最新八年级光的折射 透镜单元测试卷(含答案解析)

一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）

1．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验

(1)实验前，组装并调整实验器材，使烛焰中心和光屏中心位于凸透镜的______上。

(2)在图示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这个像的成像原理与___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同。此时不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上________(选填“有”或“没有”)小泥点的像或影子。当蜡烛燃烧一段时间后会变短，烛焰的像会往_______偏离光屏中心。

(3)若将蜡烛向左移动少许，光屏上的像变模糊。若要再次在光屏上得到清晰的像，可采用下列方法：

①若移动光屏，则应将光屏向___________移动，此时像的大小比原来的像要________些。

②若不移动光屏，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的_______________（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。

(4)若小明保持蜡烛和光屏的位置不动，移动凸透镜到________cm刻度线处，光屏上能再次成清晰的像，像的大小较之原来_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】主光轴投影仪没有上左小近视眼镜65变小

【解析】

【分析】

(1)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，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，像才能呈在光屏的中心。

(2)凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像，应用于投影仪或幻灯机；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；实验一段时间后，蜡烛变短了，根据过光心不改变方向，判断透镜的移动方向。

(3)①根据凸透镜成实像时，物远（物距变大）像近（像距变小）像变小。

②凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散的作用。

(4)光的折射中光路是可逆的，据此进行分析。

【详解】

(1)[1]探究凸透镜成像规律时，调整蜡烛烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，这样烛焰、光屏和光屏的中心在同一高度，像才能呈在光屏的中心。

(2)[2]由图可知，物距小于像距，成倒立、放大的实像，日常生活中投影仪就是利用这一原理制成的。

[3]凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上溅了一个小泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗，所以不会出现泥点的影子。

[4]蜡烛变短了，根据过光心不改变方向可知，光屏上的像会向上移动。

(3)[5][6]①根据凸透镜成实像时，物远(物距变大)像近(像距变小)像变小，若采用移动光屏的方法，则应将光屏靠近凸透镜即左移，此时像的大小比原来的像要小些。

[7]②若不移动光屏，根据凹透镜对光线有发散作用，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜（近视眼镜），延迟了对光线会聚，也可再次在光屏上得到清晰的像。

(4)[8]根据折射中光路可逆可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当物距为35cm时，即凸透镜移动至65cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像。

[9]移动凸透镜后，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故像的大小较之原来变小。2．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）如图1，让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在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）如图2，要使像成在光屏的中央，应将光屏向____________调整（选填“上”或“下”）。

（3）当烛焰距离凸透镜12cm处时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的像，生活中的________就是利用这个原理制成的。

（4）当烛焰逐渐远离凸透镜时，烛焰所成的实像将____________ （选填“变大”或“变小”）。

（5）蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图，此时光屏上得到了一个清晰的像，这个像是倒立、______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。

（6）随着实验的进行，蜡烛在逐渐变短，出现了如图甲所示现象，为了把像调整到光屏中央，应选_______。

A．将蜡烛向下移动B．将凸透镜向下移动C．将光屏向下移动

（7）在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前（如图乙），要使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛向____________ （左/右）移。

（8）如图，蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向左移动，光屏移动距离为s′______s（填“>”“=”或“<”）。

【答案】10.0下投影仪变小放大 B 左 >

【解析】

【详解】

(1)[1]移动光屏，直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑，凸透镜所在的位置是50.0cm，光屏所在的位置是60.0cm，那么凸透镜的焦距是

f==

60.0cm-50.0cm10.0cm

(2)[2]从图2可以看到，光屏的位置过高，要使像成在光屏的中央，应将光屏向下调整；

(3)[3]当烛焰距离凸透镜12cm处时，物距大于一倍焦距，小于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，移动光屏，这时会成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用这个原理制成的；

(4)[4]根据凸透镜的动态成像规律可知，当烛焰逐渐远离凸透镜时，烛焰所成的实像将变小；

(5)[5]从图中可以看到，物距等于15cm，物距大于一倍焦距小于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，这个像是倒立、放大的实像；

(6)[6]从图甲可以看到，像的位置偏上了，为了把像调整到光屏中央，应选将凸透镜向下移动，这样像会下移，重新在光屏中央，故选B；

(7)[7]近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，那么所成的清晰像会往右移动，要使光屏上再次成清晰的像，根据凸透镜的动态成像规律可知，要使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛向左移；

(8)[8]当物距等于2f，此时像距也是2f，物像之距最小，当蜡烛由A处向左移动距离s到C 时，由于物体向2f处靠近，物像之距在减小，那么物体移动的距离s小于像移动的距离s′。

3．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；

4．在探究“凸透镜成像规律”的实验中.

(1)如图甲, 平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距

f=_____cm.

(2)如图乙，光屏上呈现清晰的像素，此像的性质是_____的实像.若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至_____刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像.

(3)如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中____处能观察到烛焰的像.

(4)如图丁，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是_____眼镜（近视/远视）.

【答案】10.0 倒立放大 40 B 近视

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由图甲结合凸透镜焦点的定义可知，焦点到凸透镜的距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm，即凸透镜的焦距为f=10.0cm；

（2）由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，u=15cm，2f＞u＞f，由成像规律知，凸透镜成倒立放大的实像，此时v=55cm-25cm=30cm，根据折射中光路可逆可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当u=30cm时，即凸透镜移动至40cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像；

（3）保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，此时u=16cm-10cm=6cm，u＜f

时，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察；

（4）将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，，说明延后成像了，即像距增大了，说明此透镜对光线有发散作用，故放置的是凹透镜，这种眼镜是用来矫正近视眼的．

5．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。

6．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。

7．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；

8．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。

9．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 。

10．如图，在“探究凸透镜成像规律的实验”中：

(1)如图甲所示，是小明确定焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为_________cm（不要求估读），当烛焰距凸透镜15cm时，能成倒立、__________的实像，当烛焰向左（远离透镜）移动后，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”）；

(2)实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像如图乙，要使像能够在光屏的中央，应将凸透镜向_________（选填“上”或“下”）调整；

(3)在上一步实验调整好像的位置后，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，可将光屏适当__________（选填“左”或“右”）移。

【答案】11 放大左变小下右

【解析】

【分析】

(1)①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心的距离是凸透镜的焦距；

②根据凸透镜成像的三种情况和应用：

u>2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机；

2f>u>f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；

u

③凸透镜成实像时，物距增大，像距减小；

(2)凸透镜成的实像是倒立的，像与物体的变化方向恰好相反；

(3)近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，能使会聚的光线推迟会聚。

【详解】

(1)[1]使平行光线通过凸透镜，并移动光屏，直到白纸上的光斑最小，这个光斑是凸透镜的焦点，凸透镜到焦点的距离为：

41.0cm?30.0cm=11.0cm，

则凸透镜的焦距为11.0cm；

[2]把蜡烛放在距凸透镜15cm处，2f>u>f，成倒立、放大的实像；

[3][4]当烛焰向左（远离透镜）移动后，物距在不断增大，由凸透镜成实像的规律可知：物距增大，像距减小，像变小；则应将光屏向左移动，才能在光屏上再次成清晰的像；

(2)[5]蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏；或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜；

(3)[6]近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，能使原来会聚的光线推迟会聚（即此时清晰的像在光屏的右侧），要在光屏上得到清晰的像，则可将光屏适当右移。