北京王平中学物理光的折射 透镜单元达标训练题(Word版 含答案)

一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）
1．物理兴趣小组的同学们用如图甲所示的器材“探究平面镜成像的特点”。

(1)实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B，是为了探究像与物的________关系。

(2)在玻璃板的同一侧，小明同学通过玻璃板看到了蜡烛A的两个像。

请写出解决这一问题的办法是___________。

(3)图乙是某组同学用白纸记录的蜡烛和它所成的像的位置关系。

分析图中信息可得出平面镜成像的特点：像和物到平面镜的距离____________；像和物的连线与平面镜
____________。

有同学将白纸沿直线MN对折后发现蜡烛的位置和它的像的位置重合，所以平面镜成像的特点又可表述为：平面镜成的像与物体关于镜面____________。

(4)关于此平面镜成像特点的探究实验过程，下列说法正确的是________。

A．玻璃板必须与纸面垂直
B．实验中两支蜡烛都必须点燃
C．移去蜡烛B，在其原来的位置上放置一块光屏，光屏上不能呈现蜡烛的像；
D．做多组数据可以减小实验误差
【答案】大小换用较薄的玻璃板相等垂直对称 AC
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B，在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡像A的像重合，是为了探究像与物的大小关系。

(2)[2]由于像是由光的反射形成的，而普通玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像，故实验时应换用较薄的玻璃板。

(3)[3][4]分析图2中信息可得出平面镜成像的特点∶像和物到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂直。

[5]如果将白纸沿直线MN对折，会发现蜡烛的位置和它的像的位置重合，这说明平面镜成的像与物体关于镜面对称。

(4)[6]A．为了使蜡烛与前面蜡烛的像完全重合，玻璃板要与纸面垂直，故A正确；
B．在实验中，将一支蜡烛点燃并放在玻璃板的前边，用一支相同的蜡烛放在玻璃板的后边，是为了确定像的位置和比较像的大小。

若将后边的蜡烛点燃，结果使得玻璃后面太亮，更不容易发生反射，所以像会更不清晰，故B错误；
C．光屏能承接实像，虚像不能承接在光屏上，使用光屏是为了验证平面镜所成像的虚实，故C正确；
D．在平面镜成像特点的探究实验中，做多次实验获得多组数据是为了得到普遍的规律，故D错误。

故选AC。

2．做“探究凸透镜成像规律”的实验。

如图所示，一束平行光射向凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距是____________cm。

(1)点燃的蜡烛、凸透镜、光屏三者在光具座上的位置如图之所示，则烛焰的像将成在光屏的_______（选填“上方”或“下方”）；
(2)调整好蜡烛的高度后，图乙中烛焰在光屏上成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、______的实像；
(3)图乙中，若把蜡烛移到42cm刻度线处，此时需要在A点处向______（选填“左”或“右”）观察，才能看到烛焰的像。

【答案】10 上方放大左
【解析】
【分析】
【详解】
[1]一束平行光射向凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距，如图甲所示，该凸透镜的焦距
f=40cm-30cm=10cm
(1)[2]如图乙所示，蜡烛焰心、透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，蜡烛焰心低于透镜、光屏的中心，光线经凸透镜折射后成像在光屏的上半部分。

(2)[3]如图乙所示物距小于像距，且在光屏上能够得到实像，故此时物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，在光屏上成倒立、放大的实像。

(3)[4]若把蜡烛移到42cm刻度线处，此时物距
u=50-42cm=8cm
此时物距小于一倍焦距，在光屏上成正立、放大的虚像，光屏承接不到，只能在凸透镜的右侧看向凸透镜才能看到像，即此时需要在A点处向左观察，才能看到烛焰的像。

3．探究凸透镜成像的规律：
(1)实验所用凸透镜的焦距为10cm。

某次实验情形如图甲所示，此时光屏上恰好得到烛焰清晰的像，则物距u=______cm，烛焰的像应为图乙中的______，生活中的______就是利用这一原理工作的。

(2)在图甲所示实验情形下，紧靠凸透镜加放另一透镜，发现光屏上的像变模糊。

保持蜡烛和凸透镜的位置不变，只将光屏向右移动又重新得到清晰的像，则所加的透镜为______。

【答案】30 C 照相机凹透镜
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图甲可知，凸透镜在50cm刻度处，蜡烛在20cm刻度处，则物距
u=50cm-20cm=30cm
[2][3]由图可知，物距大于像距，且光屏上成清晰的像，此时成的是倒立、缩小的实像，所以烛焰的像应该是图乙中的C，生活中照相机是利用这一原理工作的。

(4)[4]保持蜡烛和凸透镜的位置不变，只将光屏向右移动又重新得到清晰的像，即相对于没加透镜之前像距变大了，说明成像光线被扩散了，所以加的透镜为凹透镜。

4．在“探究凸透镜成像规律”的实验时，调节光具座上依次排列的蜡烛、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，进行了如图所示实验。

(1)该凸透镜的焦距是______cm；
(2)现将蜡烛移动距凸透镜30cm处，则在光屏上得到一个______、倒立的实像，现将蜡烛靠近凸透镜5cm，保持凸透镜、光屏位置不变，可在烛焰和凸透镜之间插入一个适当的
______透镜，也能在光屏上得到一个清晰的像。

【答案】10.0 缩小凸
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，所以从图中可以看到，该凸透镜的焦距是
f==
40.0cm-30.0cm10.0cm
该凸透镜的焦距是10.0cm。

(2)[2]现将蜡烛移动距凸透镜30cm处，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，在光屏上得到一个缩小、倒立的实像。

[3]现将蜡烛靠近凸透镜5cm，这时物距变小，还是大于两倍焦距，根据凸透镜的动态成像规律，物体靠近，则像远离凸透镜，这时清晰的像在光屏后方，为了也能在光屏上得到一个清晰的像，可在烛焰和凸透镜之间插入一个适当凸透镜，凸透镜有会聚作用，这样清晰的像会靠近凸透镜。

5．如图所示，小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。

（F和F’为凸透镜的
焦点，P和P’到凸透镜的距离为二倍焦距。

）
(1)保证蜡烛、凸透镜的位置不变，应将光屏向________ （选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰倒立的________ （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。

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；
(2)下表中是小明同学实验时记录的几组数据：
实验次数12345物距u/（cm）302015105像距v（cm）15203040/
①实验所用的透镜的焦距为________；
②第1次实验后，小明将一远视眼镜紧贴在凸透镜的左侧，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向________ （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动；
③交流数据过程中，老师指出表格中第________次实验数据是编造的，请你写出老师做出判断的依据是什么_______________________。

【答案】左缩小照相机 10cm 靠近 4 物距等于焦距时，凸透镜不成像
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]依据凸透镜成像规律，可知物距大于2倍焦距时成缩小倒立的实像，此时像距小于
2倍焦距，因此应将光屏向左移动。

[3]照相机照相时成缩小倒立的实像，与凸透镜物距大于2倍焦距时成像特点相同，即照相机利用了凸透镜成像规律中物距大于2倍焦距时成缩小倒立的实像的成像原理。

(2)①[4]根据表中数据可以知道，当物距等于20cm时，像距也等于20cm，，此时物距等于像距等于二倍焦距，因此焦距等于10cm。

②[5]远视眼镜是凸透镜，它对光具有会聚作用，如果把它紧贴在凸透镜的左侧会使原来会聚成像的光线提前会聚，所以要想接到清晰的像，光屏要靠近透镜。

③[6][7]由第4次实验数据可以知道，此时物距等于焦距，物距等于焦距时，凸透镜不成像。

6．小徐同学用焦距f为10厘米的凸透镜、高度为3厘米的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。

实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h 分别记录在表中：
(1)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、像高h随物距u的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成实像时，物距u变小，____________；
(2)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、物距u的大小及发光体高度和像高h情况，可得出的初步结论是：
①同一凸透镜成缩小的实像时，________________；
②同一凸透镜成放大的实像时，________________；
(3)分析比较实验序号1~6数据中像距v与物距u的比值及像高h与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，___________；
(4)根据表中信息，可以提出了一个猜想：“当物距u等于某一值时，可能会成等大的实像”。

为了验证这一猜想，可以在本实验中将物体置于离凸透镜___________厘米的范围中
【答案】像距v变大，像高h变大物距u大于像距v物距u小于像距v像距v与物距u的比值等于像高h与物高的比值 25.0~16.6
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据实验序号1~6数据可以看出，同一凸透镜成实像时，物距u变小时，像距变大，像变大。

(2)①[2]根据表格可以看出，同一凸透镜成缩小的实像时，物距大于像距。

②[3]根据表格可以看出，同一凸透镜成放大的实像时，物距小于像距。

(3)[4]分析比较实验序号1~6数据中像距v与物距u的比值及像高h与物高的比值，凸透镜成实像时，像距v与物距u的比值等于像高h与物高的比值。

(4)[5]第三次实验像高小于物体的高度，第四次实验像高大于物体，所以要得到等大的像物体离凸透镜应该大于16.6cm小于25.0cm。

7．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小明同学实验时记录的几组数据：
实验次数物距u/cm像距v/cm
13015
22020
31530
(1)依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在相同_______上；
(2)若图中光屏上成烛焰清晰的像，那么此像是______（选填“放大”或“缩小”）的；
(3)当光屏上得到一个倒立、缩小的像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大，应将蜡烛________透镜，并将光屏_______透镜（选填“靠近”或“远离”）；
(4)若第4次实验物距为5cm时，成像的特点是_____________________。

【答案】高度放大靠近远离正立、放大、虚像
【解析】
【分析】
(1)[1]点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在相同高度上。

(2)[2]物体到凸透镜的距离是物距，像到凸透镜的距离是像距，如图，物距小于像距，成倒立、放大的实像。

(3)[3][4]光屏上得到一个倒立缩小的实像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应减小物距，增大像距，即应将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜移动。

(4)[5]由表格第2次数据
u＝v＝2f＝20cm
解得
f＝10cm
若第4次实验物距为5cm，则
u′＝5cm＜f
根据凸透镜成像特点所成像为：正立、放大的虚像。

8．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm。

(1)如图甲，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立_____的实像，生活中的_____ （选填序号“A.照相机”、“B.投影仪”、“C.放大镜”）利用了该原理工作；
(2)如图乙，保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至16cm刻度线处，移动光屏，_____（选填“能”或“不能”）在光屏上出现蜡烛的像，而人眼在图中A处应向_____ （选填“左”或“右”）看才能观察到烛焰的像；
(3)如图丙，在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜的镜片是
_____ （选填“凸透镜”或“凹透镜”），可用于矫正_____ （选填“近视眼”或“远视眼”）。

【答案】放大； B；不能；左；凸透镜；远视眼。

【解析】
【分析】
本题考查凸透镜成像规律实验探究步骤和实验结论，还有远视眼的矫正。

【详解】
(1)[1]由图甲可知，蜡烛与凸透镜的距离即物距u =15cm ，而焦距f =10cm ，那么2f =20cm ，即此时f <u <2f ，所以此时所成的像是倒立放大的实像；
[2]照相机成的是倒立缩小的实像，投影仪成的是倒立放大的实像，放大镜成的是正立放大的虚像，故是投影仪利用了该原理；
(2)[3]凸透镜移至16cm 处，则物距u ´=6cm ，那么u ´<f ，所成的是虚像，所以不能在光屏上出现蜡烛的像；
[4]凸透镜成的虚像与物体在同一侧，所以在A 处应向左看才能观察到烛焰的像；
(3)[5][6]在烛焰和凸透镜之间放入镜片前后，光屏的移动是由远及近，说明镜片对光有会聚作用，让成像的距离变近，所以放入的眼睛镜片就是凸透镜，用于矫正远视眼。

9．小林同学利用图示装置来研究凸透镜成像。

（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度的目的是_______。

（2）如图a 所示，当凸透镜位于光具座上A 处时，恰好在光屏上成清晰的像；保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B 处(图中未标出)，光屏上再次成清晰的像，此时所成的像是倒立_______的实像。

（3）实验过程中蜡烛燃烧一段时间后，若仍使烛焰的像位于光屏中央，蜡烛和凸透镜不动，则光屏应_______(选填“向上”或“向下”)移动。

（4）在上述探究活动中，若一支蜡烛与光屏间的距离为L ，与凸透镜第一次所在位置A 间的距离为L 0，如图b 所示，则该透镜两倍焦距2f _______ L (选填“>”“<”或“ =")，透镜先后两次所在位置A 、B 之间的距离s =______ (L 0、L 表示)。

【答案】使烛焰成的像在光屏的中央位置； 缩小； 向上； <； 02L
L 。

【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度的目的是使烛焰成的像在光屏的中央位置，便于观察；
(2)[2] 凸透镜位于光具座上A 处时，恰好在光屏上成清晰的像，因为物距小于像距，成倒立、放大的实像，保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B 处，物距大于像距，成倒立、缩小的实像。

(3)[3] 蜡烛燃烧变短时，所成的像移到了光屏中心的上方，为了使像成在光屏的中央，则光屏应向上移动。

(4)[4] 当凸透镜位于光具座上A 处时2v f > ，
u
v L 所以2f L
[5] 当凸透镜位于光具座上A 处，透镜到蜡烛的距离为L 0，将凸透镜向右移到B 处，透镜到蜡烛的距离为0L L -，所以透镜先后两次所在位置A 、B 之间的距离s =02L L
10．在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中
（l ）小莉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，光屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是______cm 。

（2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像如图所示，为了要使烛焰在光屏中心成像，若只调节凸透镜，应将凸透镜向只调节光屏，____（上或下）调节；若只调节光屏，应将光屏向____（上或下）调节。

（3）若将烛焰移至距凸透镜15cm 处，移动光屏，使烛焰在屏上得到倒立_____清晰的实像，______（照相机/幻灯机/放大镜）就是应用这一原理制成的。

（4）小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像。

将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了。

①为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，应将光屏向_______（左/右）移动。

②下列四个选项中，能正确表示小莉同学近视眼成像和矫正情况的是（______）
A ． ②①
B ． ③①
C ． ②④
D ． ③④
（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，则光屏上的像的大小将___（变大/变小/不变），像的明暗将_____（变亮/变暗/不变）。

【答案】10cm 下 上 放大 幻灯机 左 B 不变 变暗
【解析】
【详解】
(1)[1] 在距透镜10cm 处屏上呈现出最小最亮的光斑，则焦点到透镜中心的距离为10cm ，即此凸透镜的焦距约是10cm ；
(2)[2]成像在光屏的上方，应向下调凸透镜
[3]若要调节光屏，应向上调节
(3)[4]当15cm u 时，2f f ＞u ＞ 此时成像为倒立、放大、实像
[5]应用为幻灯机
(4)[6]近视眼镜为凹透镜，有发散作用，当再次成清晰像时，成像延后，当拿走眼睛后像向左移动，所以要向左移动光屏才能承接到像
[7]近视眼成像于视网膜前，应配戴凹透镜矫正，故选B
(5)[8]小虫遮挡一部分光，物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像，所以像不变
[9]由于折射光线减少了，所像会变暗。