人教版物理八年级上册 光的折射 透镜单元试卷(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．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．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。

5．小华用同一个凸透镜进行了如图所示的探究。

(1)将凸透镜正对太阳，调整凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小、最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，由此可知，该凸透镜的焦距为_________cm；
(2)在图乙中，蜡烛位于光具座20cm的刻度线处，若保持凸透镜和光屏的位置不动，则小华需要将蜡烛移到________cm刻度线的位置，光屏上才能成清晰的像；
(3)保持蜡烛在20cm的刻度线处、光屏在50cm的刻度线处的位置不变，小华将位于30cm 刻度线处的凸透镜向左或向右移动，但无论怎样移动，均无法在光屏上看到清晰的像，其原因是：当凸透镜左移时，凸透镜成的是______（选填“虚”或“实”）像，需要在光屏的一侧透过凸透镜来观察所成的像；当凸透镜右移时，凸透镜所成像的像距会______（选填“大于”“等于”或“小于”）此时光屏到凸透镜的距离。

【答案】10.0 10.0 虚大于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]太阳光相当于平行光，凸透镜的光心对准刻度尺的10.0cm位置，而光斑所在的位置对准刻度尺零刻度线；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，所以该光斑就是焦点所在的位置，该凸透镜的焦距是
f==
10.0cm-010.0cm
该凸透镜的焦距是10.0cm。

(2)[2]光屏和凸透镜的距离是20.0cm，像距是焦距的两倍，要在光屏上能成清晰的像，根据凸透镜的成像规律可知，物距也应该是焦距的两倍，所以小华需要将蜡烛移到10.0cm刻度线的位置，光屏上才能成清晰的像。

(3)[3]从图中可以看到，当凸透镜左移时，物距会小于一倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，凸透镜成的是正立、放大的虚像。

[4]当凸透镜右移，物距大于一倍焦距小于两倍焦距时，根据凸透镜成像规律可知，所成清晰的像像距是大于两倍焦距的，即所成的像在50.0cm刻度的右侧，凸透镜所成像的像距会
大于此时光屏到凸透镜的距离。

6．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。

7．如图，在“探究凸透镜成像规律的实验”中：
(1)如图甲所示，是小明确定焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为_________cm（不要求估读），当烛焰距凸透镜15cm时，能成倒立、__________的实像，当烛焰向左（远离透镜）移动后，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”）；
(2)实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像如图乙，要使像能够在光屏的中央，应将凸透镜向_________（选填“上”或“下”）调整；
(3)在上一步实验调整好像的位置后，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，可将光屏适当__________（选填“左”或“右”）移。

【答案】11 放大左变小下右
【解析】
【分析】
(1)①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心的距离是凸透镜的焦距；
②根据凸透镜成像的三种情况和应用：
u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机；
2f>u>f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；
u<f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜；
③凸透镜成实像时，物距增大，像距减小；
(2)凸透镜成的实像是倒立的，像与物体的变化方向恰好相反；
(3)近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，能使会聚的光线推迟会聚。

【详解】
(1)[1]使平行光线通过凸透镜，并移动光屏，直到白纸上的光斑最小，这个光斑是凸透镜的焦点，凸透镜到焦点的距离为：
41.0cm−30.0cm=11.0cm，
则凸透镜的焦距为11.0cm；
[2]把蜡烛放在距凸透镜15cm处，2f>u>f，成倒立、放大的实像；
[3][4]当烛焰向左（远离透镜）移动后，物距在不断增大，由凸透镜成实像的规律可知：物距增大，像距减小，像变小；则应将光屏向左移动，才能在光屏上再次成清晰的像；(2)[5]蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏；或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜；
(3)[6]近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，能使原来会聚的光线推迟会聚（即此时清晰的像在光屏的右侧），要在光屏上得到清晰的像，则可将光屏适当右移。

8．某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的水透镜，并利用水透镜探究“透镜成像”，如图所示。

(1)图甲中，从形状上可以判别此时的水透镜是_____（凹/凸）透镜；研究小组对水透镜中继续注入少许水，发现焦点左移，抽出少许水后，焦点右移；并测得了水透镜的多个焦距值；这一现象说明水透镜的凸出程度越大，水透镜的焦距越_____（大/小）。

(2)如图乙，在光具座上固定好蜡烛和水透镜，此时物距为_____cm，移动光屏到如图的位置获得了一个清晰的像，这个像是倒立_____（放大/缩小）的实像。

(3)保持蜡烛和水透镜的位置不变，利用甲图装置测量水透镜的焦距，并在乙图中进行透镜成像实验，获得多组数据如下：
实验次数焦距f/cm像距v/m 1
f
/m-1
1
v
/m-1
115.060.0 6.7 1.7
2 12.0 30.0 8.
3 3.3 3
20.0 10.0 5.0 4
8.0 13.0 12.5 7.5 5 5.0
6.7 20.0 15.0 A ．表格中，第3次实验时水透镜的焦距是_____cm 。

根据表中数据可得：当凸透镜成实像时，物距不变，像的大小跟_____有关。

B ．作出1v
和1f 的关系图像。

（________）
C ．根据上述数据和图像，写出v 和f 的关系是v =_____。

【答案】凸 大 20.0 放大 10 焦距
15f f
- 【解析】
【详解】
(1)[1]由图甲知，该水透镜中间厚，边缘薄，为凸透镜；
[2]注入少许水，发现焦点左移，焦点到凸透镜的距离变小，可知焦距变小；抽出少许水后，焦点右移，焦点到凸透镜的距离变大，可知焦距变大；这一现象说明水透镜的凸出程度越大，水透镜的焦距越小。

(2)[3]由图乙知，蜡烛到凸透镜的距离为20.0cm ，则物距为20.0cm ；
[4]由图可知，像距大于物距，此时成倒立放大的实像；
(3)[5]A ．由第三组数据可知， -1110m f
=，则f =0.1m=10cm ； [6]由数据知，物距不变，凸透镜的焦距改变，像距改变，说明像的大小改变，可知当凸透镜成实像时，物距不变，像的大小与焦距有关；
[7]B ．根据表格中的数据，描点并连线，如图所示：
； [8]C ．由图像可知，1v
与1f 成正比例关系，设11k b v f =+，分别将3、5组数据代入得： 510k b =⨯+---①，
15=20k b ⨯+---②，
联立①②解得：k =1，b =-5；可得
115v f
=-， 进一步可得：
15f v f
=- 。

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 处，这是由于光在水面处发生了光的______现象，此时入射角______角(θ选填“大于”“等于”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 ，则水面高度的变化量h △______2(cm 选填“>”“=”或“<”)；
（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DE ②
【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．光明中学物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像”，如图所示．
（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将_________（选填“偏离”或“偏向”）主光轴．如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度_________（选填“会改变”或“不改变”），在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是__________________
（2）在用液体透镜探究“凸透镜成像规律”时，蜡烛、光屏和液体透镜的位置如图乙所示，光屏上出现清晰的烛焰像，若透镜位置不动，将蜡烛移到光具座10cm刻度时，则烛焰经凸透镜所称的像是_________
A．放大、倒立的实像
B．放大、正立的虚像
C．缩小、倒立的实像
D．缩小、正立的实像
（3）为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”，物理兴趣小组人员做了如下实验：在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与__________________是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变的具体原因是________________________．
【答案】偏向会改变观察光的路径C液体种类凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图可知，玻璃容器的形状相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度会发生改变；在玻璃容器中充入蚊香烟雾，当光照到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径；
（2）由图知，物距小于像距，此时成倒立放大的实像，因此物距处于1倍和2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，物距u=40cm-25cm=15cm；像距v=70cm-40cm=30cm；由上分析得：30cm＞2f f＜15cm＜2f；解得：7.5cm＜f＜15cm；将蜡烛移到光具座的10cm刻度处时，物距u=40cm-10cm=30cm，处于2倍焦距之外，所以成倒立缩小的实像，所以C选项正确；
（3）在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与液体的种类是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变是因为凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关．。