【精选】人教版八年级物理上册 光的折射 透镜单元检测(提高,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．某同学利用图示装置来研究凸透镜成像．
（1）如图所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是
________（正立/倒立）的像．蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的
________方；
（2）在保持（1）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，成的是________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像；
（3）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图所示，则该透镜焦距f________ L（选填“＞”、“＜”或“=”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=________（用L0、L表示）．
（4）当光屏上呈现清晰的像时，保持发光体“F”和凸透镜位置不变，取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，你可观察到的现象有________．
【答案】倒立上缩小＜L0-2L相比原来暗
【解析】
（1）除了作为放大镜的作用外，凸透镜所成的像都是倒立的实像，蜡烛燃烧一段时间后高度减小，由于所成像是倒立的，烛焰的像将位于光屏中心的上方；
（2）凸透镜向右移动直到再次成清晰的像时，物距必将大于两倍的焦距，所成像为缩小、倒立的实像；
（3）在A点时，成放大、倒立的实像，此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间，即f；在B 点时，成倒立、缩小的实像，由于光屏和蜡烛位置不变，则A点时的物距和B点时的像距长度相等，所以A、B间距离为L0-2L．
（4）用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗．
故答案为(1). 倒立上 (2). 缩小 (3). ＜L0-2L (4). 相比原来暗
2．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。

3．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小明和小红同学进行了如下实验：
(1)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为______cm。

(2)调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，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。

(3)保持图乙中凸透镜的位置不变，当蜡烛向左移动到10cm时，应该向左移动光屏
______cm（等于10，小于10 ，大于10），才能再次得到清晰的像。

(4)步骤3中如果不移动光屏也可以在蜡烛和透镜之间加上一个适当______（凸透镜，凹透镜），也能再次得到清晰的像。

【答案】10.0放大投影仪大于10凹透镜
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]焦距为焦点到光心的距离，由图甲得，实验所用凸透镜的焦距为10.0cm（刻度尺的读数要注意估读到分度值下一位）。

(2)[2][3]由乙图得此时物距在意倍焦距到两倍焦距之间，成倒立、放大的实像。

投影仪利用这样的原理成像。

(3)[4]保持图乙中凸透镜的位置不变，当蜡烛向左移动到10cm时，成缩小的实像，像位于60cm~70cm间，所以应该向左移动光屏大于10cm，才能再次得到清晰的像。

(4)[5]步骤3中如果不移动光屏也可以在蜡烛和透镜之间加上一个适当的凹透镜也能再次得到清晰的像。

因为凹透镜具有发散作用，能使像重新呈现在光屏上。

4．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某小组同学利用焦距为10厘米的凸透镜、高为3厘米的发光体，光屏和光具座进行实验，将测得的物距u、像距v以及所成像的高L
像
分别记录在下表中．在验证得到凸透镜成像的初步规律后，为了进一步研究，他们进行适量的运算，将结果分别记录在下表的后两列中．
实验序号物距u（厘
米）
像高L像（厘
米）
像距与物距之
比（厘米）
像距与物距
之比
（/v u）
物距与像距之
和（/
u v）
（厘米）
160.012.00.600.2072.0
250.012.50.750.2562.5
330.015.0 1.500.5045.0
418.022.5 3.75 1.2540.5
516.026.7 5.00 1.6742.7
614.035.07.50 2.5049.0
①根据实验需要16
-的数据，分析比较像距v随物距u的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，__________
②根据实验序号16
-的数据，分析比较像高L像与/v u的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，__________
③该小组同学继续利用表中的数据及相关条件，分析、归纳得出结论
（a ）根据实验序号13-的数据，分析比较物距变化量u ∆与相距变化量v ∆的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：__________
（b ）根据实验序号16-的数据，分析比较物距u 变化时，L 像、u v +的变化情况，可得出得初步结论是：__________．
【答案】像距随着物距的减小而增大 同一发光体的像高L 像和/v u 成正比 同一发光体经同一凸透镜折射后，当u v ∆>∆时，成缩小的实像 当像高小于物高时，u v +随着u 的减小而减小；当像高大于物高时，u v +随着u 的减小而增大
【解析】
【分析】
【详解】
①[1]同一凸透镜，焦距保持不变，观察比较实验序号1至6，可得物距逐渐减小而像距逐渐增大．
②[2]同一凸透镜，焦距保持不变，观察比较实验序号1至6，可得像高L 像和
v u
的比值恒定为3．
③（a ）[3]实验2序号与1序号相比，10.0u cm ∆=，0.5v cm ∆=，实验3序号与2序号相比，20.0u cm ∆=， 2.5v cm ∆=，像高均小于物高．
（b ）[4]观察实验序号1至3可得，像高L 像小于物高，当物距减小时，u v +也逐渐减小；观察实验序号4至6可得，像高L 像大于物高，当物距减小时，u v +反而逐渐增大．
【点睛】
此题是探究凸透镜成像的规律，考查了凸透镜成像的规律的归纳与总结．凸透镜动态成像规律：凸透镜成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小．、逐一分析实验数据，在分析表格中数据时，要注意分析物距的变化、像距的变化及成像特点的变化，同时要注意像距与物距与焦距之间的关系．
5．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小明同学实验时记录的几组数据： 实验次数
物距 u /cm 像距v /cm 1
30 15 2
20 20 3 15 30
(1)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、光屏的中心大致在相同_______上；
(2)若图中光屏上成烛焰清晰的像，那么此像是______（选填“放大”或“缩小”）的；
(3)当光屏上得到一个倒立、缩小的像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大，应将蜡烛________透镜，并将光屏_______透镜（选填“靠近”或“远离”）；
(4)若第4次实验物距为5cm时，成像的特点是_____________________。

【答案】高度放大靠近远离正立、放大、虚像
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在相同高度上。

(2)[2]物体到凸透镜的距离是物距，像到凸透镜的距离是像距，如图，物距小于像距，成倒立、放大的实像。

(3)[3][4]光屏上得到一个倒立缩小的实像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应减小物距，增大像距，即应将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜移动。

(4)[5]由表格第2次数据
u＝v＝2f＝20cm
解得
f＝10cm
若第4次实验物距为5cm，则
u′＝5cm＜f
根据凸透镜成像特点所成像为：正立、放大的虚像。

6．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。

7．物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：
(1)用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为_____cm。

(2)图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的_____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。

保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向_____（选填“左”或“右”）移动一段距离，像_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

(3)实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一个同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上_____（选填“有”或“没有”）完整的像。

【答案】10 照相机左变小有
【解析】
【详解】
(1)[1]平行光线经过凸透镜时，会会聚在焦点，从图甲可以看到，凸透镜的焦距是10cm；
(2)[2]从图乙可以看到，物距大于像距，根据凸透镜的成像规律可知，成倒立缩小的实像，生活中的照相机是利用这一原理制成的；
[3][4]根据凸透镜的动态成像规律可知，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向左移动一段距离，像是变小的；
(3)[5]凸透镜上溅了一个小泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但仍然有一部分的光通过凸透镜会聚成像，因此光屏上还是会有完整的像。

8．小伟用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”，所用凸透镜的焦距为10cm
（1）小伟在组装器材时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上，这样做的目的是：_____。

（2）实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。

当蜡烛距离凸透镜15cm 时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、_____的实像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）。

（3）接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，他应将光屏向_____透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”）此时的像与步骤（2）中的像相比，大小将变_____。

（4）如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，移动光屏，再次得到烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是_____（选填“放大镜”投影仪”或“照相
机”）。

小伟发现，随着蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像会向_____移动。

【答案】使像成在光屏的中央放大靠近小照相机上
【解析】
【详解】
第一空．将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。

点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在在同一水平直线上。

其目的是使像成在光屏的中央；第二空．实验过程中，凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。

当蜡烛距离凸透镜15cm 时，f＜u＜2f，凸透镜成倒立放大的实像，所以移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、放大的实像；
第三空．接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，他应将光屏向靠近透镜方向移动；第四空．像距变小了，所以此时的像与步骤（2）中的像相比，像将变小；
第五空．如图乙所示，小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处，此时物距大于2倍焦距时，成倒立缩小实像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机；
第六空．实验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，或根据过光心的光线传播方向不变，可判断光屏上成的像会向上移动。

9．如图，小明用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏、光具座探究凸透镜成像规律：
(1)由图甲可知，该凸透镜的焦距为_____cm；
(2)如图乙所示，若在光屏上能得到清晰缩小的烛焰的像（光屏未画出），则蜡烛可能置于凸透镜左边a、b、c、d四点中的_____点处（注：P点是该凸透镜的2倍焦距处），生活中的_____就是利用这个原理制成的；
(3)当蜡烛远离凸透镜时，要在光屏上再次成清晰的像，光屏应_____（填“靠近”或“远离”）凸透镜，同时观察到光屏上清晰的像变_____（填“大”或“小”），接着小明用一块遮光布遮住凸透镜的下半部分，可观察到光屏上的像是_____（“完整”或“不完整”）的；
(4)某次实验中，光屏上已得到清晰的像，小明用一个焦距为15cm的凸透镜换下原先的凸透镜，并保持凸透镜和光屏的位置不动，为了使光屏上的像变清晰，蜡烛应_____（填“靠近”或“远离”）凸透镜．
【答案】11.0a照相机靠近小完整远离
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图可知，凸透镜位于30cm处，光线会聚与41cm处，所以焦点到凸透镜的距离即为焦距，f=41.0cm−10.0cm=11.0cm；
(2)根据凸透镜成像的规律可知物体位于2倍焦距以外成缩小倒立的实像，所以物体位于
a、b、c、d四点中的a点处，照相机就是利用这一原理制成的；
(3)根据物远像近像变小的规律可知当蜡烛远离凸透镜时，要在光屏上再次成清晰的像，光屏应靠近凸透镜，同时观察到光屏上清晰的像变小，用一块遮光布遮住凸透镜的下半部分，像仍然是完整的只是变暗；
(4)实验中，光屏上已得到清晰的像，小明用一个焦距为15cm的凸透镜换下原先的凸透镜，并保持凸透镜和光屏的位置不动，此时相当于物距变小根据成像原理可知像距变大了，所以为了使光屏上的像变清晰，蜡烛应远离凸透镜．
10．同学们在探究“凸透镜成像规律”的实验中。

（1）如图甲所示，先让平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距，然后组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于___________上，进行实验，
（2）小强同学经过规范操作，准确测量，实验记录如下表：
序号物距u/cm像距v/cm像的性质
145.022.5a
230.030.0倒立、等大、实像
320.060.0b
4 6.0/正立、放大、虚像
表格中有几项内容漏写了，请你帮助填补：
a___________；
b___________。

（3）在进行第三次实验时如图乙所示，如果此时撤去光屏，人眼在如图所示的位置
_______(选填“能”或“不能”)直接看到烛焰的实像。

（4）在进行第三次实验时，若保持凸透镜的位置不变，小明同学取了一副近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，观察到光屏上的像变模糊了，此时要使光屏上成清晰的像，应该将光屏向_____(选填“左”或“右”)移动。

（5）在各组汇报数据时，有两个小组使用的凸透镜焦距都是15.0cm，物距都是25.0cm 时，所测像距分别为37.5cm，36. 6cm.他俩讨论后认为:数据出现差别的原因不是测量像距
时的误差所致，而是由于实验时的操作引起的.请你写出数据出现差别的原因
___________。

【答案】凸透镜的主光轴倒立、缩小、实像倒立、放大、实像能右没有前后移动光屏寻找到最清晰的像
【解析】
【详解】
(1)[1]为了保证烛焰所成的像呈现在光屏的正中央，应该使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上；
(2)[2]由表格中第二行数据可知，物距等于像距为30cm，则凸透镜的焦距为15cm，第一行中物距大于两倍焦距，所以a中填倒立、缩小的实像；
[3]第三行中物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，所以b中填倒立、放大的实像；
(3)[4]第三次实验中成的是倒立缩小的实像，右侧的光屏能够承接，撤掉光屏，人眼的视网膜相当于光屏，能够接收到烛焰的实像；
(4)[5]近视眼是因为晶状体比较厚，折光能力比较强，光线会聚在视网膜的前面，所以需要用凹透镜对光发散一下，所以当将一副近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光线的会聚点会落在光屏的右边，此时要使光屏上成清晰的像，应该将光屏向右移动；
(5)[6]在做凸透镜成像实验时，我们需要让物体在光屏上成清晰的像时，记录物距、像距等相关数据，所以像距记录有差别，原因是因为没有左右移动光屏使像清晰后记录数据。