上海市光学校物理光的折射 透镜(提升篇)(Word版 含解析)

一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）1．如图是“探究凸透镜成像规律”的装置示意图，其中凸透镜焦距为10cm。

(1)蜡烛和凸透镜置于图示位置，调节光屏位置，光屏上会出现清晰的________（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，据此规律可制成______；若用课本挡住了凸透镜的上半部分，光屏上蜡焰的像会________；(2)保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜逐渐向____移动，光屏上能成清晰缩小的像。

(3)将蜡烛、凸透镜分别放在图中45cm、50cm的位置，蜡焰所成的像是______（选填“放大”或“缩小”）的像，这时眼睛应该在___________侧观察蜡焰的像。

【答案】放大投影仪变暗右放大凸透镜右侧【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由图可知，此时的物距为15cm，物距与焦距的关系2f>u>f成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。

[3]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。

(2)[4]保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜逐渐向右移动，当物距等于原来的像距时，根据光的可逆性，光屏上能成清晰缩小的像。

(3)[5][6]将蜡烛、凸透镜分别放在图中45cm、50cm的位置，此时物距为5cm，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，像与物体在凸透镜的同一侧，眼睛应该在右侧透过凸透镜观察烛焰的像。

2．在学完凸透镜成像规律后，小滨选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究．（1）为了测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，调节光屏位置直到光屏上得到一个_____的光斑，测得凸透镜的焦距是10cm．（2）为了使像能成在光屏的中央，应先调节好蜡烛和光屏的高度，使它们的中心跟凸透镜的中心大致在_____．（3）当把点燃的蜡烛和光屏移至图甲所示位置，光屏上_____（选填“能”或“不能”）成像．若把点燃的蜡烛向右移至光具座的35cm刻度时，向_____（选填“左”或“右”）移动光屏会得到一个倒立、_____的实像；_____就是利用这一成像规律工作的．此时，风一吹，烛焰向左偏，则光屏上成的像向_____偏．（4）细心的小滨发现实验时间一长，光屛上的像会向上移动，为了使像呈在光屏的中央，应将光屏向_____移动．（5）小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况，当人眼看清眼前30cm处的物体时，凸透镜的位置、形状如图乙所示．如果将物体移至眼前50cm处，保持透镜（晶状体）、光屏（视网膜）之间距离不变，则应该换上更_____（选填“薄”或“厚”）的凸透镜（凸透镜直径大小相同），才能在光屏上得到清晰的像．【答案】最小、最亮同一高度能右放大投影仪（幻灯机等）右上薄【解析】【分析】（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，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距；（2）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度；（3）凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大虚像．应用是放大镜；物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距；物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距；物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距；根据“物近像远像变大，物远像近像变小”判断光屏移动的方向并判断像大小的变化，凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，投影仪等依据的是这一原理；凸透镜成像不仅左右相反、而且要上下相反；（4）凸透镜成的实像是倒立的，但过光心的光线传播方向不变，像与物体的变化方向恰好相反；（5）薄凸透镜的焦距大于厚凸透镜的焦距，然后根据凸透镜的成像规律进行分析解答．【详解】（1）让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点；（2）为使像能成在光屏的中央，应调整凸透镜、光屏和烛焰，使三者的中心大致在同一高度处；（3）当把点燃的蜡烛和光屏移至图甲所示位置，此时u=v=2f，光屏上得到倒立、等大的实像；由“物近像远像变大”可知，当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的35cm刻度时，此时物距u=50cm﹣35cm=15cm，则f＜u＜2f，应向右移动光屏，会得到一个倒立、放大的实像，投影仪、幻灯机等就是利用这一成像规律工作的；由“凸透镜成像左右相反”可知，烛焰向左偏，则光屏上成的像向右偏；（4）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；（5）由题意可知，物体远离凸透镜即物距变大时，像距不变，说明凸透镜的焦距变大，而薄凸透镜的焦距大于厚凸透镜的焦距，故更换的应是薄凸透镜．3．在做“观察水的沸腾”实验，用所学知识回答下面问题：（1）甲、乙、丙三个实验小组的同学用相同规格的实验器材如图装置进行实验．三组同学都根据自己的实验数据描绘了图象（如图），其中______（填a、b、c中的两个）两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况．由图象还可以判断水面上方的气压_____（填“大于”“等于”或“小于”）一个标准大气压．（2）在光具座上，蜡烛、凸透镜、光屏三者位于如图所示位置时，光屏上出现蜡烛清晰的像．当不移动凸透镜，只将蜡烛和光屏平位置互换，则光屏上________（填“能”或“不能”）收集到蜡烛的像．【答案】a、b 小于能【解析】【详解】（1）根据图2可知，a、b、c沸点相同，其中a、b初温相同，到沸腾时的时间不同，则两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况。

由图象还可以得出，此时水的沸点是98℃，由液体的沸点跟气压的关系可知，此时水面上方的气压小于一个标准大气压。

（2）已知物距大于像距，与凸透镜成像规律可知，得到倒立、缩小是实像。

将调光屏和蜡烛的位置，根据光路可逆的特点知，则光屏上会成一个倒立、放大的实像。

即能成清晰的像。

4．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。

(1)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。

则该凸透镜的焦距为__________cm；(2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出)①若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片，将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像。

说明该眼镜对光线具有_________(选填“发散”或“会聚”)作用，是_______________(选填“近视”或“远视”)眼镜；②若在图乙中将蜡烛移到35cm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，此时的像是_________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的。

日常生活中，________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的；③若在图乙所示位置的基础上，保持蜡烛位置不动，将凸透镜和光屏同时向右移动相同的距离后，光屏上______________(能或不能)看到清晰的像；④若将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜，保持蜡烛和凸透镜在原来位置不变，在光具座上移动光屏，_______(能或不能)找到一个位置，使像清晰的呈现在光屏上。

(光具座总长100cm)【答案】10.0 发散近视 80 放大投影仪不能不能【解析】【分析】【详解】(1)[1]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；根据焦点的定义光斑即焦点处，由图可知凸透镜位于30.0cm处，光屏位于40.0cm处，则该凸透镜的焦距为10.0cm。

(2)[2][3]图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，此时物距为30cm，大于两倍焦距，像距15cm，在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小的实像；若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片，将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像，说明该眼镜对光线具有发散作用延迟聚焦，是凹透镜制成的近视眼镜。

[4][5][6]若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处，此时物距为15cm，根据光的可逆性，像距调整至30cm，即将光屏移动到80cm刻度线处，可以再次看到清晰的像，此时的像是倒立放大的实像；日常生活中，投影仪、幻灯机、电影放映机就是利用这一原理制成的。

[7]若在图乙所示位置的基础上，保持蜡烛位置不动，将凸透镜和光屏同时向右移动相同的距离后，光屏与透镜间的距离不变，但物距增大，故光屏上不能看到清晰的像。

[8]若将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜，保持蜡烛和凸透镜在原来位置不变，此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间，使像清晰的呈现在光屏上，则像距应大于2倍焦距即50cm，应在光具座上移动光屏至刻度值上100cm以外，而图中刻度尺最大量程不足，故不能找到这个位置。

5．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：(1)如图甲，平行光正对凸透照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是______的实像（选填“放大”或“缩小”），若保持烛和光屏位置不变，移动镜至______ cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像；(2)课后，小丽和小明又尝试，当他们相距2m，通过同一块焦距为15cm的凸透镜观看对方，小明好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，如图丙，则下列说法中不正确的是__________；A．此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内B．若图片中小丽将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像可能变大C．小丽从透镜中看不到小明的像D．小丽从透镜中看到小明倒立缩小的像【答案】放大 40 D【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图甲可知凸透镜的焦距为10.0cm，图乙中物距为15cm，在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，所以成一个倒立、放大的实像；[2]若保持烛和光屏位置不变，根据光路的可逆性，将物距和像距互换，可以成一个倒立、缩小的实像，即将物距变为30cm，也就是要将凸透镜移到40cm刻度处。

(2)[3] A．小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，所以小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内，故A正确，A不符合题意；B．成虚像时，物距越大，所成的像越大，所以小丽将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像可能变大，故B正确，B不符合题意；C．小丽和小明相距2m，小丽在凸透镜的一倍焦距以内，所以小明肯定在凸透镜的2倍焦距以外，成一个倒立、缩小的实像，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，而小丽的眼睛离凸透镜距离小于1倍焦距，所以，小丽的眼睛无法看到这个实像，故C正确，C不符合题意；D．据C的分析，D错误，D符合题意。

故选D。

6．小明选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点进行了探究(1)如图1所示，为测量凸透镜焦距，他将一束平行光正对透镜射入，并调节光屏位置直到在屏上得到一个最小的光斑，该透镜的焦距f=_____cm：(2)实验前需调节烛焰、凸透镜和光屏三者的高度，使它们的中心在凸透镜的_____。