上海莘松中学物理光的折射 透镜(培优篇)(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．小兰利用如图所示的装置做实验研究凸透镜成像规律。

设u为烛焰至透镜的距离，v为光屏上得到最清晰的像时，光屏至透镜的距离。

小兰调整u，测量相对应的v，部分实验数据如下表所示。

根据表中数据可知u/cm6030201513…v/cm1215203045…(1)此凸透镜的焦距f=_________cm；(2)如果u=16cm，光屏上能得到烛焰的_________的像；（选填“放大”或“缩小”）(3)设想光具座足够长，u足够大，则v的值接近_________cm；（选填“0”、“5”或“10”）(4)若透镜的下半部以黑布遮住则看到烛焰的像会变_________；（选填“亮”或“暗”）(5)完成上述实验后小兰发现了一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜，如图所示。

如果有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是_________（选填“会聚”或“发散”）光束。

请说明你判断的理由_________（可画图辅助说明）。

【答案】10 放大 10 暗发散可将此玻璃砖看成两个玻璃凹透镜A、B的组合，如图所示。

平行光束通过两个凹透镜时，先后经历了两次发散过程，因而出射光是发散的【解析】【分析】【详解】(1)[1]由表格知，当u=20cm，v=20cm时，凸透镜成的是等大的实像，而2f=20cm所以凸透镜的焦距f=10cm(2)[2]u=16cm时，f<u<2f，所以此时所成的是放大的实像。

(3)[3]据凸透镜的成像特点，成实像时物距越远，则像距离越小。

而u足够大时，v会逐渐靠近焦点，但不会越过焦点，所以v的值接近10cm。

(4)[4]若透镜的下半部以黑布遮住，则看到的像会暗，因为黑布遮住了部分射入透镜的光线。

(5)[5][6]因为平行玻璃砖中间是空的，则此玻璃砖相当于两个凹透镜的组合（具体见下图），平行光束通过两个凹透镜时，先后经历了两次发散过程，因而出射光是发散的。

3．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。

4．如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛在光屏上成倒立、等大的像，则凸透镜的焦距为____ cm。

实验时，老师把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了；接着，她可将蜡烛 _____（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，在光屏上又看到烛焰清晰的像，老师的视力缺陷是_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。

【答案】10.0 远离近视眼【解析】【分析】【详解】[1]由图示可知物距为20.0cm，且此时所成的是倒立、等大的实像，那么2f=20cm，所以凸透镜的焦距f=10.0cm。

[2][3]实验时把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，是因为此蜡烛发出的光被发散了，所成的像应在光屏的位置之后，所以光屏上的像变模糊了，那么光屏的位置应远离凸透镜。

而老师的眼镜是近视眼镜。

若放在蜡烛和凸透镜之间的远视镜，那么蜡烛的光线被会聚了，则它的像在光屏尚未移动时，不会出现在光屏上。

5．小华利用如图所示装置来研究凸透镜成像的规律。

(1)如图甲可知该凸透镜的焦距为_____cm；(2)如图乙所示，光屏上能呈现清晰的像，此像的性质是倒立、_____的实像，其实际应用是_____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；(3)保持蜡烛在10cm刻度处和光屏在55cm刻度处不动，若想再次在光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜移到_____刻度处；(4)实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分，则蜡烛的像_____（选填“完整”、或“不完整”）；(5)老师摘下自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像不清晰了，他向后移动光屏再次找到了清晰的像，请问老师的眼镜是_____（选填“凸透镜”或“凹透镜”），老师是_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。

【答案】10.0 放大投影仪 40cm 完整凹透镜近视眼【解析】【分析】【详解】(1)[1]平行于主光轴的光经凸透镜折射后会在光屏上形成最小最亮的点，即凸透镜的焦点，由图甲可知该凸透镜的焦距f=-=60.0cm50.0cm10.0cm(2)[2][3]由图乙可知，物距小于像距，光屏上能呈现清晰的像，所以成的是倒立、放大的实像，生活中投影仪是利用这一原理工作的。

(3)[4]根据折射时光路是可逆的，保持蜡烛和光屏的位置不变，此时物距应处于一倍焦距和两倍焦距之间，u=-=25.0cm10.0cm15.0cm像距大于二倍焦距v=-=55.0cm25.0cm30.0cm凸透镜成倒立、放大的实像，将凸透镜移到物距等于像距等于30cm，即40cm刻度线处。

(4)[5]实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分，挡住了部分折射光线，会使像变暗，但是蜡烛的像依然完整。

(5)[6][7]向后移动光屏再次找到了清晰的像，说明像距变大了，物距没变，则只能是光发散了，所以老师的眼镜是凹透镜，可以使近视眼的老师能够看清楚远处的物体。

6．小方在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上 50cm 刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。

（1）如图所示位置，此时蜡烛在光屏上成倒立、_____（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。

（2）小方将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间的适当位置，此时应将蜡烛向_________（选填“左”或“右”）移动，光屏上才能再次承接到清晰的像。

（3）取走镜片，小方将蜡烛放到光具座上 20cm 处然后向左移动一段距离后，应将光屏移至______（选填序号）范围内才能承接到清晰的像，此时成的像和蜡烛在光具座上 20cm 处成的像相比是_________（选填“变大”、“变小”或“等大”）的。

A．50~65cm B．65~80cm C．80~95cm（4）小方想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律，她取两只相同的蜡烛是为了比较像与物的_______关系；光具座上的刻度可以方便比较像与物到玻璃板的____________关系。

【答案】等大右 B 变小大小距离【解析】【分析】【详解】(1)[1]如图知，物距u=30cm，像距v=30cm，物距等于像距，所以蜡烛在光屏上成的像为倒立、等大的实像。

(2)[2]将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置，对光线能够起到提前会聚的作用，此时应将光屏向左移动，才能再次承接到清晰的像。

(3)[3][4]取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，此时物距大于2倍焦距，像距应在2倍焦距与1倍焦距之间，凸透镜在50cm处，应将光屏移至65～80cm 范围内才能承接到清晰的像，且此时成的像和蜡烛在光具座上 20cm 处成的像相比变小了。

(4)[5]两只蜡烛大小相同，后面蜡烛又能与前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，所以用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。

[6]光具座上的刻度可以测出两支蜡烛到玻璃板的距离，方便得出像和物体到玻璃板的距离关系。

7．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。