北师大版八年级物理上册 光的折射 透镜专题练习(解析版)

一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）1．在探究凸透镜成像规律的实验中，黄汉首先测量了两个凸透镜的焦距，他设计了如下的表格：1焦距f/mm2焦距f/mm3焦距f/mm4焦距f/mm5焦距f/mm平均焦距f/mm凸透镜1凸透镜2(1)测量凸透镜焦距的实验原理是利用凸透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用。

此实验进行了多次测量，目的是______；(2)测出焦距后，黄汉选用了凸透镜1进行探究凸透镜成像的实验，分别进行了图（a）（b）、（c）图所示的实验。

请回答：①u表示______；②照相机是属于种______情形。

投影仪是属于______种情形能成虚像的是______种情形；[选填“（a）”“（b）”或“（c）”]③比较（a）、（b）两图，（a）图成的像比（b）图成的像______（选填“大”或“小”）。

【答案】会聚减小误差物距（a）（b）（c）小【解析】【分析】【详解】(1)[1]凸透镜对光有会聚作用，平行于主光轴的光线经过凸透镜后会会聚到焦点上，据此能测量出焦距。

[2]实验进行了多次测量取平均值，目的是为了减小误差。

(2)[3]由图可知，u是指蜡烛到透镜的距离，其表示的是物距。

[4][5][6]由图（a）可知，物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机；由图（b）可知，物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，其应用是投影仪；由图（c）可知，物距小于焦距，成正立、放大的虚像。

[7]从（a）到（b）的过程中，物距变小，像距变大，像变小，所以（a）图成的像比（b）图成的像小。

2．小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：(1)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，光屏上会得到一个清晰的倒立、______的实像，如果在凸透镜前放一个近视镜，小丽需要向______（填“左”或“右”）移动光屏才能看到烛焰清晰的像；(2)如图乙所示，一条平行于凹透镜主光轴的光线，经凹透镜和凸透镜折射后恰好经过A 点，请在图中画出经过两透镜后的折射光线______。

（F为凹透镜的虚焦点）【答案】等大右【解析】【分析】(1)根据物体在凸透镜的二倍焦距处的成像性质进行判断；正常的眼睛可以将光线会聚在视网膜上。

近视眼会将物体的像呈在视网膜之前，应该佩戴凹透镜进行矫正。

远视眼会将物体的像呈在视网膜之后，应该佩戴凸透镜进行矫正；(2)根据凹透镜对光线有发散作用作图。

【详解】(1)[1]由题意和图甲可知，凸透镜的焦距是15cm，物距=-==u f50cm20cm30cm2同理像距等于2f，由凸透镜成像规律可知，此时光屏上会得到一个倒立、等大的实像。

[2]在蜡烛和透镜之间放上一个近视镜，近视眼镜（凹透镜）对光线有发散作用，使光线延迟会聚，为了使光屏上还能出现清晰的像，则光屏需要适当向右移动。

(2)[3]平行于主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过焦点，由题意可知该光线经凸透镜折射后恰好经过A点，据此完成光路图，如图所示：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．在“探究凸透镜成像的规律”实验中：(1)实验前，必须在光具座上将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到___________；(2)图甲中的凸透镜相当于眼睛的晶状体，光屏相当于眼睛的___________；(3)正确安装并调节好实验装置后，小芳同学在图甲所示的光屏上看到了烛焰清晰的像，则她看到的是___________（填“倒立”或“正立”）、___________（填“放大”或“缩小”）的实像；(4)若保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离后，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个焦距合适的___________（填“近视”或“远视”）眼镜；(5)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成“F”形的LED灯，并在光屏上贴方格纸，如图乙所示，请写出改进后的装置的一个优点：_________________；(6)为了方便从不同角度观察光屏上的像，光屏应选用较___________（填“粗糙”或“光滑”）的白色硬纸板。

【答案】同一高度视网膜倒立缩小近视实验现象更明显、便于观察、减少了污染等粗糙【解析】【分析】【详解】(1)[1]实验前，必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度处，这样烛焰的像才能成在光屏的中心。

(2)[2]眼睛看物体时，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。

(3)[3][4]由图知，像距小于物距，此时成倒立、缩小的实像。

(4)[5]把光屏向右移动一小段距离，要想在光屏上再次得到淸晰的像，应使像向右移动，则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜，近视眼镜是一个凹透镜。

(5)[6]蜡烛换成LED灯的优点：实验现象更明显、便于观察、减少了污染等；光屏换成带有方格光屏的优点：便于比较像的大小。

(6)[7]为了方便从不同角度观察光屏上的像，应该使光线发生漫反射，即光屏应选用较粗糙的白色硬纸板。

5．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。

6．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/cm130152202031530(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。

7．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 1f/m-11v/m-1115.060.0 6.7 1.7212.030.08.3 3.3320.010.0 5.048.013.012.57.55 5.0 6.720.015.0A．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15ff- 【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：15fv f=- 。