专题14 探究凸透镜成像规律实验问题（原卷版+解析版）--【夺分宝典】声光知识体系必考重点（专练）

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专题14 探究凸透镜成像规律实验问题
1. （2023河南省）在“探究凸透镜成像的规律”实验中：

（1）小强发现用凸透镜看远处物体时，可以看见倒立、缩小的像：用该凸透镜看自己的指纹时，能看见正立、放大的像。由此猜想：凸透镜成像的特点可能与________有关；
（2）在光具座上，将蜡烛、光屏安装在凸透镜两侧，调节三者的高度时，_______（选填“需要”或“不需要”）点燃蜡烛；调节高度的目的是使像能呈现在_________；
（3）实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到蜡烛清晰的像（像未画出），这个实验现象可以说明________（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）的成像特点。
2. （2023武汉）用F为焦点，探究焦距为f的凸透镜成像规律，在实验中；

（1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中______（填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向 ______的，像的大小比发光物体要______；
（2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离______（填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。
3. 在“探究凸透镜成像规律实验”中：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在______；
（2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到______cm 刻度处，光屏上可再次成清晰______、倒立的实像；
（3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______；（填序号）
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
（4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
4. （2023福建省）在探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）如图甲所示，用平行光测出凸透镜的焦距为________cm。
（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在________。
（3）调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置，则烛焰在光屏上成倒立、________的像。根据这一成像特点，可制成__________。
（4）若要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变_________，再调节光屏位置。
5. （2023山东滨州）某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中

（1）实验前，应先调整烛焰，凸透镜，光屏三者的中心在____________；
（2）如图所示，烛焰恰好在光屏上成倒立、______（选填“放大”、“等大”成“缩小”）清晰的实像，这是______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的工作原理；
（3）若凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，______（选填“仍能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像，这说明光发生折射时，光路是______的；
（4）若保持图中蜡烛、凸透镜的位置不变，只把光屏向右适当调节，光屏上烛焰的像逐渐变得模糊，这与______（选填“近视眼”或“远视眼”）形成原因相同。
6. （2023湖南衡阳）小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像规律：

（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为______cm；
（2）实验时，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到_______；
（3）小明将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、_______的实像。生活中的______（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的；
（4）接着，小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中，光路是______的；
（5）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清，此现象可以体现______（选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况。
7. 小明用蜡烛、凸透镜（焦距10cm）、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
（1）实验在_______（选填“较亮”或“较暗”）的环境下进行，现象更明显；
（2）蜡烛、透镜和光屏位置如图甲所示，光屏上会出现烛焰清晰_______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，此现象和生活中_______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的原理相同；保持凸透镜位置不变，增大物距后，将光屏移动到适当位置，光屏上会重新出现烛焰清晰的像，该像与移动前的像相比会_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）保持凸透镜位置不变，移动蜡烛至图乙所示位置，在透镜右侧通过透镜可以观察到烛焰______（选填“正立”或“倒立”）的像；
（4）将图甲中的透镜换成焦距f=5cm的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向_______（选填“左”或“右”）移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像；若不移动蜡烛，在蜡烛和透镜之间放置一个度数适当的_______（选填“近视”或“远视”）镜片，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。
8. （2023四川凉山州）小丁在探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）当烛焰、焦距为10cm的凸透镜A位于图甲中位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；
（2）保持蜡烛位置不变，小丁用焦距为5cm的凸透镜B在原位置替换凸透镜A，要使光屏上仍得到烛焰清晰的像，应该将光屏向______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜B的方向移动；
（3）如图乙所示，蜡烛和凸透镜之间放上近视眼镜，光屏上能得到清晰的像，若取下眼镜，要在光屏上重新得到清晰的像，应将光屏______（选填“靠近”或“远离”示）凸透镜。
9. （2023黑龙江大庆）某实验小组进行探究凸透镜成像的实验， 操作如下：

（1）实验前，调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度；
（2）正确测出凸透镜的焦距f， 当物距uf时，烛焰成________（填“正立实像”、“正立虚像”、“倒立实像”或“倒立虚像”）。同学们分析得出：像的虚实由________大小关系决定；
（3）当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上所成像的特点与________（填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）原理相同；
（4）若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜，光屏上所成的像与原来相比________（填“变小”、“变暗”或“变不完整”）了；
（5）若仅将图甲中凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜，则需将光屏________（填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像；
（6）如图乙所示， 凸透镜的焦距为10cm，保持光屏位置不变， 让蜡烛和凸透镜分别以4cm/s和2cm/s的速度，同时沿光具座匀速向左运动，经过2.5s，光屏上成清晰________（填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。
10. 小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）如图甲所示，将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）小明在某次实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上如图乙所示的位置，光屏上呈现清惭的像，此像是倒立、______的实像，生活中______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是依据此成像原理制成的；
（3）保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至如图丙所示位置，则人眼在图中______（选填“A”或“B”）处能观察到烛焰的像；
（4）小明在图乙中烛焰和凸透镜之间的适当位置放一副眼镜，发现光屏上原本清晰的像变模糊了。将蜡烛向靠近凸透镜方向移动适当距离后，光屏上再次得到清晰的像，则该眼镜是______（选填“近视”或“远视”）眼镜。
11. 同学们为了“探究平面镜成像的特点”，准备了平面镜、玻璃板、两支相同的蜡烛A和B、光具座、光屏等实验器材。
（1）如图所示，将一支点燃的蜡烛A放置在光具座的甲位置，选用______（选填“平面镜”或“玻璃板”）竖直放置在乙位置，未点燃的蜡烛B放置在乙位置右侧。移动蜡烛B到丙位置时，发现蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，说明像和物的大小______；
（2）将蜡烛B换成光屏，不能在光屏上直接观察到蜡烛A的像，说明平面镜所成的是______像；
（3）接着同学们想利用上述装置“探究凸透镜成像规律”，只将乙处器材换成一个凸透镜，光屏上恰好成一个等大的实像，则此凸透镜的焦距是______cm；
（4）把蜡烛A移动到光具座上10cm刻度线处，适当向左移动光屏，可在光屏上出现倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像；若继续向左移动蜡烛A，光屏位置不动，为了在光屏上仍得到清晰的像，可在蜡烛A和凸透镜之间放置一个______（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。
12． 探究凸透镜成像特点时。
（1）小聪将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，如图1所示，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出如图2所示图像，由图可知，白纸被烤焦的最短时间为2min，对应的s为 cm，此距离即为该透镜的焦距f；
（2）当透镜与蜡烛的距离为15cm时，可在光屏上得到一个倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，利用这一成像原理可制成生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
（3）仅将题（2）中蜡烛和光屏位置对调，根据光路可逆，在光屏上 （选填“能”或“不能”）得到一个清晰的像；
（4）将蜡烛移至如图3所示位置，可以透过凸透镜看到烛焰所成的 （选填“虚”或“实”）像；
（5）凸透镜对光有会聚作用，可以用来制成 （选填“近视”或“远视”）眼镜。
13. 小明利用一个纸筒、凸透镜和半透明薄膜自制了如图甲所示的模型照相机。在使用时发现，被拍摄物体和照相机的距离有变化时，像会变得不清晰。老师告诉小明，当物距改变时，照相机可通过伸缩镜头或调节镜头焦距两种方式再次得到清晰的像。为了验证老师的说法，小明选取了蜡烛、多个不同焦距的凸透镜、光具座等器材进行实验探究：
（1）实验前应将烛焰中心、凸透镜光心、光屏中心调至______；
（2）当蜡烛、光屏、凸透镜在如图乙所示位置时，光屏上成清晰的像。将蜡烛向左调节到某一位置时，凸透镜向______（选填“左”或“右”）调节，光屏上再次成清晰倒立缩小的像。得出：当物距改变时，伸缩镜头可以再次获得清晰的像；
（3）小明将蜡烛、光屏、凸透镜调回如图乙所示位置。将蜡烛向左调节到某一位置时，换用焦距_______（选填“更大”或“更小”）的凸透镜，光屏上再次成清晰的像。得出：当物距改变时，调节镜头焦距可以再次获得清晰的像；
（4）蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像位置偏高，小明将光具座左侧抬高，_______（选填“可以”或“不可以”）使像回到光屏中央；
（5）请在图丙中画出烛焰S发出的平行于主光轴的光线经过凸透镜后的折射光线。（ ）
14. 小明对如图甲所示的投影仪产生了兴趣，了解到投影仪主要由一个镜头（相当于一个凸透镜）和靠近镜头的液晶元件（相当于投影片）组成。于是利用蜡烛（S为烛焰中心）、焦距f=10cm的凸透镜和光屏等器材，探究屏幕上成放大像时物距应满足的条件。
(1)正确安装和调整器材后，保持透镜位置不动，将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动，同时移动光屏，光屏上一直出现的是______（填“光斑”或“像”）。
(2)请在图乙中画出光线SP经过透镜后的折射光线______。
(3)继续将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动，同时移动光屏发现
①光屏上烛焰的像______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
②从30cm刻度线处开始，光屏上不再出现放大的像。
(4)通过实验得出，屏幕上成放大的像时，物距u应满足______（填“u