浙教版2022-2023学年第二学期七年级科学《凸透镜成像》实验探究训练【word，含答案】

《凸透镜成像》实验探究训练
1.小明在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）测量凸透镜的焦距如图甲所示，则该凸透镜的焦距为________厘米。
（2）图乙是小明某次的实验情景，此时他在光屏上看到烛焰清晰的像，生活中的________就是利用这一原理制成的。
（3）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的像________（填“完整”或“不完整”）。
（4）如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离时，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该在凸透镜和蜡烛之间放置适当的________（填“凸透镜”或“凹透镜”）才能实现，________（填“近视”或“远视”）眼就是利用这种透镜矫正的。
（5）实验过程中，蜡烛在燃烧中不断缩短，导致光屏上的像向________（填“上”或“下”）
2.在“研究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)某次实验过程中，小敏移动光屏直到出现清晰的像，蜡烛、透镜和光屏在光具座上位置如图所示，此时所成的是倒立________的实像。
(2)若通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，透镜应该移到________厘米刻度处。
(3)实验一段时间后，原来成在光屏中央的像，“跑”到图甲所示的位置。下列操作可以让像重新回到光屏中央的有________。
①光屏上移一段距离　　②蜡烛下移一段距离　　③透镜下移一段距离
(4)研究好成像规律后，小敏模拟了近视和远视的矫正，图乙中，小敏给透镜A戴上“眼镜”(凸透镜B)，光屏上刚好出现清晰的像，摘下“眼镜”后，光屏上的像变模糊，如图丙所示，若要通过移动蜡烛使像再次清晰，应将蜡烛向________(填“靠近”或“远离”)透镜方向移动一段距离。
3.用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”实验。
（1）如图甲所示，凸透镜位置固定，当发光的小灯泡放在40cm刻度线的位置时，移动光屏，在光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑，则该透镜的焦距为 　 cm。
（2）在图乙中，小明拿来一副眼镜，将其靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明该眼镜的镜片是 　 　透镜。
4.为了研究眼的成像原理，小新自主研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小，光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。
（1）点燃蜡烛后，调节水透镜凸度，直至光屏上成一个清晰倒立、　 　（填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。若将点燃的蜡烛向右移动一小段距离，要使光屏上重新得到清晰的像，应对水透镜 　 （填“注水”或“抽水”）。
（2）小科将水透镜换成普通凸透镜后继续做凸透镜成像实验，人站在凸透镜的位置，向左观察到发光的物体是一个“R”型的LED灯，当他向右观察光屏上成清晰的像时，观察到的像的形状是 　 　。（选填字母）
5.如图所示的“刷脸支付”的方式已在多家超市和商店投入使用。消费者结账时只需面对
摄像头，眨眨眼等，系统便会自动拍摄、扫描，确认相关信息后，迅速完成交易。
（1）“刷脸支付”的成像原理需满足的条件是 　 　。
A.u＜f
B.2f＞u＞f，v＞2f
C.u＝2f，v＝2f
D.u＞2f，2 ＞v＞f
（2）当人靠近摄像镜头，像会 　 　（填“变大”或“变小”）。
6. 在探究“凸避镜成像规律”的实验中：
（1）如图1所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学让一束平行光正对凸透镜照射，再把光屏放在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 　 　.
（2）在实验时，小明用该凸透镜观察小红的眼睛，看到小红的眼睛如图2所示，要看到如图A的情形，物距应该满足的条件是 　 　。
A.小于10cm
B.大于10cm且小于20cm
C.等于20cm
D.大于20cm
（3）当元件摆放位置如图3所示。为了在光屏上得到烛焰清晰的像，某同学摘下自己的眼镜放在蜡烛与透镜之间的合适位置上，光屏上呈现了烛焰清晰的像，则该同学是
　 　（填“近视眼”或“远视眼”）取下眼镜，向右适当移动 　 　（填“蜡烛”或“光屏”），也可以在光屏上得到清晰的像。
7.小明同学用“F”型电子光源、凸透镜和光屏做探究凸透镜成像规律的实验。
（1）图甲中，小明给光屏标上刻度，其目的是 　 　。
（2）实验时，在光屏上得到清晰的像，如图乙。小明把光源向左移动一段距离，若保持凸透镜的位置不变，为了在光屏上再次得到清晰的像，他的操作是 　 　。
（3）实验中，小明记录的数据如下表所示：
组别 1 2 3 4 5 6
物距u/厘米 42 37 30 25 20 x
像距v/厘米 20 25 30 37 42 /
小明在做第6次实验时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到像，则x的范围是 　 　。
8.在研究凸透镜成像实验中，小柯不断改变蜡烛到透镜的距离，移动光屏寻找蜡烛的像，并将实验结果记录在表格中。
序号 蜡烛到透镜的距离(cm) 像的特点
1 20.0 倒立缩小的实像
2 16.0 倒立等大的实像
3 12.0 倒立放大的实像
4 6.0 ？
(1)第4次实验中，小柯移动光屏只观察到模糊的圆形光斑。若要观察到此时所成的像，正确的操作是________。
(2)小柯在第1次实验的基础上，换用另一个凸透镜后，发现光屏上的像不清晰。把光屏慢慢地向凸透镜方向移动，光屏上又出现了清晰的像。若第1次实验模拟的是正常眼球的成像情况，则换用透镜后的实验是在模拟________的成像情况。
9.在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）利用太阳光测凸透镜焦距，下列方法中最合理的是 　 　。
（2）当三个元件移动到如图所示位置时，光屏中心出现了清晰的像，则该像的性质是
　 　（写出像的正倒、大小和虚实）；由此推断凸透镜的焦距可能是 　 　。
A．f＝20cm B．f＝15cm
C．f＝10cm D．f＝5cm
10.在研究”凸透镜成像规律”的实验中：
（1）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，恰能在光屏上得到一个清晰的倒立实像，则凸透镜的焦距为 　 　cm。
（2）保持蜡烛与凸透镜位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，将光屏向右移动才能重新得到清晰的像，此时像将 　 　，换用的凸透镜焦距可能为 　 　。
A.10.0cm B.20.0cm C.30.0cm D.35.0cm
11.小金用如图甲所示的实验装置“探究凸透镜成像规律”：
（1）小金同学正确实验，并根据实验数据绘制了如图乙的图象（v表示像距，u表示物距），则该凸透镜的焦距是 　 　；
（2）小金同学在实验中将蜡烛置于如图甲所示的位置，则将光屏从图甲所示位置 　 　（选填“向左”或“向右”或“不需要”）移动，光屏上可得到蜡烛清晰的像；
（3）实验过程中小金发现像成在了光屏上方（如图丙所示），若要使像成在光屏的中心，以下方法可行的有 　 　。
①将蜡烛位置适当调高
②将蜡烛位置适当调低
③将透镜位置适当升高
④将透镜位置适当降低
⑤将光屏位置适当远离透镜
⑥将光屏位置适当靠近透镜
12.小金制作了一个水透镜，测得透镜焦距为10cm，并用该透镜进行如下探究：
（1）将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动，光斑大小将　 　。
（2）移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，为了找到像的位置，光屏应在光具座的 　cm刻度范围内移动（选填“40﹣50”或“大于50”）才能看到清晰的像。
（3）将烛焰看成物体，水透镜看做晶状体，光屏看做视网膜。当向水透镜中注水（即增加晶状体的厚度），光屏（视网膜）上的像不清晰，则此时像的位置是在图中视网膜　 　（选填“左侧”“右侧”或“上面”）。
13.小安在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10 cm的薄凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20 cm刻度线处，移动光屏至65 cm刻度线处，蜡烛在光屏上成清晰的像．如图所示．
请结合此实验完成下列问题：
(1)如图所示的实验现象能够说明________的成像特点．
A．照相机 B．幻灯机 C．放大镜
(2)保持透镜在50 cm刻度线处不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应该进行的操作是_________．(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 cm刻度线处不动，若将点燃的蜡烛放在光具座上80 cm刻度线处，将光屏放在光具座上透镜的左侧，通过移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰的_________的像．
A．倒立放大 　　B．倒立缩小 　　　C．正立放大
14.小丽在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，她将蜡烛、凸透镜和光屏放置如图所示的位置，恰好在光屏上出现了清晰的像。
（1）此时蜡烛恰好能在光屏上成像，根据图上数据，则该透镜的焦距范围是　 。
（2）小丽为了确切的知道该凸透镜的焦距，请你告诉她一种测量凸透镜焦距的方法。　
　 。
（3）小丽保持凸透镜、光屏的位置不变，在凸透镜左侧附近放置自己的近视眼镜（图中未画出），这时需要将光屏向　 　（填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像。
15.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)图甲中光屏上所成的像是倒立________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像，生活中__________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)利用这一原理制成的。
(2)如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的关系，则凸透镜焦距为______cm。
(3)当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和透镜位置：
①若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜，再次实验，光屏上所成的像与原来相比________(选填“变小”“变暗”或“变不完整”)了。
②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将屏________(选填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像比________(选填“变大”或“变小”)了。
答案及及解析
1.（1）10.0 （2）照相机 （3）完整 （4）凹透镜 （5）近视 上
【解析】（1）由图知，凸透镜的焦距为60.0cm-50.0cm=10.0cm，注意看得出的读数是要估读的；
（2）由图乙知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的；
（3）挡住透镜上半部分，下半部分仍能折射光线成像，所以光屏上所成的像是完整的；
（4）把光屏向右移动一小段距离，要想在光屏上再次得到淸晰的像，应使像向右移动，则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜；近视眼就是利用凹透镜矫正的；
（5）凸透镜成像是完全颠倒的，因此，蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动。
2.（1）放大；（2）45；（3）①③；（4）远离。
【解析】（1）由图片可知，凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像；
（2）不改变蜡烛和光屏位置，要通过移动透镜，使光屏上再次成清晰的像，移动后物距为原来的像距，即凸透镜距光屏应为30cm，故应移动到45cm刻度处；
（3）如图甲所示，实验一段时间后，蜡烛变短，像移动到光屏的上方，要让像重新回到光屏中央，可将蜡烛向上移动、将光屏向上移动、将凸透镜向下移动，正确的操作为①③；
（4）如图乙，在蜡烛和凸透镜A之间放置具有会聚作用的凸透镜B，光屏上呈现清晰的像，移除凸透镜B后，像距将变大，要得到清晰的像，需增大物距，减小像距，故蜡烛应远离凸透镜。
3.解：（1）根据焦点和焦距的定义可知，当发光的小灯泡距离透镜为50.0cm﹣40.0cm＝10.0cm时，在右侧无论怎样移动光屏，发现光屏上始终是一个大小不变的圆形光斑，说明小灯泡位于凸透镜的焦点处，该透镜的焦距f＝10.0cm；
（2）将眼镜靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发观清晰的像，说明该眼镜的镜片，对光线起了发散作用，则为凹透镜。
故答案为：（1）10.0；（2）凹。
4.解：由图可知，物距大于像距，并且能在光屏上成实像，所以物距一定是在二倍焦距之外，所以成的是倒立、缩小的实像；
向右移动蜡烛，即此时的物距变小，像距应该变大，即光屏应该向右移动，才能使得像清晰，但若保持光屏和透镜不变，仍使得像成在光屏上，即需要让凸透镜的会聚能力增强，即需要让凸透镜变厚，故应该向内注水；
（2）凸透镜成的实像是倒立的，与物体左右相反、上下也相反，但由于人是向右观察光屏上的像，所以R的像应为C。
故答案为：（1）缩小；注水；（2）C。
5.解：（1）摄像头相当于一个凸透镜，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，故D正确；
（2）当人靠近摄像镜头，物距变小，像距变大，像变大。
故答案为：（1）D；（2）变大。
6.解：（1）将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑；
如图从光斑到凸透镜的距离为40.0cm﹣20.0cm＝20.0cm，即为焦距；
（2）如图，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，由凸透镜成像规律可知，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，即物距应该满足的条件是D；
（3）焦距f＝20cm，由图知，物距u＝40cm﹣8cm＝32cm，f＜u＜2f，此时像距v＞2f＝40cm，为了在光屏上得到清晰的像，光屏应向右移动；某同学摘下自己的眼镜放在蜡烛与透镜之间的合适位置上，光屏上也能呈现烛焰清晰的像，说明眼镜片对光线有发散作用，使得推迟会聚而成像，故该同学的眼镜为凹透镜，该同学为近视眼；
取下眼镜，向右适当移动光屏，也可以在光屏上得到清晰的像。 （若向右移动蜡烛，像更远，光屏处在2倍焦距处，不能呈像的）
故答案为：（1）20.0cm；（2）D；（3）近视眼；光屏。
7.解：（1）小明在光屏标上刻度其目的是便于比较像与物大小的关系；
（2）小明把光源向左移动一段距离，则物距变大，像距应变小，将光屏向凸透镜靠近，即向左移动，直到光屏上出现清晰的实像；
（3）由表格数据可知，当u＝v＝30cm时，成倒立等大的实像，则2f＝30cm，即f＝15cm，
无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到像，，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上，也有可能物体在焦点上，不能成像，故此时物距x≤f＝15cm。
故答案为：（1）便于比较像与物大小的关系；（2）将光屏向左移动，直到光屏上出现清晰的实像；（3）x≤15cm。
8.（1）取下光屏，透过透镜观察蜡烛所成的像；（2）近视眼或近视。
【解析】（1）由第2次实验可知凸透镜的焦距为8cm，第4次实验时物距为6cm小于一倍焦距成正立放大虚像，应该取下光屏，透过透镜观察蜡烛所成的像；（2）换用凸透镜后把光屏慢慢地向凸透镜方向移动才出现清晰的像说明此时成像在光屏的前方相当于成像在视网膜的前方所以可知模拟的是近视眼的成像情况。
解：（1）利用太阳光测量凸透镜焦距，应让凸透镜正对太阳光，白纸应与凸透镜平行，来回移动透镜，找到最小最亮的光斑，光斑到透镜中心的距离即为焦距，由图知，操作最合理的是C；
（2）根据能在光屏上成像，得出一定是实像，再根据物距小于像距，可知，光屏上的像为倒立、放大的实像；
则物距满足2f＞u＞f，像距v＞2f，
即：2f＞15cm＞f，30＞2f，
解得：15cm＞f＞7.5cm，
所以凸透镜的焦距可能是10cm，故选C。
故答案为：（1）C；（2）倒立、放大的实像；C。
10.（1）15.0；（2）变大；B。
11.解：（1）从图中可知u＝v＝2f＝20cm，则该凸透镜的焦距是f＝10cm；
（2）小金同学在实验中将蜡烛置于如图甲所示的位置，此时u＝50cm﹣20cm＝30cm＝2f，
则f＜v＜2f，故光屏的位置应在60cm和70cm之间，则将光屏从图甲所示位置向左移动，光屏上可得到蜡烛清晰的像；
（3）实验过程中小金发现像成在了光屏上方（如图丙所示），若要使像成在光屏的中心，根据穿过光心的光线方法不变可知，可将蜡烛位置适当调高，或将透镜位置适当降低，故①④正确、②③错误；
将光屏位置适当远离或靠近透镜，所成的像仍在原来的高度，故⑤⑥错误。
故选①④。
故答案为：（1）10cm；（2）向左；（3）①④。
12.解：（1）由图可知，发光小灯泡在凸透镜焦点位置，经凸透镜折射后形成平行光线，将光屏向右移动，光斑大小不变；
（2）将点燃的蜡烛放置于光具座的15cm刻度处，此时的物距为15cm，在1倍焦距和2倍焦距之间，此时的像距应大于2倍焦距，即应该在大于30cm+20cm＝50cm的范围内才能找到；
（3）当向水透镜中注水（即增加晶状体的厚度），焦距变小，折光能力太强，像会提前会聚，即会出现在光屏的前方，也就是左侧。
故答案为：（1）不变；（2）大于50；（3）左侧。
13.（1）A （2）D （3）B
【解析】本题考查探究凸透镜成像规律的实验．(1)如图所示，物距大于像距，此时成倒立缩小的实像，能够说明照相机的成像原理，故A符合题意；(2)保持透镜在50 cm刻度线处不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应使物距缩小，则像距变大，所以应将蜡烛右移，同时光屏也向右移．故D符合题意；(3)保持透镜在50 cm刻度线处不动，若将点燃的蜡烛放在光具座上80 cm刻度线处，则此时物距大于2f，将光屏放在光具座上透镜的左侧，通过移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰的倒立缩小的实像．故B符合题意．
14.解：（1）由图可知，此时的物距为50cm﹣10cm＝40cm＞2f，此时的像距f＜13cm＜2f，联立解得：6.5cm＜f＜13cm；
（2）使凸透镜正对太阳光，移动凸透镜与地面之间的距离，直到地上形成一个又小又亮的光斑，测光斑到凸透镜中心的距离即为焦距；
（3）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，近视眼镜靠近凸透镜时，使光线发散，像会聚在光屏的后方，像距增大，在光屏上要得到清晰的像，光屏要远离凸透镜向右移动。
故答案为：（1）6.5cm＜f＜13cm；（2）使凸透镜正对太阳光，移动凸透镜与地面之间的距离，直到地上形成一个又小又亮的光斑，测光斑到凸透镜中心的距离即为焦距；（3）右。
15.（1）放大；投影仪；（2）10；（3）①变暗；②向左；变小
【解析】（1）由图可知，此时的物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪；
（2）凸透镜成实像时，u=v=2f时，成倒立、等大的实像，此时的=5m-1，则u=v=0.2m=20cm=2f，故f=10cm；
（3）①用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，成像大小不会变化，但经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗；②如果将凸透镜A换成镜面直径相同、但焦距稍小的凸透镜，比起原来就相当于将物距变大了，那么像距就要减小，像变小；光屏要靠近凸透镜，即向左移动。