上海莘松中学物理光的折射 透镜(培优篇)(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．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．小兰利用如图所示的装置做实验研究凸透镜成像规律。设u为烛焰至透镜的距离，v为光屏上得到最清晰的像时，光屏至透镜的距离。小兰调整u，测量相对应的v，部分实验数据如下表所示。根据表中数据可知

u/cm6030201513…

v/cm1215203045…

(1)此凸透镜的焦距f=_________cm；

(2)如果u=16cm，光屏上能得到烛焰的_________的像；（选填“放大”或“缩小”）

(3)设想光具座足够长，u足够大，则v的值接近_________cm；（选填“0”、“5”或“10”）

(4)若透镜的下半部以黑布遮住则看到烛焰的像会变_________；（选填“亮”或“暗”）

(5)完成上述实验后小兰发现了一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜，如图所示。如果有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是_________（选填“会聚”或“发散”）光束。请说明你判断的理由_________（可画图辅助说明）。

【答案】10 放大 10 暗发散可将此玻璃砖看成两个玻璃凹透镜A、B的组合，如图所示。

平行光束通过两个凹透镜时，先后经历了两次发散过程，因而出射光是发散的

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由表格知，当u=20cm，v=20cm时，凸透镜成的是等大的实像，而

2f=20cm

所以凸透镜的焦距

f=10cm

(2)[2]u=16cm时，f

(3)[3]据凸透镜的成像特点，成实像时物距越远，则像距离越小。而u足够大时，v会逐渐靠近焦点，但不会越过焦点，所以v的值接近10cm。

(4)[4]若透镜的下半部以黑布遮住，则看到的像会暗，因为黑布遮住了部分射入透镜的光线。

(5)[5][6]因为平行玻璃砖中间是空的，则此玻璃砖相当于两个凹透镜的组合（具体见下图），

平行光束通过两个凹透镜时，先后经历了两次发散过程，因而出射光是发散的。

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．如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛在光屏上成倒立、等大的像，则凸透镜的焦距为____ cm。实验时，老师把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了；接着，她可将蜡烛 _____（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，在光屏上又看到烛焰清晰的像，老师的视力缺陷是_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。

【答案】10.0 远离近视眼

【解析】

【分析】

【详解】

[1]由图示可知物距为20.0cm，且此时所成的是倒立、等大的实像，那么2f=20cm，所以凸透镜的焦距f=10.0cm。

[2][3]实验时把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，是因为此蜡烛发出的光被发散了，所成的像应在光屏的位置之后，所以光屏上的像变模糊了，那么光屏的位置应远离凸透镜。而老师的眼镜是近视眼镜。若放在蜡烛和凸透镜之间的远视镜，那么蜡烛的光线被会聚了，则它的像在光屏尚未移动时，不会出现在光屏上。