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2023年中考物理实验探究题专项训练：透镜及其应用
一、实验探究题
1．【实验名称】探究凸透镜成像规律
（1）从左到右分别放置蜡烛、凸透镜和　 　，使三者的中心在　 　，正确调整后，不断改变蜡烛与凸透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的数据如下表：
实验序号 物体到凸透镜的距离/cm 光屏上的像到凸透镜的距离/cm
1 40 13.3
2 30 15
3 20 20
4 15 30
5 10 光屏上没有像
6 8 光屏上没有像
（2）【分析与论证】
①当凸透镜成实像时，物距增大，像距　 　．
②如图所示，光屏应移至　 　区域才能找到清晰的像．当蜡烛在　 　范围成放大的实像．
③观察火焰经凸透镜所成正立、放大的虚像，人眼应透过凸透镜向　 　观察（填“左”或“右”）．
④在整理器材时．香香同学偶然在凸透镜上看到了身后景物正立、缩小的像．它的成像原因是光的　 　（填“直线传播”、“反射”或“折射”）．
2．小华想探究凸透镜成像规律．实验桌上有A、B、C三个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为10cm，凸透镜B的焦距为50cm，凸透镜C的焦距未知．光具座上标尺的刻度范围如图所示．
（1）小华想探究凸透镜成实像的规律，应选用　 　凸透镜（选填“A”或“B”）．实验过程中，他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，移动光屏，直到光屏上呈现出烛焰清晰的像，则该像是　 　、　 　的实像．
（2）小华将凸透镜C固定在光具座上50cm刻线处，当烛焰在光具座上30cm到40cm刻线之间时，烛焰的像是放大、倒立的实像；当烛焰在光具座上0cm到30cm刻线之间时，烛焰的像是缩小、倒立的实像．烛焰在光具座上45cm刻线处时，烛焰的像是放大、　 　的　 　像．
3．如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜位置保持不变，凸透镜的焦距为10cm．
（1）实验中随着蜡烛的燃烧，光屏上依然得到烛焰清晰的像，但光屏上像的位置却偏高，为了使像仍成在光屏的中央，则应向　 　（填“上”或“下”）调节凸透镜．
（2）调整后，图中光屏上烛焰的像是倒立　 　的实像,此规律的应用是　 　．（举一例）
（3）此时，若有一只苍蝇落到凸透镜上，则屏上　 　成完整的蜡烛的像（填“能”或“不能”）．
（4）要使光屏上的像变成与物大小相等，则应向左调节蜡烛到30cm处，光屏应向　 　调（填“左”或“右”）到　 　cm处，在此过程中发现蜡烛和光屏之间距离变　 　（填“大”、“小”或“不变”）．
（5）透镜位置不变，将蜡烛移到标尺45cm处，此时小强应站在　 　一侧（填“蜡烛”或“光屏”），观察蜡烛的像．
4．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小勇同学进行了如图所示的实验。
（1）如图甲所示操作，测得本实验所用凸透镜的焦距为　 　cm。
（2）实验时，首先调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在　 　，使像成在光屏中央。
（3）接着小勇调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、　 　（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的　 　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理。若撤去光屏，小勇也可以在图中凸透镜的　 　（选填“左边”或“右边”）适当位置去观察该像。
（4）小勇又向右移动蜡烛至43cm刻度处，移动光屏，发现屏上　 　（选填“能”或“不能”）得到蜡烛清晰的像。
（5）若用不透明物体挡住透镜上半部分，像会　 　（选填“完整”或“不完整”），蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像将向　 　移动（选填“下”或“上”）。
5．小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图所示时，在光屏上可得到一个　 　清晰的像（填写下列选项字母），若保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜至　 　cm处，光屏上能再次呈现清晰的像；
A．正立放大
B．倒立放大
C．倒立缩小
（2）实验中将蜡烛从图处逐渐远离凸透镜，物距u随时间t的变化图像如图甲所示，则如图乙所示的图像中，像距v随时间t的大致变化图像正确的是　 　；
（3）如图所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至16cm处，人眼能观察到蜡烛的像，像是图中的　 　（选填“A”“B”“C”或“D”）。
6．用实验探究凸透镜成像规律，将焦距为10.0cm的薄凸透镜固定在光具座上50.0cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20.0cm刻度线处，移动光屏至65.0cm刻度线处，烛焰在光屏上呈现清晰的像，如图所示，根据此实验回答下列问题：
（1）如图所示的实验现象能够说明______的成像特点；（选填选项前的字母）
A．幻灯机 B．照相机 C．放大镜
（2）保持透镜在50.0cm刻度线处不动，如果想在光屏上得到比烛焰大的清晰的像，应进行的操作是______；（选填选项前的字母）
A．将蜡烛左移，光屏左移 B．将蜡烛左移，光屏右移
C．将蜡烛右移，光屏左移 D．将蜡烛右移，光屏右移
（3）保持透镜在50.0cm刻度线处不动，若将点燃的蜡烛放在光具座上45.0cm刻度线处，烛焰　 　（选填“能”或“不能”）在光屏上呈现清晰的像。
7．胶片投影仪内部结构示意图如图所示，点亮光源后，在天花板上出现如图所示清晰的F的像，完成下题．
（1）在图中标出物距．画出图中所示两条光线经过凸透镜之后的光线．
（2）天花板上的F是　 　（选填“实像”、“虚像”）．该像相对于物是　 　（ 选填“正立”、“倒立”）
8．在探究“凸透镜成像规律”和“平面镜成像特点”的实验中，实验装置分别如图甲和图乙所示
（1）通过查阅资料发现，凸透镜成像规律符合公式 （u为物距，v为像矩，f为焦距）因此，凸透镜的焦距也可以用该公式计算得出，甲图可以成最清晰的像，请你根据公式计算甲图出中的凸透镜焦距f =　 　cm。
（2）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各小组汇报数据中发现，物距均为18.0cm时，有三个小组所测像距分别为22.0cm、23.0cm、24.0cm。若他们所得的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因是　 　
（3）在用同样的器材进行实验时，调整好蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上同一高度后，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，只对凸透镜进行了调整，就在光屏上得到了完整清晰的像，调整的方法是______
A．左右适当移动凸透镜 B．上下适当移动凸透镜
C．适当扭转凸透镜 D．更换焦距合适的凸透镜
（4）请你对比并指出甲、乙两图中所成像的两个不同点：　 　。
9．某小组探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示：
（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．点燃蜡烛后，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在　 　上．
（2）实验中，燃烧的蜡烛逐渐变短，光屏上的像逐渐向　 　（填“上”或“下”）移动，为了使像成在光屏的中心，应将蜡烛向　 　（填“上”或“下”）调整．
（3）凸透镜的焦距是10cm，当蜡烛距凸透镜30cm时，移动光屏直到光屏上成清晰的像．像是倒立、　 　的实像．该成像规律在实际生活中的应用是　 　（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）．
（4）凸透镜成放大实像条件是：物距　 　（填“大于”“等于”或“小于”）像距．
10．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）由图甲可知，该凸透镜的　 　 是15.00cm．
（2）实验前，在摆放凸透镜、蜡烛和光屏时要求三者的中心在同一水平高度，同时注意将　 　 （填“凸透镜”、“蜡烛”或“光屏”）摆放在另外两个元件的中间．
（3）如图乙所示，若想在光屏上（光屏未画出）得到烛焰清晰放大的实像，则烛焰应位于透镜左侧a、b、c、d四个位置中的　　 　 位置．
（4）通过实验小明明白了照相机的成像原理，一次他在给兄弟班级照毕业像时，发现两旁还有同学没有进入观景框内，他应将照相机　 　 （填“靠近”或“远离”）被拍照的同学，这样才能在观景框内看到全班同学清晰的画面．
（5）小明进一步学习知道了眼球的成像原理．一束来自远处的光经眼球的角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜　 　 （填“前”或“后”），这就是近视眼，矫正方法是戴一副由　 　 （填“凸”或“凹”）透镜片做的眼镜．
11．“研究凸透镜成像规律”实验：
甲同学的实验：
（1）测量凸透镜的焦距如图所示，则该凸透镜的焦距　 　cm；
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在　 　上；
（3）当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、　 　的实像。　 　就是利用这一成像规律工作的（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
（4）乙同学的实验：
如图所示，要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向 　 　调整（填“上”或“下”）；
（5）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是 　 　cm；
（6）接着使烛焰向右移动5cm，此时应该将光屏向　 　移到某一位置（填“左”或“右”），才能在屏上得到倒立、　 　、清晰的实像（填“放大”、“缩小”或“等大”）。
12．在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：
（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，凸透镜对光具有　 　 作用，该凸透镜的焦距是　　 　 cm．
（2）把烛焰放在距凸透镜25cm处时（如同乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、 　 　 的实像（填写像的性质）； 　 　 （填投影仪放大镜、照相机）就是利用这一成像规律工作的．如果将蜡烛在乙图的基础上靠近透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向　 　 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
13．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，各组使用相同焦距的凸透镜进行实验，冬阳所在的小组实验操作规范，测量准确，该小组实验记录如下表
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 10.00 40.00 倒立，放大，实像
2 16.00 16.00 倒立，等大，实像
3 24.00 12.00 倒立，缩小，实像
4 40.00 10.00 倒立，缩小，实像
（1）请你根据上表信息，求出凸透镜的焦距f =　 　cm．在实验中，我们需要调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在　 　。
（2）分析数据，结合观察可知，在一定范围内物体到凸透镜的距离越近，光屏上像的大小就越　 　，同时发现像到凸透镜的距离就越　 　。
（3）冬阳所在的小组把蜡烛放在该凸透镜的焦点上，凸透镜固定不动，在调节光屏与凸透镜的距离的过程中，在光屏上观察到的是　 　。
（4）若烛焰，凸透镜，光屏分别放在某位置时恰好在光屏上成清晰的像，当凸透镜位置不变，烛焰向远离凸透镜方向移动一小段距离时，为了在光屏上再成清晰的像，光屏应向　 　（选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动适当的距离。
（5）对于焦距相同的凸透镜，一个物距应该对应唯一的像距，但从各组汇报数据中发现，物距均为12.00cm时，有三个小组所测像距分别为22.00cm，23.00cm，24.00cm．若他们的数据差别不是因为长度测量误差导致的，你认为出现这种情况的操作原因可能是　 　.
14．如图所示，在表演“浇不灭的蜡烛”的魔术时，把玻璃板竖立在水平桌面上，玻璃板前竖放一根蜡烛，玻璃板后有一玻璃杯，点燃蜡烛，透过玻璃板看到“蜡烛在杯中燃烧”，向杯中逐渐加水，透过玻璃板，会看到“杯中燃烧的蜡烛没有被水浇灭”。
（1）该魔术主要利用了　 　（选填“平面镜”或“凸透镜”）成像的原理。在较　 　（选填“明”或“暗”）的环境中表演，现象更明显；
（2）杯中的“蜡烛”是实际蜡烛形成的　 　（选填“正”或“倒”）立的　 　（选填“虚”或“实”）像，与实际蜡烛大小　 　（选填“相等”或“不相等”）。
15．在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸适镜、光屏在光具座上的位置如图所示。
（1）其中明显还需要调整的是　 　，调整后恰好能从光屏上观察到倒立、　 　选填“缩小”或“放大”)的实像，该成像特点可作为　 　（选填“照相机”或“电影放映机”)的原理。
（2）此时，小明拿来一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜。结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，由此可见，这副眼镜是　 　（选填“凸”或“凹”）透镜，戴这种眼镜人的眼睛的缺陷是　 　（选填“近视”或“远视”）。
16．小雷对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料种类、凸透镜凸起程度的关系进行了探究实验：
次数 1 2 3
材料 玻璃 玻璃 水晶
凸起程度 较小 较大 较大
焦距/cm
8.0 4.0
（1）他第一次测量焦距的实验如图甲所示，则测得的焦距为　 　 cm
（2）由1、2次的实验可得出的结论是：　 　
（3）小雷回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（如图乙），受此启发，于是他分别用红光和蓝光来进行图甲的实验，结论是：对同一凸透镜，　 　 光入射时焦距小些
（4）探究完成后，小雷和其他同学用焦距为8.0cm的凸透镜和蜡烛进行成像实验．从各组汇报数据中发现，当物距均为16.0cm时，有两个小组所测像距分别为19.0cm、13.0cm，与理论像距16.0cm相比偏差较大．若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：　 　
答案解析部分
1．【答案】（1）光屏；同一高度
（2）减小；B；一倍焦距和二倍焦距；左；反射
2．【答案】（1）A；倒立；缩小
（2）正立；虚
3．【答案】（1）下
（2）放大；投影仪
（3）能
（4）左；70；小
（5）光屏
4．【答案】（1）10.0
（2）同一高度
（3）缩小；照相机；右边
（4）不能
（5）完整；上
5．【答案】（1）B；65
（2）C
（3）D
6．【答案】（1）B
（2）D
（3）不能
7．【答案】（1）
（2）实像；倒立
8．【答案】（1）10.0
（2）每个组认为的最清晰的像不同
（3）C
（4）甲图中凸透镜成像，且满足当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像；乙图中是平面镜成像，是光的反射原理，成正立等大的虚像。
9．【答案】（1）同一高度
（2）上；上
（3）缩小；照相机
（4）小于
10．【答案】（1）焦距
（2）凸透镜
（3）c
（4）远离
（5）前；凹
11．【答案】（1）10.0
（2）同一高度
（3）缩小；照相机
（4）上
（5）7.5
（6）右；放大
12．【答案】（1）会聚；11.0
（2）缩小；照相机；远离
13．【答案】（1）8；同一水平高度
（2）大；大
（3）与凸透镜大小相同的光斑
（4）靠近
（5）光屏上没有成清晰的像就进行了测量
14．【答案】（1）平面镜；暗
（2）正；虚；相等
15．【答案】（1）光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一直线上；缩小；照相机
（2）凹；近视
16．【答案】（1）10.0
（2）材料和横截面积相同的凸透镜，凸面程度越大其焦距越小
（3）蓝
（4）光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距

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