座0刻度处，为了在光屏是获得清晰的像，光屏的移到的位置是______刻度处；此时所成像的特点是______；
（3）若（2）实验中在光屏得到清晰的像后，取走光屏用眼睛继续观察，看到的是______（实/虚）像；为了模拟近视眼的情况，小明同学将现有的透镜换成了焦距为10cm的透镜，此时观察到的像将______（变大/变小/不变）。
10．某小组同学在进行“凸透镜成像规律”的实验：
（1）如图甲所示一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，则凸透镜的焦距为________；
（2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时，在光屏上可得到一个清晰的________、________、________像，生活中的________就是利用了这样的原理；
（3）实验过程中，保持凸透镜的位置不变，将点燃的蜡烛和光屏对调，光屏上________（“能”或“不能”）成像；
（4）某同学在做此实验时记录的数据如下表，你认为他的哪组数据是编造的，理由是________。
11．在利用光具座做《研究凸透镜成像》的实验时：
（1）实验前，小明先想办法测凸透镜的焦距，实验装置如图甲，此时光屏上获得一个最小最亮的光点，凸透镜的焦距为______cm；
（2）小明将烛焰、凸透镜、光屏如图乙所示放置时，在光屏上恰成一清晰的像，这个像的成像原理与______（选填“放大镜”或“投影仪”或“照相机”）相同；
（3）如果将凸透镜换成平面镜，保持蜡烛与平面镜的距离不动，移动光屏，______（选填“能”或“不能”）找到一个合适的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像；
（4）小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图丙中的四个字母，适合做LED光源的是______（选填“BELH”中的部分字母）字母。
12．物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：
（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为___________cm；
（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的 ___________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向 ___________（选填“左”或“右”）移动一段距离，像变小；
（3）在图乙中将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏________（选填“远离”或“靠近”）透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像。
实验
序号
物距u
（厘米）
像距v
（厘米）
像高h ′
（厘米）
实验
序号
物距u
（厘米）
像距v
（厘米）
像高h ′
（厘米）
1
32.0
14.4
3.6
4
19.0
21.1
8.9
2
25.0
16.7
5.3
5
15.0
30.0
16.0
3
22.0
18.3
6.7
6
12.0
60.0
40.0
物距u/cm
5
10
15
20
30
像距v/cm
7
10
30
20
15
参考答案
1．同一高度处 缩小 照相机 能 不能 等大 上 下
【详解】
(1)[1]为了使像成在光屏的中央，将烛焰中心、透镜中心和光屏中心大致处于同一高度处。
(2)[2][3]蜡烛移到A位置，物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm＞2f
成倒立缩小的实像，照相机利用此原理制成的。
[4]把透镜下半部分用不透明的纸挡住，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，能成完整的像。
(3)[5]把蜡烛放在B位置时，物距
u1=50.0cm-40.0cm=10.0cm=f
光屏上不成像。
(4)[6]将蜡烛移到光具座30cm刻度处，物距
u2=50.0cm-30.0cm=20.0cm=2f
光屏上会出现一个清晰等大、倒立的实像。
(5)[7][8]蜡烛在燃烧过程中不断变短，通过光心的传播方向不变，导致光屏上的像向上移动，可以通过向下移动凸透镜的方法使像成在光屏的中央。
2．10 向上 实 照相机 30 放大 会聚 远视
【详解】
(1)[1]由图知道，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
20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)[2]由图乙知道，像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把光屏向上调节，使三者的中心在同一高度。
[3][4]由于蜡烛在二倍焦距以外，根据凸透镜的成像规律知道，此时成倒立、缩小的实像，生活中照相机就是利用这样的成像原理工作。
(3)[5]由光路可逆知道，若将图乙中的蜡烛移到“0刻线”左侧15 cm处，则将光屏移到“0刻线”右侧30cm处，可以再次看到清晰的像。
[6]由于蜡烛位于一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的规律可知此时成的是倒立的放大的实像。
(4)[7][8]若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片，将光屏向左移动适当距离才能再次看到清晰的像，这表明该透镜对光线具有会聚作用，是凸透镜，能矫正远视眼，是远视眼镜。
3．10 小红和小平 上
【详解】
[1]凸透镜正对太阳光，是平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后得到最小最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，焦点距光心10cm，所以凸透镜的焦距是10cm。
[2]小明的方案只探究了一倍焦距f和二倍焦距2f处，像的性质，不全面，不合理；小花方案只是探究了大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，探究不全面，并且在一个范围内只测了一个位置，实验结论很具有偶然性，不合理；小红方案探究物距逐渐减小时物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质，一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同，物距逐渐减小时像距和像的变化规律等，探究比较全面，科学合理；小平方案探究物距逐渐增大时物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质，一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同，物距逐渐减小时像距和像的变化规律等，探究比较全面，科学合理。
[3]蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心，如图光屏的位置偏低，使光屏上移。
4．10.0 B A 下 缩小 照相机 C
【详解】
（1）[1]平行光经凸透镜折射后会聚于焦点，焦点到透镜中心的距离为焦距。由图知道，一束平行光正对凸透镜照射，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，所以，该凸透镜的焦距为
40.0cm-30.0cm=10.0cm
（2）[2]因为图A的情形是倒立放大的实像，所以要看到如图A的情形，由凸透镜成像规律知道，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，即物距应该满足的条件是B。
[3]图B的情形是正立放大的虚像，所以要看到图B的情形，由凸透镜成像规律知道，u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，即物距应该满足的条件是A。
（3）[4]由图示的光屏、凸透镜、烛焰三者的位置关系知道，蜡烛的中心高于凸透镜、烛焰的中心，要使像成在光屏的中心，就要使蜡烛向下调整使三者的中心在同一高度上。
（4）[5][6]由图知道，此时物距大于像距，由凸透镜成像规律知道，所成的像是倒立缩小的实像，照相机就是利用这一原理制成的。
[7]若用一厚纸板挡住A处的烛焰，B处烛焰的光线通过凸透镜仍然可以成像，所以在光屏上C处仍能得到一个清晰的现象。
5．A 右 凸透镜 放大 不变 D
【详解】
(1)[1]由图可知，物距大于像距，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，说明物体到透镜的距离大于2倍焦距，即
40cm＞2f
说明f＜20cm；此时像距处于f和2f之间，则
f＜13cm＜2f
6.5cm＜f＜13cm
由上分析知
6.5cm＜f＜13cm
故选A。
(2)[2]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。
(3)[3]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凸透镜，光屏上的像又变清晰。
(4)[4]对调图1中蜡烛与光屏的位置，由光路的可逆性可知，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，像距大于2倍焦距，光屏上会出现一个清晰的放大的像。
(5)[5]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。
(6)[6]因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子，中间厚边缘薄，与凸透镜一样，所以是左右方向发生变化；当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，即左右变大；当物距大于焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，即左右颠倒；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，即左右颠倒；当物体大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，即左右颠倒。由于玻璃杯面上下相同（不是弧形样子），不会起到放大作用，所以像与图片应该是左右发生变化，而上下与图片相同，故不可能出现D选项中的图片。
6．物距变小，像距变大，像变大 物距大于像距 1~3和4~6数据中，当物距和像距之和变小时，像的大小越接近物体大小 19~22厘米
【详解】
（1）[1]从表格中的数据可以看出，随着物距减小，像距增大，像变大。
（2）[2] 1、2或3数据三组数据中，物距都大于像距，像的高度都小于物体的高度且像都能呈现在光屏上。因此可得出的初步结论是：凸透镜成实像、且物距大于像距时，所成的像是缩小的。
（3）[3]从表格中的数据可以看出，成缩小的实像时，像越大，像距与物距之和越小；成放大的实像时，像越小，像距与物距之和越小。即凸透镜成实像时，像的大小越接近实像，像距与物距之和越小。
[4]从表格中可以看出，当物距为22cm时，像的高度为6.7cm，当物距为19cm时，像的高度为8.9cm。物体的高度为8cm，所以要验证该猜想，他们应将物距设定在19-22cm厘米的范围内继续进行实验。
7．变大 变大 不能 左 将光屏向上移动（或：将凸透镜下移）
【详解】
(1)[1][2]由图可知，当物距不断变小，光屏逐渐原理凸透镜，相距逐渐变大，所成的像也变大。
(2)[3]当蜡烛位于25cm刻度处时，物距为5cm，由于凸透镜焦距为10cm，此时物距小于一倍焦距，成正立放大的虚像，因此在光屏上不能接收到蜡烛的像。
(3)[4]换用焦距更小的凸透镜，相当于将蜡烛移远了，所成的像将变小，此时应将光屏靠近凸透镜，即向左移动。
(4)[5]燃烧的蜡烛在不断缩短，则所成的像将向上移动，因此可将光屏向上移动（或：将凸透镜下移）
8．刻度尺 见解析 见解析 见解析
【详解】
(1)[1]平行光经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这个点是凸透镜的焦点，光心到焦点的距离是焦距。为了测量焦距，所以，还需要刻度尺。
(2)[2]根据题意知道，实验步骤如下
①让凸透镜A正对太阳光，另一侧放一张白纸并来回移动，使纸上出现最小最亮的光斑，用刻度尺测出透镜到光斑的距离即是焦距。
[3]②分别用凸透镜B、C重复上述步骤①，比较三种透镜的焦距得出结论.
(3)[4]设计记录数据的表格如下
9．半径为10cm的圆形光斑 80.0cm 倒立等大的实像 实像 变小
【详解】
（1）[1]图中的物距为20cm，等于一倍焦距，不成像，但是可以得到平行光，所以光屏上会有圆形的光斑。
（2）[2][3]把蜡烛放在光具座0刻度处，此时物距等于40cm，等于两倍焦距，此时成的是等大、倒立的实像，像距为40cm，光屏的移到的位置为80cm。
（3）[4]移走光屏，用眼睛继续观察，有光线进入眼睛，眼睛看到的是实像。
[5]小明同学将现有的透镜换成了焦距为10cm的透镜，物距大于两倍焦距，成的是缩小的像，因此观察到的像将变小。
10．10.0cm 倒立 缩小 实 照相机 能 第二组，一倍焦距不成像
【详解】
（1）[1]由图示知，刻度尺的分度值为1cm，光屏上得到最亮的光点时，与凸透镜的距离为10.0cm。
（2）[2][3][4][5]由图示知，蜡烛与凸透镜的距离大于光屏与凸透镜的距离，即物距大于像距，那么在光屏上所成的像是倒立、缩小的实像。照相机是利用这一原理工作的。
（3）[6]保持凸透镜的位置不变，将点燃的蜡烛和光屏对调，光屏上能成像，因为在光的折射现象中，光路是可逆的。
（4）[7]由图示知，物距为30.0cm时，像距为15.0cm，那么表格数据中，第三、四、五组数据正确，那么
2f=20cm
则此凸透镜的焦距
f=10cm
那么第二组数据是错误的，因为一倍焦距处不能成像。
11．10.0 投影仪 不能 L 【分析】
（1）焦点到光心的距离为就焦距，由此可以确定其焦距是多少。
（2）f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪。
（3）平面镜成虚像，不能在光屏上呈现。
（4）探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的。
【详解】
(1)[1]由图中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为
60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm
(2)[2]由图可知，此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，应用是投影仪。
(3)[3]由于平面镜成虚像，所以移动光屏到合适位置不能在光屏成清晰的像。
(4)[4]图戊中只有字母L满足上下左右都不对称，所以适合做LED光源是“L”。
12．10.0 照相机 左 远离
【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，用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为
40.0cm-30.0cm=10.0cm
（2）[2]从图乙知，物距为30.0cm大于2倍焦距，故成倒立缩小的实像，生活中的照相机是利用这一原理制成的。
[3]将蜡烛向左移动时，物距增大，则像距减小，要将光屏向靠近透镜方向移动，才能在光屏上再次得到清晰的像，像变小。
（3）[4]将近视眼镜镜片放在了蜡烛和透镜之间，由于近视镜是凸透镜，对光线具有发散作用，像延迟会聚了，要使光屏上重新出现清晰的像，光屏应远离透镜。凸透镜种类
凸透镜A
凸透镜B
凸透镜C
焦距
1．某小组同学用图的装置“探究凸透镜成像特点”，其中凸透镜的焦距为10cm。
(1)在安装器材时，应将烛焰中心、透镜中心和光屏中心大致处于____；
(2)保持凸透镜的位置不变，将蜡烛移到 A 位置，移动光屏，光屏上可以得到倒立__的实像，生活中利用这个成像特点制成了____（写出一个即可），若用纸板遮住下半部分透镜，在光屏上____（选填“能”或“不能”）出现完整的像；
(3)当同学们把蜡烛放在B位置时，在光具座上移动光屏，光屏上____（选填“能”或 “不能”）得到清晰的像；
(4)保持凸透镜的位置不变，同学们将蜡烛移到光具座30cm刻度处，移动光屏，光屏上会出现一个清晰____、倒立的实像；
(5)随着蜡烛的燃烧，蜡烛在光屏上所成的像会慢慢往____移动，为了使像继续成在光屏中央，应将凸透镜向____移动。（均选填“上”或“下”）
2．在一次“探究凸透镜成像规律”的实验中，完成了图中的操作。请你完成下列问题：
(1)如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，在光屏上形成了一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为______cm（不要求估读）；
(2)利用上面的透镜进行探究，观察到了图乙所示清晰的成像情况，为了使蜡烛的像能成在光屏的中央，应适当将光屏______（选填“向上”或“向下”）调节，此时在光屏上所成的像是倒立、缩小的______像（选填“虚”或“实”），生活中的______（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）就是利用这样的成像原理工作；
(3)若将图乙中的蜡烛移到“0刻线”左侧15 cm处，则将光屏移到“0刻线”右侧______cm处，可以再次看到清晰的像。此时在光屏上所成的像是倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像；
(4)若在图乙中烛焰和凸透镜之间适当位置放上一眼镜的镜片，将光屏向左移动适当距离才能再次看到清晰的像，说明该眼镜的镜片对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，是______（选填“近视”或“远视”）眼镜。
3．小明、小花、小红、小平四位同学都做过“探究凸透镜成像规律”的实验，图为该实验的装置图。
（测量凸透镜的焦距）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是___________cm。
（评估实验的方案）小明方案：分别把点燃的蜡烛放在一倍焦距f和二倍焦距2f处，调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像以及所成像的特点，分析总结得出凸透镜成像规律。
小花方案：除小明中的做法外，还应该把蜡烛放在大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，观察并记录对应的成像情况，才能总结得出凸透镜成像的规律。
小红方案：把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近，通过不断调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏上能否成像，以及所成像的特点，包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势，尤其是在f和2f处所成像的情况，总结得出凸透镜成像的规律。
小平方案：与小红不同的是，将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离，其它步骤相同。
以上四种方案中，哪些是科学合理的：___________（小明/小花/小红/小平）。
（解决实验中问题）小花同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向___________（上/下）调节。
4．小丽和小红共同完成“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图所示。小丽为了测出凸透镜的焦距。让一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，由此可以测出凸透镜的焦距为___________cm。
（2）在实验时，小丽用该凸透镜观察小红的眼睛。看到如图中的情形，物距应该满足的条件是___________，若看到如图中的情形，物距应该满足的条件是___________。（均填字母）
A．小于10cm B．大于10cm，且小于20cm C．等于20cm D．大于20cm
（3）小丽将蜡烛、凸透镜和光屏安装在光具座上，如图所示，要使烛焰的像能成在光屏中央，应将蜡烛向___________（选填“上”或“下”）调整。
（4）小丽完成实验后，小红继续探究，她把两只点燃的蜡烛、凸透镜和光屏如图所示放置，光屏上、两处会得到清晰的___________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像，生活中的光学器件___________就是利用这一成像原理制成的。用一厚纸板挡住处的蜡烛，则，在光屏___________（选填“”或“”）处仍能得到一个清晰的像。
5．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，在如图所示的位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
（1）由图1可知，凸透镜焦距范围是______。
A．6.5 cm
（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。
（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“凸透镜”），光屏上的像又变清晰。
（4）对调图1中蜡烛与光屏的位置，光屏上会出现一个清晰的______ （选填“放大”“缩小”或“等大”）的像。
（5）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果透镜上有一只小虫在爬动，则光屏上像的大小将______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（6）如图2所示，将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，改变玻璃杯到书本的距离，尝试透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片（圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等），他所看到像不可能是______ （选填“A”、“B”、“C”或“D”）。
6．某学习小组做“探究凸透镜成实像的规律”实验，他们在光具座上固定焦距为f 的凸透镜，取高度h为8厘米的物体进行实验。调节好实验装置后，他们分别取不同的物距u、并移动光屏找像，每次都使光屏上的像最清晰，将相应的像距v、成像情况记录在表中。
（1）分析比较实验序号1~6数据中物距u、像距v及成像的变化情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，_______。
（2）分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：凸透镜成实像、且_______时，所成的像是缩小的。
（3）通过进一步分析比较表中物距与像距之和及成像情况，他们提出了一个猜想：“当物距与像距之和最小时，可能会成等大的实像”。
（a）这么猜想的依据是：_______
（b）为了验证该猜想，他们应将物距设定在_______厘米的范围内继续进行实验。
7．小阳利用焦距为f1=10cm的凸透镜做实验，透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示。
(1)由图所示的实验现象可知：随着物距的不断变小，像距______，像______；（选填“变大”、“变小”或“不变”）
(2)若继续将蜡烛移至25cm刻线处，移动光屏，在光屏上______接收到蜡烛的像；（选填“能”或“不能”）
(3)在图乙所示的实验中，只将凸透镜换为焦距为f2的凸透镜（已知：f2＜f1），为在光屏上得到清晰的像，光屏应向______侧移动；
(4)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，为了使烛焰的像能够呈现在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，请写出一种可行的调整方法：______。
8．小明想利用太阳光探究三只玻璃制成的横截面积相同的凸透镜A、B、C的焦距和凸起程度的关系。请你帮他设计实验完成探究任务：
(1)还需要的测量工具：___________；
(2)实验步骤：___________；___________。
(3)设计记录数据的表格___________。
9．在探究凸透镜成像的规律的实验中，若所用的透镜半径为10cm，焦距为20cm。
（1）如图所示，光屏上得到的图像是______；
（2）如果把蜡烛放在光具座0刻度处，为了在光屏是获得清晰的像，光屏的移到的位置是______刻度处；此时所成像的特点是______；
（3）若（2）实验中在光屏得到清晰的像后，取走光屏用眼睛继续观察，看到的是______（实/虚）像；为了模拟近视眼的情况，小明同学将现有的透镜换成了焦距为10cm的透镜，此时观察到的像将______（变大/变小/不变）。
10．某小组同学在进行“凸透镜成像规律”的实验：
（1）如图甲所示一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光点，则凸透镜的焦距为________；
（2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图乙所示时，在光屏上可得到一个清晰的________、________、________像，生活中的________就是利用了这样的原理；
（3）实验过程中，保持凸透镜的位置不变，将点燃的蜡烛和光屏对调，光屏上________（“能”或“不能”）成像；
（4）某同学在做此实验时记录的数据如下表，你认为他的哪组数据是编造的，理由是________。
11．在利用光具座做《研究凸透镜成像》的实验时：
（1）实验前，小明先想办法测凸透镜的焦距，实验装置如图甲，此时光屏上获得一个最小最亮的光点，凸透镜的焦距为______cm；
（2）小明将烛焰、凸透镜、光屏如图乙所示放置时，在光屏上恰成一清晰的像，这个像的成像原理与______（选填“放大镜”或“投影仪”或“照相机”）相同；
（3）如果将凸透镜换成平面镜，保持蜡烛与平面镜的距离不动，移动光屏，______（选填“能”或“不能”）找到一个合适的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像；
（4）小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图丙中的四个字母，适合做LED光源的是______（选填“BELH”中的部分字母）字母。
12．物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：
（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为___________cm；
（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的 ___________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向 ___________（选填“左”或“右”）移动一段距离，像变小；
（3）在图乙中将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏________（选填“远离”或“靠近”）透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像。
实验
序号
物距u
（厘米）
像距v
（厘米）
像高h ′
（厘米）
实验
序号
物距u
（厘米）
像距v
（厘米）
像高h ′
（厘米）
1
32.0
14.4
3.6
4
19.0
21.1
8.9
2
25.0
16.7
5.3
5
15.0
30.0
16.0
3
22.0
18.3
6.7
6
12.0
60.0
40.0
物距u/cm
5
10
15
20
30
像距v/cm
7
10
30
20
15
参考答案
1．同一高度处 缩小 照相机 能 不能 等大 上 下
【详解】
(1)[1]为了使像成在光屏的中央，将烛焰中心、透镜中心和光屏中心大致处于同一高度处。
(2)[2][3]蜡烛移到A位置，物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm＞2f
成倒立缩小的实像，照相机利用此原理制成的。
[4]把透镜下半部分用不透明的纸挡住，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，能成完整的像。
(3)[5]把蜡烛放在B位置时，物距
u1=50.0cm-40.0cm=10.0cm=f
光屏上不成像。
(4)[6]将蜡烛移到光具座30cm刻度处，物距
u2=50.0cm-30.0cm=20.0cm=2f
光屏上会出现一个清晰等大、倒立的实像。
(5)[7][8]蜡烛在燃烧过程中不断变短，通过光心的传播方向不变，导致光屏上的像向上移动，可以通过向下移动凸透镜的方法使像成在光屏的中央。
2．10 向上 实 照相机 30 放大 会聚 远视
【详解】
(1)[1]由图知道，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
20.0cm-10.0cm=10.0cm
(2)[2]由图乙知道，像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把光屏向上调节，使三者的中心在同一高度。
[3][4]由于蜡烛在二倍焦距以外，根据凸透镜的成像规律知道，此时成倒立、缩小的实像，生活中照相机就是利用这样的成像原理工作。
(3)[5]由光路可逆知道，若将图乙中的蜡烛移到“0刻线”左侧15 cm处，则将光屏移到“0刻线”右侧30cm处，可以再次看到清晰的像。
[6]由于蜡烛位于一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的规律可知此时成的是倒立的放大的实像。
(4)[7][8]若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片，将光屏向左移动适当距离才能再次看到清晰的像，这表明该透镜对光线具有会聚作用，是凸透镜，能矫正远视眼，是远视眼镜。
3．10 小红和小平 上
【详解】
[1]凸透镜正对太阳光，是平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后得到最小最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，焦点距光心10cm，所以凸透镜的焦距是10cm。
[2]小明的方案只探究了一倍焦距f和二倍焦距2f处，像的性质，不全面，不合理；小花方案只是探究了大于2f的某一位置，大于f小于2f的某一位置，探究不全面，并且在一个范围内只测了一个位置，实验结论很具有偶然性，不合理；小红方案探究物距逐渐减小时物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质，一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同，物距逐渐减小时像距和像的变化规律等，探究比较全面，科学合理；小平方案探究物距逐渐增大时物体在大于二倍焦距、一倍焦距和二倍焦距之间、小于一倍焦距时凸透镜成像的性质，一倍焦距、二倍焦距两侧各有什么不同，物距逐渐减小时像距和像的变化规律等，探究比较全面，科学合理。
[3]蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心，如图光屏的位置偏低，使光屏上移。
4．10.0 B A 下 缩小 照相机 C
【详解】
（1）[1]平行光经凸透镜折射后会聚于焦点，焦点到透镜中心的距离为焦距。由图知道，一束平行光正对凸透镜照射，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，所以，该凸透镜的焦距为
40.0cm-30.0cm=10.0cm
（2）[2]因为图A的情形是倒立放大的实像，所以要看到如图A的情形，由凸透镜成像规律知道，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，即物距应该满足的条件是B。
[3]图B的情形是正立放大的虚像，所以要看到图B的情形，由凸透镜成像规律知道，u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，即物距应该满足的条件是A。
（3）[4]由图示的光屏、凸透镜、烛焰三者的位置关系知道，蜡烛的中心高于凸透镜、烛焰的中心，要使像成在光屏的中心，就要使蜡烛向下调整使三者的中心在同一高度上。
（4）[5][6]由图知道，此时物距大于像距，由凸透镜成像规律知道，所成的像是倒立缩小的实像，照相机就是利用这一原理制成的。
[7]若用一厚纸板挡住A处的烛焰，B处烛焰的光线通过凸透镜仍然可以成像，所以在光屏上C处仍能得到一个清晰的现象。
5．A 右 凸透镜 放大 不变 D
【详解】
(1)[1]由图可知，物距大于像距，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，说明物体到透镜的距离大于2倍焦距，即
40cm＞2f
说明f＜20cm；此时像距处于f和2f之间，则
f＜13cm＜2f
6.5cm＜f＜13cm
由上分析知
6.5cm＜f＜13cm
故选A。
(2)[2]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。
(3)[3]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凸透镜，光屏上的像又变清晰。
(4)[4]对调图1中蜡烛与光屏的位置，由光路的可逆性可知，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，像距大于2倍焦距，光屏上会出现一个清晰的放大的像。
(5)[5]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。
(6)[6]因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子，中间厚边缘薄，与凸透镜一样，所以是左右方向发生变化；当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，即左右变大；当物距大于焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像，即左右颠倒；当物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，即左右颠倒；当物体大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，即左右颠倒。由于玻璃杯面上下相同（不是弧形样子），不会起到放大作用，所以像与图片应该是左右发生变化，而上下与图片相同，故不可能出现D选项中的图片。
6．物距变小，像距变大，像变大 物距大于像距 1~3和4~6数据中，当物距和像距之和变小时，像的大小越接近物体大小 19~22厘米
【详解】
（1）[1]从表格中的数据可以看出，随着物距减小，像距增大，像变大。
（2）[2] 1、2或3数据三组数据中，物距都大于像距，像的高度都小于物体的高度且像都能呈现在光屏上。因此可得出的初步结论是：凸透镜成实像、且物距大于像距时，所成的像是缩小的。
（3）[3]从表格中的数据可以看出，成缩小的实像时，像越大，像距与物距之和越小；成放大的实像时，像越小，像距与物距之和越小。即凸透镜成实像时，像的大小越接近实像，像距与物距之和越小。
[4]从表格中可以看出，当物距为22cm时，像的高度为6.7cm，当物距为19cm时，像的高度为8.9cm。物体的高度为8cm，所以要验证该猜想，他们应将物距设定在19-22cm厘米的范围内继续进行实验。
7．变大 变大 不能 左 将光屏向上移动（或：将凸透镜下移）
【详解】
(1)[1][2]由图可知，当物距不断变小，光屏逐渐原理凸透镜，相距逐渐变大，所成的像也变大。
(2)[3]当蜡烛位于25cm刻度处时，物距为5cm，由于凸透镜焦距为10cm，此时物距小于一倍焦距，成正立放大的虚像，因此在光屏上不能接收到蜡烛的像。
(3)[4]换用焦距更小的凸透镜，相当于将蜡烛移远了，所成的像将变小，此时应将光屏靠近凸透镜，即向左移动。
(4)[5]燃烧的蜡烛在不断缩短，则所成的像将向上移动，因此可将光屏向上移动（或：将凸透镜下移）
8．刻度尺 见解析 见解析 见解析
【详解】
(1)[1]平行光经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这个点是凸透镜的焦点，光心到焦点的距离是焦距。为了测量焦距，所以，还需要刻度尺。
(2)[2]根据题意知道，实验步骤如下
①让凸透镜A正对太阳光，另一侧放一张白纸并来回移动，使纸上出现最小最亮的光斑，用刻度尺测出透镜到光斑的距离即是焦距。
[3]②分别用凸透镜B、C重复上述步骤①，比较三种透镜的焦距得出结论.
(3)[4]设计记录数据的表格如下
9．半径为10cm的圆形光斑 80.0cm 倒立等大的实像 实像 变小
【详解】
（1）[1]图中的物距为20cm，等于一倍焦距，不成像，但是可以得到平行光，所以光屏上会有圆形的光斑。
（2）[2][3]把蜡烛放在光具座0刻度处，此时物距等于40cm，等于两倍焦距，此时成的是等大、倒立的实像，像距为40cm，光屏的移到的位置为80cm。
（3）[4]移走光屏，用眼睛继续观察，有光线进入眼睛，眼睛看到的是实像。
[5]小明同学将现有的透镜换成了焦距为10cm的透镜，物距大于两倍焦距，成的是缩小的像，因此观察到的像将变小。
10．10.0cm 倒立 缩小 实 照相机 能 第二组，一倍焦距不成像
【详解】
（1）[1]由图示知，刻度尺的分度值为1cm，光屏上得到最亮的光点时，与凸透镜的距离为10.0cm。
（2）[2][3][4][5]由图示知，蜡烛与凸透镜的距离大于光屏与凸透镜的距离，即物距大于像距，那么在光屏上所成的像是倒立、缩小的实像。照相机是利用这一原理工作的。
（3）[6]保持凸透镜的位置不变，将点燃的蜡烛和光屏对调，光屏上能成像，因为在光的折射现象中，光路是可逆的。
（4）[7]由图示知，物距为30.0cm时，像距为15.0cm，那么表格数据中，第三、四、五组数据正确，那么
2f=20cm
则此凸透镜的焦距
f=10cm
那么第二组数据是错误的，因为一倍焦距处不能成像。
11．10.0 投影仪 不能 L 【分析】
（1）焦点到光心的距离为就焦距，由此可以确定其焦距是多少。
（2）f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪。
（3）平面镜成虚像，不能在光屏上呈现。
（4）探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的。
【详解】
(1)[1]由图中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为
60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm
(2)[2]由图可知，此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，应用是投影仪。
(3)[3]由于平面镜成虚像，所以移动光屏到合适位置不能在光屏成清晰的像。
(4)[4]图戊中只有字母L满足上下左右都不对称，所以适合做LED光源是“L”。
12．10.0 照相机 左 远离
【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，用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为
40.0cm-30.0cm=10.0cm
（2）[2]从图乙知，物距为30.0cm大于2倍焦距，故成倒立缩小的实像，生活中的照相机是利用这一原理制成的。
[3]将蜡烛向左移动时，物距增大，则像距减小，要将光屏向靠近透镜方向移动，才能在光屏上再次得到清晰的像，像变小。
（3）[4]将近视眼镜镜片放在了蜡烛和透镜之间，由于近视镜是凸透镜，对光线具有发散作用，像延迟会聚了，要使光屏上重新出现清晰的像，光屏应远离透镜。凸透镜种类
凸透镜A
凸透镜B
凸透镜C
焦距
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