潍坊市八中物理光的折射 透镜单元练习(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．探究“凸透镜成像规律”实验时
(1)小明在光具座上放置点燃的蜡烛、凸透镜、光屏情况如图所示，此时应______。

(2)正确调整后，光屏的中央恰好出现清晰的蜡烛像，则所成的是______像（填全像的性质），生活中的______（放大镜/投影仪/照相机）就是利用此原理工作的。

(3)小明将蜡烛靠近凸透镜移动一段距离，移动光屏位置又出现清晰的蜡烛像，这个像的大小与原来像相比将______（变大/变小/不变）。

(4)保持凸透镜的位置不变，小明将蜡烛放在光具座45cm 刻度位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都不能出现清晰的蜡烛像，这是因为______。

【答案】调节光屏的高度，使三者的中心大致在同一高度（或光屏向上调） 倒立缩小的实 照相机 变大 蜡烛在焦点以内，成正立放大的虚像（或蜡烛在焦点以内不能成实像；或物距小于焦距不能成实像）
【解析】
【分析】
【详解】
解：(1)[1]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，所以此时应 调节光屏的高度，使三者的中心大致在同一高度（或光屏向上调）。

(2)[2][3]把蜡烛放在距凸透镜15cm 处，35u cm =，20v cm =，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用此原理工作的。

(3)[4]小明将蜡烛靠近凸透镜移动一段距离，物距减小，移动光屏位置又出现清晰的蜡烛像，这个像的大小与原来像相比将变大。

(4)[5]无论怎样移动光屏，光屏上都不能出现清晰的蜡烛像，这是因为可能是物距小于焦距，此时成虚像；可能是物距等于焦距，此时不成像；可能是物距略大于焦距，此时像距非常远。

2．如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛在光屏上成倒立、等大的像，则凸透镜的焦距为____ cm 。

实验时，老师把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了；接着，她可将蜡烛 _____（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，在光屏上又看到烛焰清晰的像，老师的视力缺陷是_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。

【答案】10.0 远离近视眼
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图示可知物距为20.0cm，且此时所成的是倒立、等大的实像，那么2f=20cm，所以凸透镜的焦距f=10.0cm。

[2][3]实验时把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，是因为此蜡烛发出的光被发散了，所成的像应在光屏的位置之后，所以光屏上的像变模糊了，那么光屏的位置应远离凸透镜。

而老师的眼镜是近视眼镜。

若放在蜡烛和凸透镜之间的远视镜，那么蜡烛的光线被会聚了，则它的像在光屏尚未移动时，不会出现在光屏上。

3．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。

4．小明用同一光源做了下几个学实验，请回答下列问题：
(1)实验1，在探究凸镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，如图所示，要使像成在光屏中，应向______（选填“上”或“下”）调节凸透镜：调好后，发现光屏上的像与光源等大，则凸透镜的焦距为______cm；
(2)实验2：如果利用实验1的装置，光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的光板，若还想承接与光源等大的像，光屏应该______（选填“左移”､“右移”或“不动”），此时成的像与实验1成的像相比______（选填“较亮”､“较暗”或“一样亮”）；
(3)实验3：如果利用实验1的装置，光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板（不考虑玻璃板厚度），在光源一侧透过玻璃板观察，能否在光屏位置看到像：______（选填“能”或“否”）；此时成的像与实验1成的像在哪个方面有区别：______（选填“正倒”､“大小”或“完整度”）。

【答案】下 10.0（或10）不动变暗能正倒
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在探究凸镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，此时应该将光屏下移，使三者中心大致在同一高度，能够使像呈现在光屏中央。

[2]如图所示，物距像距都为20cm，发现光屏上的像与光源等大，即此时物距等于像距等于两倍焦距，即
u=v=2f=20cm
解得f为10cm，即凸透镜的焦距为10.0cm（或10cm）。

(3)[3]小孔成像时，要想光屏上承接与光源等大的像，则物距应该等于像距；光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的光板，即光屏应该保持不动。

[4]实验1是凸透镜成像，其原理是光的折射，将光线会聚；实验2是小孔成像，其原理是
光在同种均匀介质中沿直线传播，成像光线没有实验1的多，所以成的像与实验1成的像相比较暗一些。

(5)[5]光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，探究的是平面镜成像特点的实验，平面镜成的像是虚像，只能在光源一侧透过玻璃板观察才能看得到。

[6]实验1中成的是倒立、等大的实像，平面镜成的是正立、等大的虚像，所以它们在正倒、虚实方面有区别。

5．利用下图的实验装置探究“凸透镜成像的规律”。

（1）实验时，调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的高度，发现烛焰在光屏上的像的位置偏高，应将光屏向________（选填“上”或“下”）调节。

（2）实验装置正确安装并调节后，在图的光屏上能看到烛焰清晰的像，则该凸透镜的焦距f=________cm。

若将蜡烛移至15cm刻度线处，向________（选填左或右）移动光屏，光屏上能看到倒立、________的实像。

（3）光屏成清晰的像后，如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向左移动一小段距离，要想在光屏上再次看到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个焦距合适的________眼镜。

（选填近视或远视）
（4）光屏成清晰的像后，如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，把光屏向右移动一小段距离，在光屏上能再次看到清晰的像，此时像________（选填变大、变小或不变）。

【答案】上10左缩小远视变大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]烛焰在光屏上的像的位置偏高，应将光屏向上调节，使像成在光屏中央。

(2)[2]由图可知，此时物距等于像距，且在光屏上能看到烛焰清晰的像，由凸透镜成像规律可知物距等于二倍焦距，此时物距为20cm，则凸透镜的焦距为10cm。

[3][4]若将蜡烛移至15cm刻度线处，即物距增大，大于二倍焦距，则像距减小，所以要向左移动光屏，在光屏上成倒立缩小实像。

(3)[5]保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向左移动一小段距离，则像的位置不变，光屏向前移动，相当于眼睛成像在视网膜后，为远视眼，所以需要佩戴远视眼镜矫正，在光屏上再次看到清晰的像。

(4)[6]持蜡烛和凸透镜的位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，把光屏向右移动一小段距离，在光屏上能再次看到清晰的像，即像距变大所以像变大。

6．小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等：
次数1234567
物距u/cm14161820222426
像距v/cm35272220181716
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上的目的是___；
(2)记录的实验数据如表所示，请在方格纸上画出像距与物距的关系图像；
（______）
(3)根据图像可得出的结论：______________；
(4)根据表格数据或图像可知当蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时，像的移动速度____（选填“大于”“小于”或“等于”）蜡烛移动速度。

【答案】使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心
凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小得越来
越慢大于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]使它们的中心大致在同一高度上的目的是使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心。

(2)[2]根据表中的数据，物距是横轴，像距是纵轴，在表格纸上描点，如下图所示。

(3)[3]从图像可以看到，凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小，这个减小速度是越来越慢。

(4)[4]从图像可以看到，相同时间内，蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时，像距的大小大于
物距的大小，那么根据
s
v
t
可知，像的移动速度大于蜡烛移动速度。

7．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。

8．如图所示，小明用光具座、F光源、凸透镜、半透明光屏等器材，探究“凸透镜成像规律”。

（1）实验前先测凸透镜焦距，如图甲所示，该透镜的焦距为_______cm；
（2）如图乙中，将透镜处于50cm刻度处，把光源向右移至35cm刻度处时，将光屏左右移动适当调节，可得到清晰的像，人眼沿着如图甲所示的方向，看到光屏上所成的像是图丙中的_______；
（3）在第（2）小题的情况下，如果用物理书将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是图丁中的_______；
（4）当光源F靠近凸透镜时，光源F的像将落在光屏的_______（选填“前”或“后”）方；
（5）在第（4）小题的情况下，若用此实验模拟人眼的调节功能，重新在光屏上得到清晰的像，应该进行的操作是______________。

A．换焦距更大的凸透镜B．换焦距更小的凸透镜
C．将光屏靠近凸透镜D．将光屏远离凸透镜
【答案】10.0 D D 后 B
【解析】
【详解】
(1)[1]从图甲可以看到，两条平行光线经过凸透镜后，会聚于一点，这说明了该凸透镜的焦距是10.0cm。

(2)[2]根据凸透镜的成像规律可知，光源在35cm刻度处时，物距在一倍到二位焦距之间，所成的像是倒立、放大的实像。

故选D。

(3)[3]如果用物理书将凸透镜的上半部分罩住，其余部分仍能折射成像，所以还是可以成像的，依然还是倒立、放大的实像，只不过像会变暗。

故选D。

(4)[4]根据凸透镜的动态成像规律，物近像远像变大，故当光源F靠近凸透镜时，光源F的像将落在光屏的后方。

(5)[5]人眼的晶状体和视网膜距离不变，当光源F靠近凸透镜时，光源F的像将落在光屏的后方，这时要求光会聚加强，那么应该换焦距更小的凸透镜，使像往前移动。

不能将光屏
靠近或远离凸透镜。

故选B 。

9．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。

10．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。