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．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．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。

3．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；
4．做“探究凸透镜成像规律”的实验。

如图所示，一束平行光射向凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距是____________cm。

(1)点燃的蜡烛、凸透镜、光屏三者在光具座上的位置如图之所示，则烛焰的像将成在光屏的_______（选填“上方”或“下方”）；
(2)调整好蜡烛的高度后，图乙中烛焰在光屏上成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、______的实像；
(3)图乙中，若把蜡烛移到42cm刻度线处，此时需要在A点处向______（选填“左”或“右”）观察，才能看到烛焰的像。

【答案】10 上方放大左
【解析】
【分析】
【详解】
[1]一束平行光射向凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距，如图甲所示，该凸透镜的焦距
f=40cm-30cm=10cm
(1)[2]如图乙所示，蜡烛焰心、透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，蜡烛焰心低于透镜、光屏的中心，光线经凸透镜折射后成像在光屏的上半部分。

(2)[3]如图乙所示物距小于像距，且在光屏上能够得到实像，故此时物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，在光屏上成倒立、放大的实像。

(3)[4]若把蜡烛移到42cm刻度线处，此时物距
u=50-42cm=8cm
此时物距小于一倍焦距，在光屏上成正立、放大的虚像，光屏承接不到，只能在凸透镜的右侧看向凸透镜才能看到像，即此时需要在A点处向左观察，才能看到烛焰的像。

5．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距是10cm，按照实验要求安装好实验器材，如图所示。

(1)点燃蜡烛，当蜡烛、凸透镜在图所示位置时，移动光屏，在光屏上______ （选填“能”或“不能”）得到清晰的像。

(2)保持凸透镜位置不变，将光屏移回至50cm刻度处，把蜡烛移至15cm刻度处后，再将光屏向________ （选填“左”或“右”）移动到适当位置，能在光屏上得到清晰的
__________（选填“正立”或“倒立”）、______ （选填“放大”或“缩小”）的像。

【答案】不能右倒立放大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]已知凸透镜的焦距是10cm，如图所示物距
u=30cm-20cm=10cm
物距等于一倍焦距，此时光屏上不能成像。

(2)[2][3][4]保持凸透镜位置不变，把蜡烛移至15cm刻度处后，此时物距
u'=-=
30cm15cm15cm
物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，此时光屏上成倒立、放大的实像，像距大于两倍焦距；由题意可知应将光屏向右移动才能在光屏上得到清晰的像。

6．如图，在某次探究凸透镜成像规律的实验中：
(1)小明想知道实验中某块透镜的焦距，做了实验甲，镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图像乙，可判断该透镜的焦距f为______cm；
(2)如图丙，当把一块焦距为15 cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm
刻度线位置时，光屏应在______（填“Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ”）区域内左右移动，直到在光屏上像最________时，才能确定像的位置。

(3)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向____（上/下）移动；为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，最科学可行的方法是将
___________。

【答案】12 Ⅱ清晰上蜡烛向上移动适当的距离
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]太阳光是平行光，经凸透镜折射后，会聚在焦点，在焦点光线的能量最强，其它位置光线较弱，能量最强则温度上升最快，在较短时间内能把白纸烤焦，从图乙可看到，当透镜与白纸间距是12cm时，烤焦的时间最短，那么焦距是12cm。

(2)[2][3]根据凸透镜的成像规律可知，物距
=>
35cm2
u f
则像距大于一倍焦距小于两倍焦距，即
<<
v
15cm30cm
清晰像应该在65.0cm至80.0cm处，即光屏应在Ⅱ区域内左右移动，才能成清晰的像。

(3)[4]实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，光屏上的像向上移动。

[5]为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，由过光心的光线传播方向不变可知最科学可行的方法是将蜡烛向上移动适当的距离，那么烛焰的像会向下移动。

7．小方在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上 50cm 刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。

（1）如图所示位置，此时蜡烛在光屏上成倒立、_____（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。

（2）小方将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间的适当位置，此时应将蜡烛向_________（选填“左”或“右”）移动，光屏上才能再次承接到清晰的像。

（3）取走镜片，小方将蜡烛放到光具座上 20cm 处然后向左移动一段距离后，应将光屏移至______（选填序号）范围内才能承接到清晰的像，此时成的像和蜡烛在光具座上 20cm 处成的像相比是_________（选填“变大”、“变小”或“等大”）的。

A．50~65cm B．65~80cm C．80~95cm
（4）小方想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，她取两只相同的蜡烛是为了比较像与物的_______关系；光具座上的刻度可以方便比较像与物到玻璃板的
____________关系。

【答案】等大右 B 变小大小距离
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]如图知，物距u=30cm，像距v=30cm，物距等于像距，所以蜡烛在光屏上成的像为倒立、等大的实像。

(2)[2]将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，对光线能够起到提前会聚的作用，
此时应将光屏向左移动，才能再次承接到清晰的像。

(3)[3][4]取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，此时物距大于2倍焦距，像距应在2倍焦距与1倍焦距之间，凸透镜在50cm处，应将光屏移至65～80cm 范围内才能承接到清晰的像，且此时成的像和蜡烛在光具座上 20cm 处成的像相比变小了。

(4)[5]两只蜡烛大小相同，后面蜡烛又能与前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。

[6]光具座上的刻度可以测出两支蜡烛到玻璃板的距离，方便得出像和物体到玻璃板的距离关系。

8．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
(1)小红用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为______cm；
(2)如图乙中画出A点的像点A＇，我们能从平面镜前不同位置看到光屏上的像是因为光射在光屏上发生了______反射；
(3)如图丙所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至图丙所示刻度线处，则人眼应该在图中______选填“A”、“B”或“C”）处且朝着相应方向，才能观察到烛焰正立、放大的像；
(4)图丁中，点燃蜡烛，经过凸透镜在光屏上成清晰的、倒立缩小的实像。

然后，在烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜，发现光屏上的像变模糊了。

近视眼镜的镜片为_____（选填“凹”或“凸”）透镜。

不改变眼镜和透镜的位置，要使光屏上再次呈现清晰的像，可以进行的操作是：______（填“光屏远离透镜”或“蜡烛靠近透镜”）；
(5)小红利用该凸透镜自制了一个模型照相机，如图戊所示。

在纸筒M的一端嵌上这个凸透镜，纸筒N的一端蒙上一层半透明薄膜，把纸筒N套入M中，并能前后滑动。

在较暗的室内，把凸透镜对着明亮的室外，调节凸透镜和薄膜之间的距离，在薄膜上可以看到室外景物清晰的像。

再把凸透镜正对着室内近处点燃的蜡烛，为了薄膜上出现烛焰清晰的像，
应该______（填“拉长”或“缩短”）凸透镜和薄膜之间的距离。

【答案】10.0
漫 B 光
屏远离透镜拉长
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]平行光作照射到凸透镜上，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，即凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离为凸透镜的焦距，图甲中凸透镜的位置在10.0cm刻度处，光屏的位置在20.0cm刻度处，则焦距
20.0cm10.0cm10.0cm
f=-=
(2)[2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射过焦点，过凸透镜光心的光线传播方向不变，延长两条折射光线相交与一点，此点即为A点的像点A＇，如图所示
我们能从平面镜前不同位置看到光屏上的像是因为光屏是凹凸不平的，光射在光屏上，反射光线不再平行，属于漫反射。

(3)[3]如图丙所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至图丙所示刻度线处，物距小于一倍焦距，成的是正立、放大的虚像，在光屏上看不到像，需要透过凸透镜向蜡烛的一侧观察才能看到像，所以人眼应该在图中的B处。

(4)[4]近视眼成的像会聚在视网膜的前面，需要用凹透镜将光发散一下再会聚在视网膜上，所以近视眼镜的镜片为凹透镜。

[5]近视眼镜的凹透镜镜片将光发散了在经凸透镜折射，折射光线会聚在光屏的后面，即像距变大了，所以光屏上的像变模糊了；要使光屏上再次呈现清晰的像，需要将光屏远离凸透镜。

(5)[6]把凸透镜对着明亮的室外，调节凸透镜和薄膜之间的距离，在薄膜上可以看到室外景物清晰的像，再把凸透镜正对着室内近处点燃的蜡烛，此时物距减小，像距应该变大，故应该拉长暗箱，即拉长凸透镜与薄膜之间的距离。

9．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 。

10．在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中
（l ）小莉将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm 处，光屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是______cm 。

（2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像如图所示，为了要使烛焰在光屏中心成像，若只调节凸透镜，应将凸透镜向只调节光屏，____（上或下）调节；若只调节光屏，应将光屏向____（上或下）调节。

（3）若将烛焰移至距凸透镜15cm 处，移动光屏，使烛焰在屏上得到倒立_____清晰的实像，______（照相机/幻灯机/放大镜）就是应用这一原理制成的。

（4）小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜（靠近凸透镜）之间，移动透镜和光屏，直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像。

将近视眼镜镜片取下，发现光屏上的像变模糊了。

①为了使屏上的像重新变得清晰，在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下，应将光屏向_______（左/右）移动。

②下列四个选项中，能正确表示小莉同学近视眼成像和矫正情况的是（______）
A ． ②①
B ． ③①
C ． ②④
D ． ③④
（5）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果透镜上有一只小虫在爬动，则光屏上的像的大小将___（变大/变小/不变），像的明暗将_____（变亮/变暗/不变）。

【答案】10cm 下 上 放大 幻灯机 左 B 不变 变暗
【解析】
【详解】
(1)[1] 在距透镜10cm 处屏上呈现出最小最亮的光斑，则焦点到透镜中心的距离为10cm ，即此凸透镜的焦距约是10cm ；
(2)[2]成像在光屏的上方，应向下调凸透镜
[3]若要调节光屏，应向上调节
(3)[4]当15cm u 时，2f f ＞u ＞ 此时成像为倒立、放大、实像
[5]应用为幻灯机
(4)[6]近视眼镜为凹透镜，有发散作用，当再次成清晰像时，成像延后，当拿走眼睛后像向左移动，所以要向左移动光屏才能承接到像
[7]近视眼成像于视网膜前，应配戴凹透镜矫正，故选B
(5)[8]小虫遮挡一部分光，物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像，所以像不变
[9]由于折射光线减少了，所像会变暗。