上海民办平和学校物理光的折射 透镜检测题(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．康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区，来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片，如图甲，感觉有点小，更换镜头站在原地又拍了一张，如图乙。

两次像的大小不同是何原因呢？他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的，为此，返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究：
(1)如图丙，他先将f＝10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处，再将蜡烛放在10cm 刻度处，移动光屏直到成清晰的像，此时光屏应在_____刻度范围内。

(2)基于实验目的，接下来他换用f＝5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处，保持蜡烛位置不变，移动光屏找到最清晰的像，此像大小比(1)中所成的像_____。

(3)依据(2)问的结论，他又联想到望远镜的物镜（凸透镜）和目镜（凸透镜）的焦距大小也不同，为了尽可能成更大更清晰的像，则f物_____f目，若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，此时所成像的大小_____不换位置时所成像的大小（均选填
“＞”“＜”“＝”）。

【答案】60﹣70cm 变小＞＜
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]当焦距为f＝10cm，由图可知物距u＝40cm，那么u＞2f，此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即在60﹣70cm之间。

(2)[2]换用f＝5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处，保持蜡烛位置不变，焦距变小，相当于增大了物距，物距变大时实像会变小。

(3)[3] [4]望远镜的物镜相当于是照相机，成的是倒立、缩小的实像，为了使像更大一些，应增大焦距，望远镜的目镜相当于是放大镜，在物距不变的情况下，焦距越小，成的像越大，由于望远镜的长度不变，故为了成更大的像，应使f物＞f目。

若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，由于在光的折射中，光路是可逆的，放大作用没有改变，此时所成像要小于不换位置时所成像的大小。

2．探究凸透镜成像的规律。

(1)选取焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光屏，将它们置于光具座上。

点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在______；
(2)当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，调整光屏到______（填“A”、“B”或“C”）位置时，生活中的______（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这个成像原理制成的；
(3)保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，光屏上______（填“能”或“不能”）再次看到清晰的像。

若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，还想在光屏上看到清晰的像，应将光屏适当______（填“靠近”或“远离”）凸透镜。

【答案】同一高度C投影仪能靠近
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为使烛焰的像成在光屏的中心，在做实验的过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度。

(2)[2]当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间，像会成在2倍焦距以外，所以光屏要调整光屏到C点。

[3]生活中的投影仪成像原理是物体在1倍焦距和2倍焦距之间，像在2倍焦距以外。

(3)[4]保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，根据光路的可逆性光屏上仍能成清晰的像。

[5]若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，光线通过凸透镜后会会聚一些，还想在光屏上看到清晰的像，就要让光屏靠近凸透镜。

3．小明用如图所示的装置探究“凸透镜成像规律”：
(1)根据图甲可知该凸透镜的焦距是_____cm；
(2)实验前，小明调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在_____，目的是使烛焰的像成在光屏的中央；
(3)小明将蜡烛放到图乙所示的位置，光屏上得到了一个倒立的、_____的实像（选填“放大”或“缩小”），这一成像规律应用在_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）上；
(4)实验过程中蜡烛越烧越短，则光屏上烛焰的像将向_____移动，小明应把凸透镜向_____移动，就可以再次使烛焰的像成在光屏的中央。

（两空均选填“上”或“下）
【答案】10.0 同一高度缩小照相机上下
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]一束平行光照到凸透镜上，在左边的光屏上得到最小最亮的点即为凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
(2)[2]在探究“凸透镜成像规律”实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。

(3)[3][4]将蜡烛放到图乙所示的位置，蜡烛在两倍焦距以为，且物距大于像距，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，照相机是根据这一原理工作的。

(4)[5][6]实验过程中蜡烛越烧越短，此时像呈现在光屏的上半部分，为了使烛焰的像重新成在光屏的中央，应将凸透镜向下移动。

4．实验室常用蜡烛完成以图光学实验：
（1）图甲为小孔成像示意图，该现象可以用______来解释。

（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛A到玻璃板距离为10cm，则蜡烛的像B与蜡烛A之间的距离为______cm；若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，从蜡烛A一侧观察玻璃板，______（填“能”或“不能”）看到蜡烛所成的像。

（3）图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。

当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得到清晰的像。

保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到35cm刻度线处，此时可将光屏向______（选填“左”或“右”）移动适当距离能再次得到清晰的倒立、______的实像；若不移动光屏，可在烛焰和透镜之间放置一个适当的______透镜（选填“凸”或“凹”）也能在光屏上得到一个清晰的像。

【答案】光的直线传播 20 能右放大凸
【解析】
【详解】
第一空．图甲为小孔成像示意图，这属于光的直线传播现象，可以用光的直线传播来解释；
第二空．图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛A到玻璃板距离为10m，根据平面镜物像到平面镜的距离相等，蜡烛A的像到玻璃板的距离也是10cm，则蜡烛的像B与蜡烛A之间的距离为10cm+10cm=20cm；
第三空．平面镜所成的像是虚像，虚像是不能成在光屏上的，但玻璃板仍会出现平面镜成像现象，用不透明的挡板在玻璃板后面挡住蜡烛B，在蜡烛A一侧观察，玻璃板后将仍能
观察到蜡烛A的像。

第四空．蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，光屏上呈现一个倒立等大的像，则2f=20cm，所以f=10cm，将蜡烛向右移动到35cm刻度线处，由物近像远像变大可知，此时需将光屏向右移动适当距离才能再次呈现清晰地像；
第五空．因焦距为10cm，当蜡烛位于35cm刻度线处，物距为50cm-35cm=15cm，大于一倍焦距小于二倍焦距，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像；
第六空．若不移动光屏的位置，由物近像远像变大可知，此时像落在光屏的右侧，为了使像提前会聚，重新成在光屏上，因此需在烛焰和透镜之间放置一个适当的凸透镜；
5．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。

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．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。

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
212.030.08.3 3.3
320.010.0 5.0
48.013.012.57.5
5 5.0 6.720.015.0
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1
v
和
1
f
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．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。