专题01 凸透镜实验题-【知识点+模拟题】2024年中考物理复习讲义

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实验专题01 凸透镜实验
实验必备知识点
一、凸透镜成像原理：
1.凸透镜和凹透镜典型光路
2.实验器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏；
3实验原理：光的折射；
（1）实验注意：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
目的：使烛焰的像成在光屏中央；
（2）若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
①蜡烛在焦点以内；
②烛焰在焦点上；
③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置；
4.凸透镜成像规律:
结论:①当物距大于一倍焦距时，成 实 像，当物距小于1倍焦距时，成 虚 像；
②当物距大于2倍焦距时，成 缩小 像，当物距小于2倍焦距时，成 放大 像；
③无论成什么像，当物体靠近焦点时，所成的像变 大 ，且像距变 大 ；
④所有的虚像都是 正立的 ；所有的实像都是 倒立的 ；
⑤成放大的像： v﹥u ；成缩小的像： v﹤u 。
二、眼睛和眼镜：
1.眼睛：
（1）成像原理：
①眼球相当于一架 照相机 ；
晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜；眼球后部的视网膜相当于胶片（光屏）；
②物体经晶状体成像于视网膜上，再通过视神经把信息传入大脑，从而产生视觉；
③眼睛的视网膜上成的是一个倒立、缩小的实像。
④明视距离：25cm ；近点：10cm；（正常人眼能看清最近的距离约为25cm，最远距离为无穷远）
（2）正常眼睛视物：眼睛通过睫状体改变晶状体的厚薄，使像刚好成在视网膜上面；
①看近处的物体，角膜变厚；
②看远处的物体，角膜变薄。
2.近视眼与远视眼：
（1）近视眼： 像成在视网膜的前方 ；
①特征：只能看清近处的物体，看不清远处的物体；
②成因：近视眼的晶状体太厚，折光能力太强；
③矫正：凹透镜；
因为凹透镜具有发散光线的性质；使清晰的图像略向后移，使像成在视网膜上。
（2）远视眼（又叫老花眼）： 像成在视网膜的后方 ；
①特征：只能看清远处的物体，看不清近处的物体；
②成因：远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱；
③矫正：凸透镜；
因为它具有会聚光线的性质；使清晰的像略向前移，准确地成在视网膜上。
模拟题练习
“一双好眼睛，能更好地探索未来”，小丽了解到人眼的晶状体相当于凸透镜，眼睛是如何看清远近不同物体的？她对这一问题产生了浓厚兴趣。

（1）首先用平行光正对凸透镜A照射，如图甲所示，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f＝______cm；
（2）然后适当调整凸透镜A和光屏的位置，移动蜡烛，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示，此时成的是倒立 ______（放大/等大/缩小）的实像；接着她将凸透镜A换为焦距稍大的凸透镜B，并保持位置不变，移动蜡烛，使烛焰在光屏上再次成清晰的像，如图丙所示。可见小丽研究的问题是：当凸透镜成实像时，保持______（物距/像距/焦距）不变，探究______（物距/像距/焦距）与______（物距/像距/焦距）的关系；
（3）通过探究发现，当人眼由远处转为近处观察物体时，晶状体的焦距变______（大/小）。
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）凸透镜的焦距是___________cm；
（2）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、___________（选填“放大”或“缩小”）的像， 该成像规律的应用是___________（选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）；
（3）若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向___________（选填“左”或“右”）移动才能再次看到清晰的像；
（4）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。
小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验。如图所示，实验桌上备有带支架的蜡烛、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。
（1）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）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，如图乙所示，此成像规律常应用在______（选填“放大镜”、“照相机”或“幻灯机”）上；
（3）保持蜡烛位置不变，小华用焦距为f 2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，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f 1______f 2（选填“＞”或“＜”）。小华在移动光屏时，是向______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动光屏的。
某同学在进行光学实验的探究过程中：

（1）如图1（a）探究“光的反射”实验中要使用硬纸板，它的作用是______。如果硬纸板没有与平面镜垂直放置，当光贴着硬纸板入射时，此时入射光线、反射光线______（在/不在）同一平面内；
（2）接着他又探究了“平面镜成像特点”，如图1（b）他通过玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于______。实验中，他正在透过玻璃板观察蜡烛A的像，若用物理书挡在玻璃板的后面，那么小明______（能/不能）看到蜡烛A的像；
（3）他用同一凸透镜做了两次实验，如图2甲、乙所示，光屏上均有清晰的像（未画出），其中成缩小像的是图______；
（4）凸透镜的焦距可能是______；
A.5cm B.8cm C.10cm D.15cm
（5）在2图甲中将一镜片放在烛焰和透镜之间后，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次出现清晰的像，则所加镜片可以矫正图______（丙/丁）的视力缺陷。
在光现象的学习过程中，小明同学进行了如下实验：
（1）图甲为小孔成像示意图，它成的像是________（选填“实”或“虚”）像，该现象用________来解释；
（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，选用透明的玻璃板代替平面镜，主要是利用玻璃板透明的特点，便于________；若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，从蜡烛A一侧观察玻璃板，________（选填“能”或“不能”）看到蜡烛所成的像；
（3）图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得到清晰的像，保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到35cm刻度线处，此时可将光屏向________（选填“左”或“右”）移动适当距离能再次得到清晰的倒立的实像；若不移动光屏，可在烛焰和透镜之间适当位置放一副________眼镜（选填“近视“或“远视”）也能在光屏上得到一个清晰的像。
用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
（1）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，则该凸透镜的焦距为__________cm。图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出）。
（2）若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片，将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像。说明该眼镜对光线具有__________（选填“发散”或“会聚”）作用，是__________（选填“近视”或“远视”）眼镜。
（3）若在图乙中将蜡烛移到35cm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。日常生活中，__________（选填“照相机"“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理制成的。
（4）若将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜，保持蜡烛和凸透镜在原来位置不变，在光具座上移动光屏，__________（选填“能”或“不能”）找到一个位置，使像清晰的呈现在光屏上。（光具座总长100cm）
如图所示某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律：

（1）当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。如图1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___________，则此时水透镜的焦距为___________cm；
（2）实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在___________；该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图2所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，利用此成像特点可制成___________（选填“照相机”或“投影仪”）；
（3）在图2所示实验场景下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”如图3所示，当从水透镜中抽出适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是___________眼镜（选填“近视”或“远视”）。
在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明同学所在实验小组画出了如图甲所示的物距u和像距v的关系图像。
（1）小王实验小组所用凸透镜的焦距是___________cm；
（2）实验前需调节烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，比较规范是___________（填选项前的字母）
A.将三者分散排列，然后用目测的方法调节 B.将三者靠拢，然后用目测的方法调节
（3）蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将将位于光屏中心的___________方（选填“上”或“下”）；他们认真总结了凸透镜成像的规律，发现在图乙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是___________（选填“A、B、C、D”中的一个选项）；
（4）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透光的纸挡住透镜下半部分，则光屏上所成的像___________（选填“完整”或“不完整”）
探究凸透镜成像的实验中

（1）让凸透镜正对着太阳，得到图甲所示的光路图，由图可知，凸透镜对光线有________作用，该凸透镜的焦距为___________cm；
（2）利用图乙装置进行以下操作：
①如果烛焰在光屏上的像偏高，可将凸透镜向________（选填“上”或“下”）调节；
②调整后，保持透镜位置不变，将蜡烛移至标尺20cm时，可将光屏由图乙所示位置向_____（选填“左”或“右”）慢慢移动，直至在光屏上得到一个清晰的像，在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是________________；
③实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是_______。
小华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，应调整烛焰、透镜的中心和光屏的中心位于_______上．
（2）如图甲所示，光屏上能呈现清晰的像，此像的性质是倒立、________的实像．其实际应用是______．（选填“放大镜”、“幻灯机”或“照相机”）
（3）她又利用该装置研究视力的矫正问题，将蜡烛放在离凸透镜较远的位置，如图乙所示，给凸透镜“戴”上近视眼镜，此时光屏上能成一清晰的像；若“取”下近视眼镜，为使光屏上的像再次清晰，在保持透镜位置不变的条件下，下列操作可行的是（ ）．
①将光屏远离透镜；②将光屏靠近透镜；③将蜡烛远离透镜；④将蜡烛靠近透镜；
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
在探究“凸透镜成像特点”实验中，烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度。

（1）当烛焰、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、缩小的像，这个像是__________（实/虚）像；
（2）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）；
A8cm B.10cm C.12cm D.15cm
（3）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小明为了再次得到清晰的像，应该调整光屏向__________（左/右）移动；
②小芳不移动光屏，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，则该眼镜片是__________（近视/远视）眼镜片；
（4）用焦距为5cm的透镜替换原透镜继续进行实验，不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向__________（左/右）移动，能接收到大小__________（变大/变小/不变）的蜡烛像；
（5）重新使烛焰、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/等大/缩小）的蜡烛像，这个像位于标尺__________cm刻度处正上方，把光屏移到这个像所在的位置，光屏上__________（有/没有）这个像。
小明探究凸透镜成像的规律，实验过程中使用同一个凸透镜。

（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的__________上；根据图甲可知，小明所使用透镜的焦距为__________cm；
（2）小明将蜡烛、凸透镜和光屏调节处于图乙所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上所成像的特点与__________（选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）相同；
（3）某次实验时，小明将蜡烛、凸透镜和光屏按照图丙位置放置后，保持蜡烛位置不变，让凸透镜和光屏分别以0.5cm/s、1cm/s的速度，从图示位置同时匀速向右运动，经过__________s，光屏上成清晰的像。
小明做“探究凸透镜成像规律”实验：

（1）用平行光平行于凸透镜的主光轴照射如图甲所示，则此凸透镜的焦距为_________cm；
（2）实验中当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示时，光屏上出现清晰的倒立、_________（放大/缩小）的实像；若保持透镜位置不变，将蜡烛移至35cm处，则需将光屏向右移动_________cm，就可再现清晰的像；此时若取走光屏，则_________（填字母）；
A．烛焰不能成像
B．烛焰仍能成像，但不能用眼睛直接观察到
C．烛焰仍能成像，也能用眼睛直接观察到
（3）在图乙情形下，将一眼镜紧贴在凸透镜的前面，要将光屏向左移动，才能在光屏上再次得到清晰的像，此眼镜对光有_________作用，应为_________（近/远）视眼镜。
在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）将蜡烛和凸透镜固定在如图所示的位置，点燃蜡烛后，位于65cm刻度线处的光屏上得到烛焰清晰___________（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；
（2）保持上述实验中凸透镜位置不变，将蜡烛移动到15cm刻度线处，应该向___________（填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到烛焰清晰的像。若不移动光屏，还想在光屏上得到清晰的像我们可以：①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；②也可保持光屏不动，换用焦距更__________（大、小）的透镜；
（3）若将上图蜡烛和光屏同步（速度相同）向右移动，在光屏上能看到_________。
A．一直清晰的像 B.一次清晰的像
C.一直模糊的像 D.两次清晰的像
在“探究凸透镜成像规律”实验中，有如下操作：
（1）实验前，小刚利用“平行光聚焦法”（如图甲所示）粗略测出凸透镜的焦距。焦距越小，凸透镜对光的会聚作用越_____（选填“强”或“弱”）；
（2）小刚将（1）中测过焦距的凸透镜、蜡烛以及光屏放置在光具座上的位置如图乙所示，欲使光屏上成一个清晰的实像，应将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（3）通过步骤（2）的调整，光屏上出现了清晰的像后，某同学将自己的近视眼镜取下来放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像变模糊了，此时他应将蜡烛_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，光屏上才能再次成清晰的像。
小华利用水透镜“探究凸透镜成像的规律”。

（1）他将水透镜固定在光具座50cm刻度线处，移动蜡烛，调节光屏直到光屏上成清晰的像，如图所示，此时光屏上像的性质是倒立、_________的实像，这一成像特点与_________（选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）相同；
（2）由于实验时间较长，蜡烛会变短，光屏上的像会向_________（选填“上”或“下”）方移动，为了使像重新成在光屏的中央，你的做法是_________；
（3）实验中，推动活塞使水透镜变厚，发现光屏上的像变模糊，将光屏适当_________（选填“靠近”或“远离”）透镜，像又变清晰。若不移动蜡烛和光屏，要让光屏上的像变清晰，可在蜡烛与水透镜之间放一个合适的_________（选填“近视”或“远视”）眼镜。
问题总结
一：透镜对光的作用。
凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。判断透镜对光线的会聚与发散，并不是看光线经过透镜后是否相交，而是看光线经过透镜后，与原来的传播方向相比是会聚还是发散。
二：凸透镜的成像规律。
一焦分虚实、二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，物远虚像大。
三：凸透镜成像的变焦问题。
当凸透镜的焦距发生变化时，其对光的偏折能力也发生变化：焦距越小（透镜越厚），偏折能力越强。
四：凸透镜的应用之眼睛与眼镜，佩戴眼镜后的各种变化。
视网膜相当于光屏，所以像距是固定不变的当物体与眼睛的距离发生变化时，晶状体通过调整弯曲程度来改变焦距：物距减小，焦距也减小；物距增大，焦距也增大.当“近视眼”看远处物体时，焦距调到最大，像成在视网膜前方，需要用凹透镜矫正；而“远视眼"看近处物体时，焦距调到最小，像成在视网膜后方，需要用凸透镜矫正。
近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，给凸透镜戴上近视眼镜，两个透镜组合，整体的折光能力变弱，物距不变时，成像位置延后，会导致像距增大；给凸透镜戴上远视眼镜，两个透镜组合，整体的折光能力变强，物距不变时，成像位置提前，会导致像距减小。
五：凸透镜的动态成像情景分析。
凸透镜成实像时，像和物分居在透镜两侧，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，所成的像越大，即“物近像远像变大”。物体经凸透镜成虚像时，像和物在凸透镜同侧，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越近，所成的像越小，即“物近像近像变小”无论是成实像还是成虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大.
典型考题：光屏和蜡烛互换位置依旧成像，原理：光路是可逆的。单独移动凸透镜位置也可使物距像距调换依旧成像。
六：凸透镜所成像与物的关系，不仅上下颠倒，而且左右颠倒（实像）。
物体经凸透镜成实像时，所成的实像是倒立的，即物与像不仅上下颠倒，而且左右颠倒。若将物向上移动，则所成的实像会向下移动，如实验时间过长，蜡烛燃烧变短，则实像向光屏上方移动.实像与物体的移动方向相反。
物距
倒正
大小
虚实
像距
应用
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倒立
缩小
实像
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