八年级上册光的折射 透镜单元测试题(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．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。

2．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。

3．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，实验过程如下：
(1)实验前，需要选择焦距恰当的凸透镜。

实验室有A 、B 两种凸透镜，图甲是平行光通过两种凸透镜后，在光屏上会聚在一点时的光路示意图；从图中读出透镜A 的焦距为________cm ；为了便于完成探究过程，应该选择透镜______（选填“A ”或“B ”）进行实验，并将此透镜固定在光具座上的50cm 刻度处；
(2)在调节光具座上光学器材的高度时，蜡烛应该_________（选填“点燃”或“不点燃”）；
(3)当把蜡烛移动到光具座上的15cm 刻度处，如图乙所示，此时想在光屏上成像，应该将光屏移动到光具座的_________（选填“A ”“B ”或“C ”）刻度范围内；
A ．50cm ~60cm
B ．60cm ~70cm
C ．70cm ~100cm
(4)当2u f ，且像成在光屏上时，把蜡烛向远离凸透镜的方向移动一段距离，那么要想在光屏上继续成像，应该将光屏_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
(5)随着实验的进行，蜡烛越烧越短，会看到烛焰在光屏所成的像_________（选填“上移”或“下移”）；
(6)调整蜡烛的高度后继续探究成像特点，如图丙所示，调节光屏的位置可以在光屏上得到一个倒立、_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；若把光屏和蜡烛的位置互换，在光屏上_________（选填“能”或“不能”）看到像。

【答案】10.0 A 点燃 B 靠近上移放大能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图甲知，透镜A焦距为10.0cm。

[2]由图甲知，透镜B焦距为40.0cm，由图乙知，光具座的最大刻度为100.0cm，那么应选透镜A进行实验。

(2)[3]调节光具座上光学器材的高度时，蜡烛应该点燃，才能准确判断蜡烛中心、透镜中心和光屏中心是否在同一水平高度。

(3)[4]蜡烛移动到光具座上的15cm刻度处，则此时物距为35cm，即物距大于二倍焦距，那么像距小于二倍焦距而大于一倍焦距，即光屏在光具座的位置应在60cm至70cm刻度处，故B选项正确。

(4)[5]据凸透镜的成像规律知，蜡烛远离凸透镜，那么光屏应靠近凸透镜，才能再次继续成像。

(5)[6]当蜡烛的长度变短后，据过透镜光心的光线传播方向不变知，烛焰所成的像向上移。

(6)[7]由图丙知，此时的物距小于20.0cm，即物距小于二倍焦距而大于一倍焦距，则所成的像是倒立、放大的实像。

[8]据光路可逆知，若透镜位置不变，光屏和蜡烛的位置互换，光屏上能看到像。

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．如图所示，请回答下列问题：
(1)如图甲所示，一束平行光通过凸透镜在光屏上形成一个最小最亮的光点。

若用此凸透镜探究凸透镜成像规律，在乙图的基础上将蜡烛移至20cm刻度线处，则应将光屏______（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，再次在光屏成倒立、______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像；
(2)在乙图的基础上，保持蜡烛、凸透镜位置不动，在蜡烛和凸透镜之间放置______（选填“远视镜"或“近视镜”），将光屏远离后，会再次在光屏成清晰的像；
(3)如果将凸透镜换成平面镜，保持蜡烛与平面镜的距离不动，移动光屏到合适位置，
______（选填“能”或“不能"）在光屏成清晰的像。

【答案】靠近缩小近视镜不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]由图甲知，实验所用的凸透镜的焦距f=10cm。

而乙图中，蜡烛与透镜的距离小于二倍焦距大于一倍焦距，此时的像距大于物距，当蜡烛移到20cm刻度线处，此时的物距大于二倍焦距，比第一次的物距大，则像距比第一次的小，所以应将光屏靠近凸透镜，且
所成的像是缩小倒立实像。

(2)[3]若保持图乙的蜡烛和凸透镜的位置不变，想将光屏远离后能再次承接到清晰的像，须让光线先发散，故在蜡烛和凸透镜之间放置凹透镜，即近视镜。

(3)[4]若将凸透镜换成平面镜，保持蜡烛与平面镜的距离不变，无论怎么移动光屏都得不到像，因为平面镜成的是虚像，光屏上无法承接。

6．小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。

(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，目的：______；
(2)如图所示，光屏上呈现一个清晰的像保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向______移动，像的大小将变______；
(3)小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。

请你设计一种简单的方法验证小亮的观点______。

【答案】确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央左变小将蜡烛换成字母“F”的LED灯【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]三心同高的目的是确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央。

(2)[2][3]物远像近像变小，所以光屏左移，像变小。

(3)[4]将蜡烛换成字母“F”的LED灯，光屏上可以呈现上下左右都相反的像，即可证明。

7．在“探究凸透镜成像规律”的实验时，调节光具座上依次排列的蜡烛、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，进行了如图所示实验。

(1)该凸透镜的焦距是______cm；
(2)现将蜡烛移动距凸透镜30cm处，则在光屏上得到一个______、倒立的实像，现将蜡烛靠近凸透镜5cm，保持凸透镜、光屏位置不变，可在烛焰和凸透镜之间插入一个适当的
______透镜，也能在光屏上得到一个清晰的像。

【答案】10.0 缩小凸
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，所以从图中可以看到，该凸透镜的焦距是
f==
40.0cm-30.0cm10.0cm
该凸透镜的焦距是10.0cm。

(2)[2]现将蜡烛移动距凸透镜30cm处，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，在光屏上得到一个缩小、倒立的实像。

[3]现将蜡烛靠近凸透镜5cm，这时物距变小，还是大于两倍焦距，根据凸透镜的动态成像规律，物体靠近，则像远离凸透镜，这时清晰的像在光屏后方，为了也能在光屏上得到一个清晰的像，可在烛焰和凸透镜之间插入一个适当凸透镜，凸透镜有会聚作用，这样清晰的像会靠近凸透镜。

8．小明和小红做“探究凸透镜成像规律”的实验：
(1)利用太阳光测量凸透镜的焦距时，小明将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上，观察尺在地面上形成的影子，不断调节刻度尺，使其在地面上的影子______，这时尺的方向就与太阳光的方向平行。

小明保持尺不动，小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放，光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。

则该凸透镜的焦距为
______dm；
(2)实验中各器材的摆放位置如图甲所示，若要研究物距大于2倍焦距时，凸透镜的成像特点，则接下来的操作应该是______（填字母）；
a.蜡烛，凸透镜的位置保持不变，移动光屏直到找到清晰的像
b.光屏位置保持不变，将蜡烛移至15cm刻线处，移动凸透镜直到找到清晰的像
c.凸透镜位置保持不变，将蜡烛移至15cm刻线处，移动光屏直到找到清晰的像
(3)凸透镜能成等大的像吗？为了在实验中准确的比较像和物的大小关系，小明采用了以下的做法：
①为了画出相同的蜡烛，小明将白纸铺在水平桌面上，把点燃的蜡烛和玻璃板放置在如图乙所示的位置上，用笔在纸上画出蜡烛的“像”；
（______）
②将画有烛焰“像”的纸______ （填“正”或“倒”）贴在光屏上，这样便能在接下来的实验中准确的比较像和物的大小关系。

【答案】最短 1 c 倒
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]小明保持尺不动，小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放，光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。

则该凸透镜的焦距为
f=10.0cm-0= 10.0cm=1dm
(2)[3]此时物距小于两倍焦距，所以需要调节蜡烛距离大于两倍焦距，根据凸透镜成像规律，物距大于两倍焦距，像距在一倍焦距到二倍焦距间。

[4]作出A点关于平面镜的对称点A'即A的像。

如图所示：
[5]根据凸透镜的成像规律可知，当u=2f时，物体通过凸透镜成倒立等大的实像，所以比较像和物的大小关系，应将画有烛焰“像”的纸倒贴在光屏上。

9．如图所示，凸透镜焦距为10厘米，若保持图中蜡烛和凸透镜的位置不变，为了使像成在光屏中央，应首先调整光屏的____，然后将光屏向_____缓慢移动（选填“左”或“右”），当光屏上呈现清晰的像时，该像的大小与物体相比是____（选填“缩小”或“放大”）。

若将蜡烛在光具座上移动5厘米（凸透镜位置不变），通过移动光屏，___在光屏上重新找到清晰的像（选填“可能”或“不能”）。

【答案】高度右放大可能
【解析】
【分析】
【详解】
[1]因为实验的要求及需要，必须将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，故该题中为了在光屏中心找到像，应首先调整光屏的高度。

[2][3]凸透镜在50.0cm处，蜡烛在35.0cm处，此时物距
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成倒立、放大的实像，且像应成在另一侧的2倍焦距以外，此时光屏的位置在70.0cm以外处，故光屏应向右移动。

[4]若将蜡烛在光具座上像右移动5厘米（凸透镜位置不变），蜡烛便在40.0cm处，物距
u=50.0cm−40.0cm=10.0cm
满足u=f，不成像。

若将蜡烛在光具座上像左移动5厘米（凸透镜位置不变），蜡烛便在30.0cm处，物距
u=50.0cm−30.0cm=20.0cm
满足u=2f，成倒立、等大的实像。

综上，将蜡烛在光具座上移动5厘米（凸透镜位置不变），通过移动光屏，可能在光屏上重新找到清晰的像。

10．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．。