北师大版八年级物理上册 光的折射 透镜单元复习练习(Word版 含答案)

一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）
1．小明用同一光源做了下几个学实验，请回答下列问题：
(1)实验1，在探究凸镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，如图所示，要使像成在光屏中，应向______（选填“上”或“下”）调节凸透镜：调好后，发现光屏上的像与光源等大，则凸透镜的焦距为______cm；
(2)实验2：如果利用实验1的装置，光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的光板，若还想承接与光源等大的像，光屏应该______（选填“左移”､“右移”或“不动”），此时成的像与实验1成的像相比______（选填“较亮”､“较暗”或“一样亮”）；
(3)实验3：如果利用实验1的装置，光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板（不考虑玻璃板厚度），在光源一侧透过玻璃板观察，能否在光屏位置看到像：______（选填“能”或“否”）；此时成的像与实验1成的像在哪个方面有区别：______（选填“正倒”､“大小”或“完整度”）。

【答案】下 10.0（或10）不动变暗能正倒
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在探究凸镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，此时应该将光屏下移，使三者中心大致在同一高度，能够使像呈现在光屏中央。

[2]如图所示，物距像距都为20cm，发现光屏上的像与光源等大，即此时物距等于像距等于两倍焦距，即
u=v=2f=20cm
解得f为10cm，即凸透镜的焦距为10.0cm（或10cm）。

(3)[3]小孔成像时，要想光屏上承接与光源等大的像，则物距应该等于像距；光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的光板，即光屏应该保持不动。

[4]实验1是凸透镜成像，其原理是光的折射，将光线会聚；实验2是小孔成像，其原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，成像光线没有实验1的多，所以成的像与实验1成的像相比较暗一些。

(5)[5]光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，探究的是平面镜成像特点的实验，平面镜成的像是虚像，只能在光源一侧透过玻璃板观察才能看得到。

[6]实验1中成的是倒立、等大的实像，平面镜成的是正立、等大的虚像，所以它们在正倒、虚实方面有区别。

2．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。

3．丁丁用一个焦距未知的透镜和相关器材探究“凸透镜成像的规律”：
（1）如图甲所示，只需将凸透镜向_______（填“左”或“右”）调节到适当位置即可测出凸透镜焦距；
（2）丁丁把点燃的蜡烛安装在光具座上，如图乙所示。

此时只需调节 ______（填“蜡烛”或“光屏”）到适当的位置，光屏上便会出现______（填“正立”或“倒立”）、
______（填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。

此规律在生活中的应用是 ______（填“照相机”或“投影仪”）。

（3）若器材的位置仍如图乙所示，丁丁只需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个焦距合适的______（填“凸透镜”或“凹透镜”），也可以在光屏上看到清晰的像。

【答案】左光屏倒立放大投影仪凸透镜
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图可知，将凸透镜向左移动，光屏上的光斑将变小，当光屏上出现最小最亮的光斑时，该点为凸透镜的焦点，测量焦点到凸透镜光心的距离即为凸透镜的焦距。

(2)[2][3][4]由图甲可知，凸透镜的焦距大于15cm，图乙中蜡烛和光屏之间的距离为45cm，小于4倍焦距，所以只移动凸透镜，在光屏上不可能出现实像；图乙中凸透镜到光屏的距离等于15cm，小于1倍焦距，所以只移动蜡烛，在光屏上不可能出现实像；图乙中凸透镜到蜡烛的距离等于30cm，大于1倍焦距小于二倍焦距，而凸透镜到光屏的距离较小，所以只移动光屏到适当位置，光屏上会出现倒立放大的实像，生活中的投影仪就是利用这一原理工作的。

(3)[5]图乙中此时成像在光屏后，相当于远视眼，所以在像在蜡烛和凸透镜之间放置一个焦距合适的凸透镜，也可以在光屏上看到清晰的像。

4．在探究凸透镜成像规律时，如图甲所示，将凸透镜A固定在光具座上35cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻度线处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，由凸透镜A成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示；接着保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图丙所示：
(1)请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断；凸透镜A的焦距是_____cm，凸透镜A的焦距_____（填“大于”“小于”或“等于”）凸透镜B的焦距；
(2)在图甲中，保持凸透镜位置不动，把蜡烛向右移动5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向_____（填“左”或“右”）移动一段距离，像将_____（填“变
大”“变小”或“不变”）；
(3)图丙所示的实验现象可以说明_____（填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像特点；若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若保持凸透镜和蜡烛的位置不动，应使光屏_____（填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能在光屏上再次看到烛焰清晰的像；
(4)当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，
将会在光屏上看到_____。

A ．烛焰像的下半部分
B ．烛焰像的上半部分
C ．烛焰完整的像，像的亮度变暗
D ．烛焰完整的像，像的亮度不变
【答案】10 小于 右 变大 幻灯机 靠近 C
【解析】
【分析】
（1）要解决此题，根据凸透镜成像的规律之一，物距等于二倍焦距成倒立等大实像；通过图象分析出该凸透镜的焦距；根据物距和凸透镜的焦距关系，求出两个凸透镜的焦距，比较焦距大小；
（2）凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
（3）当f <u <2f 时，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；远视眼镜即为凸透镜，凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上；
（4）凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗。

【详解】
(1)[1]由图乙知，当物距为20cm 时，像距也为20cm ，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等；由于
220cm f =
则
10cm f =
[2]由甲图可知，此时成倒立、缩小的实像，
35cm 5cm 30cm u =-=
物距在2u f >范围内，即
A 30cm 2f >
所以凸透镜A 的焦距范围为
A 15cm f <
由乙图可知，此时成倒立、放大的实像，
35cm 5cm 30cm u =-=
物距在2f u f <<范围内，即
B B 30cm 2f f <<
所以凸透镜B 的焦距范围为
B 15cm 30cm f <<
故凸透镜A 的焦距小于凸透镜B 的焦距。

(2)[3][4]在甲图中，保持凸透镜不动，原来蜡烛距离凸透镜30cm ，蜡烛右移5cm 后，物距
变为25cm，根据凸透镜成像特点，物距变小，像距变大，所以光屏应向右移动，像距比原来更大，则像将变大。

(3)[5]由图丙可知，此时成的是倒立、放大的实像，其应用是幻灯机。

[6]因凸透镜对光线有会聚作用，可使远视眼看物体时使来自近处的物体的光会聚在视网膜上；当用远视眼镜时，会将像向凸透镜靠近，故应将蜡烛靠近凸透镜。

(4)[7]如果用遮光板挡住透镜的上半部分，下半部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故选C。

5．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。

6．小莉同学用焦距为10 cm 的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。

(1)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的像，若保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜至______cm 处，光屏上能再次呈现清晰的像；
(2)实验中将凸透镜从图甲处逐渐远离蜡烛，物距u 随时间t 的变化图像如图乙所示，则如图丙所示的图像中，像距v 随时间t 的大致变化图像正确的是______；
(3)如图丁所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至16 cm 处，人眼能观察到蜡烛的像，像是图戊中的____ （选填“A ”“B ”“C ”或“D ”）。

【答案】40 C D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]如图甲所示时，物距小于像距，当2f u f <<，成倒立放大的实像，当2u f >，应用是照相机；而且此时15cm u =，像距30cm v =；若保持蜡烛和光屏位置不变，光屏上能再次呈现清晰的实像，根据折射现象中光路可逆，需要移动透镜至40cm 刻线处。

(2)[2]当物距大于焦距时凸透镜成的是实像；将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，当物体在一倍焦距到二倍焦距之间移动时，像距变化大于物距变化；当物体在二倍焦距以外移动时，像距变化小于物距变化。

即像距先减小得快，后减小得慢。

故图象为C 图。

(3)[3]凸透镜焦距为10cm ，使蜡烛位置不变，移动透镜至16cm 刻度线处，u =6cm ，小于焦
距，物距小于焦距成正立放大虚像，像是图戊中的D。

7．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。

8．如图所示，回顾“探究凸透镜成像的规律”实验，并解答下列问题。

（1）如图甲是小明利用让太阳光粗测焦距的情况，此时光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为________cm；
（2）小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镜放在标尺上50cm刻度处，把蜡烛放在20cm刻度处，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像。

生活中利用此时成像原理工作的仪器是___________（选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）；
（3）保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向右移动到35cm刻度处时，光屏向________（填“左”或“右”）移动会得到一个______________________像；
（4）若步骤（3）中未调节光屏的位置，则可以在凸透镜的左侧加一个__________（填“凸”或“凹”）透镜，才可能在光屏上得到清晰的像；
（5）若将蜡烛移到标尺上40cm和50cm之间的某一位置，此时应_________光屏，从凸透镜的_________侧（选填“左”或“右”）透过透镜去观察成像情况。

【答案】10 照相机右倒立放大的实凸取下右
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]平行于主光轴的光线经过凸透镜后，会会聚于焦点，从图甲可以看到，凸透镜所在的位置是10cm，会聚点在0cm，所以该凸透镜的焦距是10cm。

(2)[2]从图乙可以看到，物距大于两倍焦距，像距大于一倍焦距、小于两倍焦距，这是成倒立缩小的实像，生活中利用此时成像原理工作的仪器是照相机。

(3)[3][4]根据凸透镜的成像规律，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向右移动到35cm刻度处时，这时物距大于一倍焦距、小于两倍焦距，得到清晰的像是倒立放大的实像，而像距是大于两倍焦距的，这时光屏应该向右移动。

(4)[5]若步骤(3)中未调节光屏的位置，这时所成的像在光屏后方，则可以在凸透镜的左侧加一个凸透镜，使光线会聚程度大些，所成的像往前移，成在光屏上。

(5)[6][7]若将蜡烛移到标尺上40cm和50cm之间的某一位置，这时物距小于一倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，成正立放大的虚像，此时应取下光屏，从凸透镜的右侧透过透镜去观察成像情况。

9．小明“探究凸透镜成像规律的实验”。

(1)实验开始前，首先在光具座上依次安装好蜡烛(已点燃)、凸透镜和光屏并进行调节，使它们的中心在_____，这样调节的目的是______。

(2)下表是小明同学实验时记录的几组数据：根据表中数据，完成下列问题：
实验次数物距u/cm像距v/cm物高s/cm像高h/cm 1351452
230155 2.5
3202055
41530510
51260525
① 该凸透镜的焦距为________cm。

② 从表中的数据进一步分析可以看出,当物体从2倍焦距以外向焦点靠近的过程中，发现新的变化规律是(只写一种)_____。

(3)保持凸透镜的位置不变，当把点燃的蜡烛向透镜方向移动至图中位置时，来回调节光屏，光屏上不能接收到像，原因是____，保持蜡烛和透镜的位置不变，小明想看到烛焰的像，请你帮小明想出合理的办法。

_______________________
【答案】同一高度上使像成在光屏的中央 10 凸透镜成实像时，物距减小像距增大，
像也变大此时u＜f，所成的像为虚像，无法用光屏承接人眼在光屏一侧逆着折射光看即可
【解析】
【详解】
(1)[1][2]首先在光具座上依次安装好蜡烛(已点燃)、凸透镜和光屏并进行调节，使它们的中心在同一高度上；这样调节的目的是使像成在光屏的中央；
(2)[3]从表中数据可以知道，第三次实验时，物高等于像高，根据凸透镜的成像规律可知，这是成等大的实像，那么物距等于像距，大小都是等于2倍焦距，即
===
220cm
u v f
f=；
可求得焦距10cm
[4]从表中数据可以知道，当物体从2倍焦距以外向焦点靠近的过程中，即物距从35cm到变成12cm过程中，物距在减小而像距从14cm增大到60cm，即像距在增大，像高也从
2cm增大到25cm，即像也变大；
(3)[5]当把点燃的蜡烛向透镜方向移动至图中位置时，此时物距5cm
u=，来回调节光屏，光屏上不能接收到像，原因是物距小于一倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，所成的像为虚像，无法用光屏承接；
[6]根据凸透镜的成像规律可知，当u＜f时，成正立、放大的虚像，虚像在凸透镜的左侧，小明想看到烛焰的像，那么小明应该在光屏一侧逆着折射光看即可。

10．光明中学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、凸形状可改变的液体透镜，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像”，如图所示．
（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将_________（选填“偏离”或“偏向”）主光轴．如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度_________（选填“会改变”或“不改变”），在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是__________________
（2）在用液体透镜探究“凸透镜成像规律”时，蜡烛、光屏和液体透镜的位置如图乙所示，光屏上出现清晰的烛焰像，若透镜位置不动，将蜡烛移到光具座10cm刻度时，则烛焰经凸透镜所称的像是_________
A．放大、倒立的实像
B．放大、正立的虚像
C．缩小、倒立的实像
D．缩小、正立的实像
（3）为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”，物理兴趣小组人员做了如下实验：在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与__________________是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变的具体原因是________________________．
【答案】偏向会改变观察光的路径C液体种类凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图可知，玻璃容器的形状相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度会发生改变；在玻璃容器中充入蚊香烟雾，当光照到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径；
（2）由图知，物距小于像距，此时成倒立放大的实像，因此物距处于1倍和2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，物距u=40cm-25cm=15cm；像距v=70cm-40cm=30cm；由上分析得：30cm＞2f f＜15cm＜2f；解得：7.5cm＜f＜15cm；将蜡烛移到光具座的10cm刻度处时，物距u=40cm-10cm=30cm，处于2倍焦距之外，所以成倒立缩小的实像，所以C选项正确；
（3）在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与液体的种类是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变是因为凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关．。