人教版八年级上册物理 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．小明同学做“探究凸透镜成像规律”的实验，他根据收集的数据作出如图甲所示的图像：

(1)由图像可知，小明同学使用的凸透镜的焦距为___________cm。

(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时，小明应该如何观察烛焰的像？

_________________________。

(3)实验过程中，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，调皮的明明把近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，如图乙所示，小明发现光屏上烛焰的像变模糊了，此时他应该把光屏向_______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动，才能得到清晰的烛焰的像。

故答【答案】：(1)10;(2)在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像;(3)远离

【解析】(1)由图象可知，u=v=2f=20cm，所以凸透镜的焦距是10cm；(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时，有图可知此时u=5cm 物体处于1倍焦距以内，故此时应该在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察，能看到一个正立、放大的虚像；

(3)近视眼镜是凹透镜，由于凹透镜对光线有发散作用，所以当小明把自己的近视眼镜靠近凸透镜时，像会聚在光屏的后方，这样像距会增大，因此在光屏上要得到清晰的像，应把光屏向远离透镜的方向移动。

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．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑（未画出）。

(1)凸透镜的焦距是______cm；

(2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、______的实像。若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，则将光屏移动到______cm刻度线处，可以再次看到清晰的像；

(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向______（左/右）移动才能再次看到清晰的像，若放上镜片后，保持光屏的位置不动，将凸透镜换成一个焦距更

______（选填“大”或“小”）的凸透镜，也能够在光屏上看到清晰的像；

(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖

部”变模糊，则将光屏向______（左/右）移动，“烛焰尖部”又会变清晰。

【答案】10.0 放大 75 右小左

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点；则由图知，该凸透镜的焦距为

f=60.0cm-50.0cm=10.0cm

(2)[2]当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，物距为

50.0cm-35.0cm=15.0cm

物距大于1倍焦距而小于2倍焦距，所以此时凸透镜能成倒立、放大的实像。

[3]若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，物距为

55.0cm-35.0cm=20.0cm=2f

物距等于2倍焦距，所以此时凸透镜能成倒立、等大的实像，像距也等于2倍焦距，故将光屏移动到75cm刻度线处，可以再次看到清晰的像。

(3)[4][5]图乙中光屏上恰好成一清晰的像，在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片后，因近视眼镜的镜片为凹透镜，对光线起发散作用，将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。若放上镜片后，保持光屏的位置不动，将凸透镜换成一个焦距更小的凸透镜，也能够在光屏上看到清晰的像。

(4)[6]在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，A点气体流速变大，则A点处气体压强变小，烛焰将向左移动，物距增大，像距应减小，所以应将光屏向左移动，“烛焰尖部”又会变清晰。

4．小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：

(1)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，光屏上会得到一个清晰的倒立、______的实像，如果在凸透镜前放一个近视镜，小丽需要向______（填“左”或“右”）移动光屏才能看到烛焰清晰的像；

(2)如图乙所示，一条平行于凹透镜主光轴的光线，经凹透镜和凸透镜折射后恰好经过A 点，请在图中画出经过两透镜后的折射光线______。（F为凹透镜的虚焦点）

【答案】等大右

【解析】

【分析】

(1)根据物体在凸透镜的二倍焦距处的成像性质进行判断；正常的眼睛可以将光线会聚在视网膜上。近视眼会将物体的像呈在视网膜之前，应该佩戴凹透镜进行矫正。远视眼会将物体的像呈在视网膜之后，应该佩戴凸透镜进行矫正；

(2)根据凹透镜对光线有发散作用作图。

【详解】

(1)[1]由题意和图甲可知，凸透镜的焦距是15cm，物距

=-==

50cm20cm30cm2

u f

同理像距等于2f，由凸透镜成像规律可知，此时光屏上会得到一个倒立、等大的实像。

[2]在蜡烛和透镜之间放上一个近视镜，近视眼镜（凹透镜）对光线有发散作用，使光线延迟会聚，为了使光屏上还能出现清晰的像，则光屏需要适当向右移动。

(2)[3]平行于主光轴的光线，经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过焦点，由题意可知该光线经凸透镜折射后恰好经过A点，据此完成光路图，如图所示：

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．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。

8．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。

9．如图所示，将透明的薄壁(厚度可忽略不计)方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象．

（1）如图水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B

θ选填“大于”“等处，这是由于光在水面处发生了光的______现象，此时入射角______角(

于”或“小于”)；

（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量______，若BC间距离为2cm，则水

cm选填“>”“=”或“<”)；

面高度的变化量h△______2(

（3）如图所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是______，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______(选填“①”②”或“③”)内．

【答案】折射小于增加>平行于DE②

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]水槽中未加水水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点；当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角Q；

（2）[3]入射角和折射角都不变，所以要使B处的光点移到C处，则应使水槽中的水量增加；

[4]若BC间距离为2cm，因为两次的折射光线是平行的，光斑移动的竖直高度小于水面上升的高度，故水面高度的变化量大于2cm；

（3）[5]光从空气中进入水中，再从水中射出到空气中，发生折射时，折射角一次减小，一次增大，最终的入射光线与折射光线是平行的，即激光笔照射的方向应满足的条件是：平行于DE；

[6]且因为第一次折射进入水中时，折射角小于入射角，则激光笔应该与激光笔照射在水槽底部的位置必须在区②内．

【点睛】

重点是根据光的折射定律的应用，关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角，反之折射角大于入射角，可根据光路可逆的特征进行记忆．

10．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

===

u v f

220cm

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。