八年级光的折射 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．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．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/mm
2
焦距
f/mm
3
焦距
f/mm
4
焦距
f/mm
5
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。

3．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。

4．如图所示，小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中，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、光屏的中心大致在同一高度。

（F和F’为凸透镜的
焦点，P和P’到凸透镜的距离为二倍焦距。

）
(1)保证蜡烛、凸透镜的位置不变，应将光屏向________ （选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰倒立的________ （选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。

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；
(2)下表中是小明同学实验时记录的几组数据：
实验次数12345物距u/（cm）302015105
像距v（cm）15203040/
①实验所用的透镜的焦距为________；
②第1次实验后，小明将一远视眼镜紧贴在凸透镜的左侧，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向________ （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动；
③交流数据过程中，老师指出表格中第________次实验数据是编造的，请你写出老师做出判断的依据是什么_______________________。

【答案】左缩小照相机 10cm 靠近 4 物距等于焦距时，凸透镜不成像
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]依据凸透镜成像规律，可知物距大于2倍焦距时成缩小倒立的实像，此时像距小于2倍焦距，因此应将光屏向左移动。

[3]照相机照相时成缩小倒立的实像，与凸透镜物距大于2倍焦距时成像特点相同，即照相机利用了凸透镜成像规律中物距大于2倍焦距时成缩小倒立的实像的成像原理。

(2)①[4]根据表中数据可以知道，当物距等于20cm时，像距也等于20cm，，此时物距等
于像距等于二倍焦距，因此焦距等于10cm。

②[5]远视眼镜是凸透镜，它对光具有会聚作用，如果把它紧贴在凸透镜的左侧会使原来会聚成像的光线提前会聚，所以要想接到清晰的像，光屏要靠近透镜。

③[6][7]由第4次实验数据可以知道，此时物距等于焦距，物距等于焦距时，凸透镜不成像。

5．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。

6．某同学做“探究凸透镜成像规律”的实验，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时光屏上出现了烛焰清晰的像：
(1)该同学看到光屏上所成的像是一个烛焰_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像；
(2)若将蜡烛向右移动少许，光屏应向_________移动才能再次成清晰的像，此像的大小比刚才的像要_________（选填“大”或“小”）一些；
(3)若蜡烛和光屏保持图示位置不变，将透镜向左移动_________cm可以在光屏上再次形成清晰的像。

【答案】缩小右大 25
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图知，物体和所成的像在凸透镜的两侧，而物距u=40cm，像距v=15cm，即u>v，所以光屏上所成的像是缩小的。

(2)[2][3]由凸透镜的成像规律知，当物距变小时，像距要变大，才能再次在光屏上得到清晰的像，而像的大小要比移动前的要大一些。

(3)[4]根据光路可逆，若蜡烛与光屏不动，只移动透镜，要想再次成清晰的像，须让此时的物距为15cm，像距为40cm，那么凸透镜就应该移动到25cm处。

7．小徐同学用焦距f为10厘米的凸透镜、高度为3厘米的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。

实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h 分别记录在表中：
实验序号物距u（厘
米）
像距v（厘
米）
像高h（厘
米）
140.013.3 1.0 230.015.0 1.5 325.016.6 2.0
(1)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、像高h随物距u的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成实像时，物距u变小，____________；
(2)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、物距u的大小及发光体高度和像高h情况，可得出的初步结论是：
①同一凸透镜成缩小的实像时，________________；
②同一凸透镜成放大的实像时，________________；
(3)分析比较实验序号1~6数据中像距v与物距u的比值及像高h与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，___________；
(4)根据表中信息，可以提出了一个猜想：“当物距u等于某一值时，可能会成等大的实像”。

为了验证这一猜想，可以在本实验中将物体置于离凸透镜___________厘米的范围中进行实验。

【答案】像距v变大，像高h变大物距u大于像距v物距u小于像距v像距v与物距u的比值等于像高h与物高的比值 25.0~16.6
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据实验序号1~6数据可以看出，同一凸透镜成实像时，物距u变小时，像距变大，像变大。

(2)①[2]根据表格可以看出，同一凸透镜成缩小的实像时，物距大于像距。

②[3]根据表格可以看出，同一凸透镜成放大的实像时，物距小于像距。

(3)[4]分析比较实验序号1~6数据中像距v与物距u的比值及像高h与物高的比值，凸透镜成实像时，像距v与物距u的比值等于像高h与物高的比值。

(4)[5]第三次实验像高小于物体的高度，第四次实验像高大于物体，所以要得到等大的像物体离凸透镜应该大于16.6cm小于25.0cm。

8．如图a所示小王用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镑的焦距为20cm；
(1)保持凸透镜和光屏的位置不变，要使光屏承接一个倒立清晰的实像，可将蜡烛向
___________（选填“左”或“右”）移动一段距离；
(2)保持凸透镜位置不变，小王又将蜡烛移至光具座30cm刻度线处，发现无论怎样在光具座上移动光屏，都无法呈现清晰的像，原因是_________________________________；(3)为进一步探究凸透镜成像特点，小李又将蜡烛移至光具座40cm刻度线处，移动光屏仍接不到像，如图b所示，MN为透镜L的主光轴，试通过光路作图确定蜡烛AB通过透镜L 所成的像______________。

【答案】右物体处于一倍焦距处不成像
【解析】
【分析】
凸透镜成像的规律：
①u>2f时，2f>v>f，成倒立、缩小的实像；
②2f>u>f时，v>2f，成倒立、放大的实像；
③u=f时，不成像；
④u<f，成正立、放大的虚像。

【详解】
(1)[1]保持凸透镜和光屏的位置不变，即像距为50cm，大于二倍焦距，要使光屏承接一个倒立清晰的实像，物距应为一倍到二倍焦距之间，所以应将蜡烛向右移动一段距离。

(2)[2]保持凸透镜位置不变，小王又将蜡烛移至光具座30cm刻度线处，此时物距等于焦距，即蜡烛位于焦点上，此时是不能成像的，所以发现无论怎样在光具座上移动光屏，都无法呈现清晰的像，即原因是：物体处于一倍焦距处不成像。

(3)[3]为进一步探究凸透镜成像特点，小李又将蜡烛移至光具座40cm刻度线处，物距小于焦距，此时凸透镜成正立放大的虚像，像与物在凸透镜的同侧；依据凸透镜的特殊光线，作出蜡烛的顶点的光路图，即与光轴平行的光线，折射后，过焦点；过光心的光线传播方向不变，然后反射延长两条折射光线，交于一点，此点为蜡烛顶点的像，过此点向光轴作
出垂线，垂线段为蜡烛的像，如图所示：
【点睛】
凸透镜成像规律是常考试的内容，应牢记凸透镜的成像规律，有些同学总是记不住，要下点功夫，可以结合成像光路图进行练习、记忆。

9．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
13015
22020
31530
(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。

10．小明同学在探究凸透镜成像”的实验中：
(1)将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10m处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是_____cm；
(2)如图是小明“探究凸透镜成像规律”的实验装置图：
如果你是他的合作者，请你帮他指出该装置中的两处错误：
①_____；②_____；
(3)错误改正后，小明将凸透镜固定在50cm处，小明将点燃的蜡烛放在10cm处，移动光屏后在屏上得到清晰的倒立、_____的实像；
(4)小明继续将点燃的蜡烛靠近凸透镜，当烛焰移至35cm处，移动光屏后在屏上得到清晰的倒立、_____的实像，_____（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）是应用这一原理制成；
(5)小明在实验中发现：当物距在不断减小的过程中，成像性质发生改变的两个转折点是
_____cm和_____cm处。

【答案】10 三者的中心不在同一高度凸透镜没有放在蜡烛和光屏之间缩小放大投影仪 20 10
【解析】
【分析】
(1)根据凸透镜的焦点和焦距的定义进行判断；
(2)探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；
(3)求出物距，根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况；
(4)求出物距，根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况和应用；
(5)凸透镜成像时，一倍焦距是实像和虚像的分界点；二倍焦距是放大和缩小像的分界点。

【详解】
(1)[1]根据焦点和焦距的定义，当拿着凸透镜正对太阳光，在距凸透镜另一侧10cm处得到了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离，即焦距为10cm；
(2)[2]①从图上看，将蜡烛放在了凸透镜和光屏的中间，这样无法在光屏上成像；
[3]②而光屏、烛焰、凸透镜的中心未在同一高度处，并且相差很大，这样使像不能成在光屏的中央；
(3)[4]将点燃的蜡烛移到光具座上10cm刻线处，则有：
u＝40cm＞2f，
由凸透镜成像规律可知，则该像是倒立、缩小的实像；
(4)[5][6]将点燃的蜡烛移到光具座上35cm刻线处，则有：
2f＞u＞f，
由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，应用与投影仪或幻灯机；
(5)[7][8]当物距在不断的减小的过程中，一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，即一倍焦距是实像和虚像的分界点，二倍焦距是像大小的分界点，因此成像性质发生改变的两个转折点是：二倍焦距和一倍焦距，即20cm和10cm处。