南京市南京市雨花台中学物理光的折射 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．学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样．

（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想；

猜想1：与小孔到光屏的距离有关；

猜想2：与小孔的形状有关：

猜想3：与小孔的大小有关：

①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是________的.

②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度．他们实验中存在的问题是________.

③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表：圆孔的直径/mm小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0

像的清晰度清晰清晰清晰清晰清晰清晰

像的明亮程度……逐渐变亮

实验现象表明：在小孔成像清晰时，________.

（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图丙所示：

①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像．在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是________.

②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c 两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________（选填“大”或“小”)

③若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度________，像的大小________.

【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大，亮度越亮 C 小更暗不变

【解析】

【分析】

【详解】

（1）①根据题意知道，当光屏从焦点处远离透镜过程中，出现光斑越大越暗的现象，则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关，故可判断猜想1是正确的；

②要探究像的亮度与小孔的形状的关系，则需要控制孔的大小不变，只改变形状，而图乙中既改变了孔的形状，也改变孔的大小，所以此过程中存在的问题是：没有控制小孔的大小相等；

③分析表格的实验数据知道：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮．

（2）①光屏上原本三个像，在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像，说明该经过透镜组折射后把三个像重叠在一起，那么三棱镜组合相当于凸透镜的作用，所以C选项中的组合合理；

②根据凸透镜对光线的作用，平行于主光轴，越靠近光心的光线经折射后汇聚于凸透镜的焦点其偏折程度小，所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小．③若只用a孔替代凸透镜，平行于主光轴的光线经透镜折射后在光屏上成像，但要损失一部分能力，所以在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度变暗，但大小不变；

2．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。

3．探究“凸透镜成像规律”实验时

(1)小明在光具座上放置点燃的蜡烛、凸透镜、光屏情况如图所示，此时应______。

(2)正确调整后，光屏的中央恰好出现清晰的蜡烛像，则所成的是______像（填全像的性质），生活中的______（放大镜/投影仪/照相机）就是利用此原理工作的。

(3)小明将蜡烛靠近凸透镜移动一段距离，移动光屏位置又出现清晰的蜡烛像，这个像的大小与原来像相比将______（变大/变小/不变）。

(4)保持凸透镜的位置不变，小明将蜡烛放在光具座45cm 刻度位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都不能出现清晰的蜡烛像，这是因为______。

【答案】调节光屏的高度，使三者的中心大致在同一高度（或光屏向上调） 倒立缩小的实 照相机 变大 蜡烛在焦点以内，成正立放大的虚像（或蜡烛在焦点以内不能成实像；或物距小于焦距不能成实像）

【解析】

【分析】

【详解】

解：(1)[1]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，所以此时应 调节光屏的高度，使三者的中心大致在同一高度（或光屏向上调）。

(2)[2][3]把蜡烛放在距凸透镜15cm 处，35u cm =，20v cm =，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用此原理工作的。

(3)[4]小明将蜡烛靠近凸透镜移动一段距离，物距减小，移动光屏位置又出现清晰的蜡烛像，这个像的大小与原来像相比将变大。

(4)[5]无论怎样移动光屏，光屏上都不能出现清晰的蜡烛像，这是因为可能是物距小于焦距，此时成虚像；可能是物距等于焦距，此时不成像；可能是物距略大于焦距，此时像距非常远。

4．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：