天津市育贤中学物理光的折射 透镜中考真题汇编[解析版]

一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）
1．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、______的实像。

若在图乙中将凸透镜移到55cm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；
(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______（左/右）移动才能再次看到清晰的像，若放上镜片后，保持光屏的位置不动，将凸透镜换成一个焦距更
______（选填“大”或“小”）的凸透镜，也能够在光屏上看到清晰的像；
(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______（左/右）移动，“烛焰尖部”又会变清晰。

【答案】10.0 放大 75 右小左
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点；则由图知，该凸透镜的焦距为
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)[2]当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，物距为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距大于1倍焦距而小于2倍焦距，所以此时凸透镜能成倒立、放大的实像。

[3]若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，物距为
55.0cm-35.0cm=20.0cm=2f
物距等于2倍焦距，所以此时凸透镜能成倒立、等大的实像，像距也等于2倍焦距，故将光屏移动到75cm刻度线处，可以再次看到清晰的像。

(3)[4][5]图乙中光屏上恰好成一清晰的像，在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片后，因近视眼镜的镜片为凹透镜，对光线起发散作用，将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。

若放上镜片后，保持光屏的位置不动，将凸透镜换成一个焦距更小的凸透镜，也能够在光屏上看到清晰的像。

(4)[6]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，A点气体流速变大，则A点处气体压强变小，烛焰将向左移动，物距增大，像距应减小，所以应将光屏向左移动，“烛焰尖部”又会变清晰。

2．如图所示，请回答下列问题：
(1)如图甲所示，一束平行光通过凸透镜在光屏上形成一个最小最亮的光点。

若用此凸透镜探究凸透镜成像规律，在乙图的基础上将蜡烛移至20cm刻度线处，则应将光屏______（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，再次在光屏成倒立、______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；
(2)在乙图的基础上，保持蜡烛、凸透镜位置不动，在蜡烛和凸透镜之间放置______（选填“远视镜"或“近视镜”），将光屏远离后，会再次在光屏成清晰的像；
(3)如果将凸透镜换成平面镜，保持蜡烛与平面镜的距离不动，移动光屏到合适位置，
______（选填“能”或“不能"）在光屏成清晰的像。

【答案】靠近缩小近视镜不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]由图甲知，实验所用的凸透镜的焦距f=10cm。

而乙图中，蜡烛与透镜的距离小于二倍焦距大于一倍焦距，此时的像距大于物距，当蜡烛移到20cm刻度线处，此时的物距大于二倍焦距，比第一次的物距大，则像距比第一次的小，所以应将光屏靠近凸透镜，且所成的像是缩小倒立实像。

(2)[3]若保持图乙的蜡烛和凸透镜的位置不变，想将光屏远离后能再次承接到清晰的像，须让光线先发散，故在蜡烛和凸透镜之间放置凹透镜，即近视镜。

(3)[4]若将凸透镜换成平面镜，保持蜡烛与平面镜的距离不变，无论怎么移动光屏都得不到像，因为平面镜成的是虚像，光屏上无法承接。

3．小华利用如图所示装置来研究凸透镜成像的规律。

(1)如图甲可知该凸透镜的焦距为_____cm；
(2)如图乙所示，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”、“投影仪”或“照相机”）；
(3)保持蜡烛在10cm刻度处和光屏在55cm刻度处不动，若想再次在光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜移到_____刻度处；
(4)实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分，则蜡烛的像_____（选填“完整”、或“不完整”）；
(5)老师摘下自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像不清晰了，他向后移动光屏再次找到了清晰的像，请问老师的眼镜是_____（选填“凸透镜”或“凹透镜”），老师是_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。

【答案】10.0 放大投影仪 40cm 完整凹透镜近视眼
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]平行于主光轴的光经凸透镜折射后会在光屏上形成最小最亮的点，即凸透镜的焦点，由图甲可知该凸透镜的焦距
f=-=
60.0cm50.0cm10.0cm
(2)[2][3]由图乙可知，物距小于像距，光屏上能呈现清晰的像，所以成的是倒立、放大的实像，生活中投影仪是利用这一原理工作的。

(3)[4]根据折射时光路是可逆的，保持蜡烛和光屏的位置不变，此时物距应处于一倍焦距和两倍焦距之间，
25.0cm10.0cm15.0cm
u=-=
像距大于二倍焦距
v=-=
55.0cm25.0cm30.0cm
凸透镜成倒立、放大的实像，将凸透镜移到物距等于像距等于30cm，即40cm刻度线处。

(4)[5]实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分，挡住了部分折射光线，会使像变暗，但是蜡烛的像依然完整。

(5)[6][7]向后移动光屏再次找到了清晰的像，说明像距变大了，物距没变，则只能是光发散了，所以老师的眼镜是凹透镜，可以使近视眼的老师能够看清楚远处的物体。

4．小明用如图所示的装置探究凸透镜成像规律，凸透镜的焦距是15cm，把凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛固定在15cm刻度线处：
(1)实验时，应调节烛焰、凸透镜与光屏三者的中心在____________；
(2)当装置如上图所示时，光屏应该在_______区域内移动（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”），烛焰才能在光屏上成清晰的像，像是倒立的、_______的实像，生活中的_________就是利用这
个原理制成的，当烛焰向右移动10cm后，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向
_______（选填“左”或“右”）移，此时所成像将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
(3)实验中蜡烛在原来的位置越烧越短，则像在光屏上的位置会___________（选填“往下移”、“不变”或“往上移”）；
(4)上图中（蜡烛在15cm刻度线处）调整好像的位置后，小明取了一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间，要使光屏上还能呈清晰的像，可将蜡烛适当________（选填“左”或“右”）移；
(5)保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变，小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是________（填选项前的字母）。

A．烛焰的上半部分，亮度变暗 B．烛焰的下半部分，亮度变暗
C．完整的烛焰，亮度变暗 D．完整的烛焰，亮度不变
【答案】同一高度Ⅰ缩小照相机右变大往上移左 C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验时，应调节烛焰、凸透镜与光屏三者的中心在同一高度。

(2)[2]由图知，若蜡烛在15cm刻度处，则物距
u=50cm−15cm=35cm>2f
像距处于f和2f之间，光屏离凸透镜的距离应在15cm到30cm之间，光屏应该在区域Ⅰ。

[3]此时成倒立缩小的实像。

[4]照相机是根据这个原理制成的。

[5]若蜡烛靠近透镜，物距变小，则像距会变大，应将光屏远离透镜，即向右移动。

[6]根据物近像远像变大的特点可知，此时所成像将变大。

(3)[7]蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，根据像与物体的变化方向恰好相反可知，光屏上的像往上移。

(4)[8]近视眼是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，取一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间，使原来会聚的光线推迟会聚，蜡烛向左远离凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像。

(5)[9]遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。

故选C。

5．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、凸透镜A、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)根据图甲所示，该凸透镜A的焦距是f A=_____cm。

(2)如图乙，实验时，需要把凸透镜A、光屏和蜡烛烛焰的中心调到_____。

(3)如图乙，小华把凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上20cm 刻度线处，移动光屏，直到烛焰在在光屏上成清晰的像，则该像是_____（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，此成像特点常应用在_____（选填“放大镜”“照相机”或“幻灯机”）上。

(4)保持蜡烛位置不变，小华用焦距f B为12cm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，若想在光屏上得到清晰的像，光屏向_____（选填“左”或“右”）移动。

【答案】10cm 同一水平高度缩小照相机右
【解析】
【分析】
(1)根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断．焦点到凸透镜光心的距离即为焦距。

(2)为使像成在光光屏中央，应把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上。

(3)掌握凸透镜成像的规律及应用，知道照相机是根据当物距大于2倍焦距时，成缩小倒立实像的原理制成的。

(4)物距大小不变，但是凸透镜的焦距变小，会聚能力变强，相当于物距增大，根据凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大进行判断。

【详解】
(1)[1]由图甲可知，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，则最小的光斑即为焦点，焦点到凸透镜光心的距离为10.0cm，所以凸透镜的焦距f A=10.0cm。

(2)[2]把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上，其目的是使像成在光屏中央。

(3)[3][4]如图乙所示，保持凸透镜A位置不变，将点燃的蜡烛放在光具座上20cm刻线处时，此时物距
u=-=
50.0cm20.0cm30.0cm
则物距大于2倍焦距，移动光屏，此时应该能成一个倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。

(4)[5]保持蜡烛与凸透镜在如图所示的位置不变，用焦距f B为12cm的凸透镜B替换凸透镜A，凸透镜的焦距变大，对光线的会聚能力变弱，像距要增大，则光屏要向右移动靠近凸透镜。

6．在某次光学实验活动中，小明做了如下两个实验：
(1)探究“凸透镜成像规律”的实验如图甲所示。

①蜡烛放在A点，移动光屏直到光屏上出现最清晰的像，利用此成像原理可以制成
________；
②保持蜡烛位置不变，小明将自己的近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间，并靠近凸透镜，若想在光屏上再次得到清晰的像，小明应该向_______（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动光屏；
③小明又把蜡烛放在B点，继续观察蜡烛所成的像，此时眼睛应在_______（填“蜡烛一侧”或“光屏一侧”）观察；
(2)探究“平面镜成像特点”的实验如图乙所示。

①在水平桌面上平铺一张大白纸，玻璃板应______放置；
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿支外形相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。

两支蜡烛外形相同是为了验证像与物
____________；
③多次实验后，小明将数据记录在表格中。

分析表中数据可以得出平面镜成像时，像与物______。

次数蜡烛到玻璃板的距离/cm像到玻璃板的距离/cm
11010
21515
32020
【答案】照相机远离光屏一侧垂直的大小关系到平面镜的距离相等
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]从图甲可以看到，物距大于像距，光屏上出现最清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，这是成倒立缩小的实像，利用此成像原理可以制成照相机。

[2]近视镜片是凹透镜，有发散作用，由题意可知，所成的像会后移，若想在光屏上再次得
到清晰的像，小明应该向远离凸透镜的方向移动光屏。

[3]小明把蜡烛放在B点，这时物距小于1倍焦距，成正立放大的虚像，应该在光屏一侧观察。

(2)[4]在水平桌面上平铺一张大白纸，玻璃板应垂直放置，所成的像位置才正确。

[5]两支蜡烛外形相同是为了验证像与物的大小关系，未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛像重合，而这两支蜡烛外形相同，那么点燃的蜡烛与它的像大小相同。

[6]分析表中数据可以得出平面镜成像时，像与物到平面镜的距离相等。

7．小明同学在探究凸透镜成像”的实验中：
(1)将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10m处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是_____cm；
(2)如图是小明“探究凸透镜成像规律”的实验装置图：
如果你是他的合作者，请你帮他指出该装置中的两处错误：
①_____；②_____；
(3)错误改正后，小明将凸透镜固定在50cm处，小明将点燃的蜡烛放在10cm处，移动光屏后在屏上得到清晰的倒立、_____的实像；
(4)小明继续将点燃的蜡烛靠近凸透镜，当烛焰移至35cm处，移动光屏后在屏上得到清晰的倒立、_____的实像，_____（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）是应用这一原理制成；
(5)小明在实验中发现：当物距在不断减小的过程中，成像性质发生改变的两个转折点是
_____cm和_____cm处。

【答案】10 三者的中心不在同一高度凸透镜没有放在蜡烛和光屏之间缩小放大投影仪 20 10
【解析】
【分析】
(1)根据凸透镜的焦点和焦距的定义进行判断；
(2)探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；
(3)求出物距，根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况；
(4)求出物距，根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况和应用；
(5)凸透镜成像时，一倍焦距是实像和虚像的分界点；二倍焦距是放大和缩小像的分界点。

【详解】
(1)[1]根据焦点和焦距的定义，当拿着凸透镜正对太阳光，在距凸透镜另一侧10cm处得到
了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离，即焦距为10cm ；
(2)[2]①从图上看，将蜡烛放在了凸透镜和光屏的中间，这样无法在光屏上成像；
[3]②而光屏、烛焰、凸透镜的中心未在同一高度处，并且相差很大，这样使像不能成在光屏的中央；
(3)[4]将点燃的蜡烛移到光具座上10cm 刻线处，则有：
u ＝40cm ＞2f ，
由凸透镜成像规律可知，则该像是倒立、缩小的实像；
(4)[5][6]将点燃的蜡烛移到光具座上35cm 刻线处，则有：
2f ＞u ＞f ，
由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，应用与投影仪或幻灯机；
(5)[7][8]当物距在不断的减小的过程中，一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，即一倍焦距是实像和虚像的分界点，二倍焦距是像大小的分界点，因此成像性质发生改变的两个转折点是：二倍焦距和一倍焦距，即20cm 和10cm 处。

8．在用光具座研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，则该凸透镜的焦距约为_____。

（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次从左向右放在光具座上。

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倒立的_____（填“缩小”或“放大”）的像。

拿走光屏，将蜡烛放在原光屏位置处，则此时光屏应放在原先放_____的位置才能成清晰的像，此现象说明凸透镜的光路是_____的。

（4）经实验发现，凸透镜成放大像与缩小像的分界点是图乙中的_____处。

【答案】10cm 同一高度 缩小 蜡烛 可逆 P
【解析】
【详解】
(1)[1]焦点到凸透镜的距离为
60cm-50cm 10cm =
所以凸透镜的焦距为10cm ；
(2)[2]为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；
(3)[3]当物距为30cm 时，物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成倒立缩小的实像；
[4][5]当2u f >时，光屏上成倒立、缩小的实像，如果蜡烛和光屏互换位置，光屏上会得到倒立、放大的实像，说明凸透镜的光路是可逆的；
(4)[6]焦点F是虚像和实像的分界线，二倍焦距处是放大像和缩小像的分界线。

由图可知此凸透镜放大像与缩小像的分界点是P点。

9．如图所示，将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象．
（1）如图水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B
θ选填“大于”“等处，这是由于光在水面处发生了光的______现象，此时入射角______角(
于”或“小于”)；
（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量______，若BC间距离为2cm，则水
cm选填“>”“=”或“<”)；
面高度的变化量h△______2(
（3）如图所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是______，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______(选填“①”②”或“③”)内．
【答案】折射小于增加>平行于DE②
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]水槽中未加水水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点；当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角Q；
（2）[3]入射角和折射角都不变，所以要使B处的光点移到C处，则应使水槽中的水量增加；
[4]若BC间距离为2cm，因为两次的折射光线是平行的，光斑移动的竖直高度小于水面上升的高度，故水面高度的变化量大于2cm；
（3）[5]光从空气中进入水中，再从水中射出到空气中，发生折射时，折射角一次减小，一次增大，最终的入射光线与折射光线是平行的，即激光笔照射的方向应满足的条件是：平行于DE；
[6]且因为第一次折射进入水中时，折射角小于入射角，则激光笔应该与激光笔照射在水槽底部的位置必须在区②内．
【点睛】
重点是根据光的折射定律的应用，关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角，反之折射角大于入射角，可根据光路可逆的特征进行记忆．
10．某小组同学用如图甲的装置“探究凸透镜成像特点”，他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙（用带箭头的线段表示物或像，A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置）
（1）他们将平行光正对凸透镜照射，在距离凸透镜15cm的光屏上出现了一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=_____cm。

（2）从图乙中可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、_____的实像。

生活中利用这个成像特点制成了_____（写出一个即可）。

（3）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15 cm～30 cm之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30 cm以外处。

但是，当它们把蜡烛放在C位置时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是像距_____。

（4）为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法：
做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这表明像距变_____了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，此透镜焦距_____15 cm（选填“大于”“小于”或“等于”）。

做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此实验联系实际，远视眼的晶状体焦距较_____（选填“大”或“小”），将近处物体的像成在视网膜_____方（选填“前”或“后”），故需配戴_____透镜矫正。

【答案】15放大投影仪/幻灯机太大/超出光具座长度范围小小于大后凸【解析】
【分析】
（1）根据凸透镜焦距的定义和用平行光测焦距的方法得出凸透镜的焦距；
（2）当2f＞u＞f时，凸透镜成倒立放大的实像，应用是幻灯机或投影仪；
（3）成实像时，物距越小，像距越大，据此分析；
（4）要重新成像：做法一：更换焦距更小的凸透镜；
做法二：增加一个凸透镜，增强对光的会聚能力。

【详解】
（1）当凸透镜将平行光汇聚为最小、最亮的光斑时，此处为焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以此凸透镜的焦距为15cm；
（2）从图乙中可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、放大的实像。

此时2f＞u＞f，凸透镜成倒立放大的实像，应用是幻灯机或投影仪；
（3）当蜡烛在C点时，物距接近于焦距，像距太大，光具座的长度，像不能成在光屏上，即原因是此时像距太大，超出了光具座的长度范围；
（4）保持蜡烛和透镜的位置不变，做法一：更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又
出现了清晰的像，说明像距变小了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，焦距变小，则此透镜焦距小于15cm；
做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像；
根据远视眼的成像特点知，远视眼的晶状体焦距较大，将近处物体的像成在视网膜后方，故需配戴凸透镜矫正，与此时的成像情况类似。