苏州北外附属苏州湾外国语学校物理光的折射 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．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．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；3．小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。

(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，目的：______；(2)如图所示，光屏上呈现一个清晰的像保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，要再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向______移动，像的大小将变______；(3)小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。

请你设计一种简单的方法验证小亮的观点______。

【答案】确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央左变小将蜡烛换成字母“F”的LED灯【解析】【分析】【详解】(1)[1]三心同高的目的是确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央。

(2)[2][3]物远像近像变小，所以光屏左移，像变小。

(3)[4]将蜡烛换成字母“F”的LED灯，光屏上可以呈现上下左右都相反的像，即可证明。

4．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，器材安装合理，实验操作规范。

在图示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像。

（1）这个像是倒立、_____的实像（选填“放大”或“缩小”），它的成像原理与_____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同。

（2）若保持蜡烛位置不变，将凸透镜向右移动 5cm，则为了能在光屏上再成清晰的像，应将光屏向右移动_____（选填“小于、等于”或“大于”）5cm，此时像的大小比刚才的像要_____一些（选填“大”或“小”）。

（3）小明为了研究近视眼的成因，在凸透镜左侧附近放置一近视眼镜（图中未画出），这时需要将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像。

【答案】缩小照相机小于小右【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由图可知，成像时，像距小于物距，所以成一个倒立、缩小的实像；照相机就是利用这个原理制成的。

(2)[3][4]将凸透镜向右移动5cm，物距变大，导致像变小，像距也变小，所以光屏向右移动的距离小于5cm。

(3)[5]近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，所以戴上近视眼镜能使像向后移动，所以要想成清晰的像，就要让光屏向右移动。

5．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜焦距为10cm。

蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。

(1)点燃蜡烛后，在调整过程中，应调整光屏、凸透镜或烛焰，使三者的中心大致在_________上；(2)当调节到如图所示的位置时，光屏上出现最清晰的倒立、_________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的烛焰的实像；生活中我们使用的_________就是利用了该原理（选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）；(3)小明将自己的一个近视眼镜片放在图中烛焰和透镜之间，光屏上的像变模糊了，此时应将光屏向_________（选填“左”或“右”）移动，光屏上再次呈现清晰的像；(4)随着蜡烛燃烧变短，可将凸透镜向____（选填“上”或“下”）移动，以便使像仍成在光屏中央；(5)若遮住凸透镜的下半部分，则烛焰在光屏上的成像情况是_________（选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”）。

【答案】同一高度缩小照相机右下完整的像【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了取得更好的实验效果，像最好成在光屏的中心，只有透镜、光屏、烛焰中心在同一高度上，才能整个实验过程中像能成在光屏中心。

(2)[2] [3]观察图像可知，成像时，物距大于二倍焦距，此时成倒立的缩小的像。

照相机就是利用这种成像情况工作的。

(3)[4]凹透镜对光起发散作用，此时像的位置远离凸透镜了，因此，为了让像成在光屏上，必须将光屏远离凸透镜，即向右移动。

(4)[5]蜡烛燃烧变短的过程中，它发出的通过凸透镜中心的光线在光屏上的落点就会向上移动，因此，要想像依然成在光屏的中间，需要将透镜向下移动。

(5)[6]将透镜遮住一半，只是减小了通过透镜的光的强度，像变得模糊一些。

但烛焰发出的光通过透镜其他部分依然能在光屏上成完整的像。

6．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某小组同学利用焦距为10厘米的凸透镜、高为3厘米的发光体，光屏和光具座进行实验，将测得的物距u 、像距v 以及所成像的高L 像分别记录在下表中．在验证得到凸透镜成像的初步规律后，为了进一步研究，他们进行适量的运算，将结果分别记录在下表的后两列中．实验序号物距u （厘米） 像高L 像（厘米） 像距与物距之比（厘米） 像距与物距之比（/v u ） 物距与像距之和（/u v ）（厘米） 160.0 12.0 0.60 0.20 72.0 250.0 12.5 0.75 0.25 62.5 330.0 15.0 1.50 0.50 45.0 418.0 22.5 3.75 1.25 40.5 516.0 26.7 5.00 1.67 42.7 6 14.0 35.0 7.50 2.50 49.0①根据实验需要16-的数据，分析比较像距v 随物距u 的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，__________②根据实验序号16-的数据，分析比较像高L 像与/v u 的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，__________③该小组同学继续利用表中的数据及相关条件，分析、归纳得出结论（a ）根据实验序号13-的数据，分析比较物距变化量u ∆与相距变化量v ∆的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：__________（b ）根据实验序号16-的数据，分析比较物距u 变化时，L 像、u v +的变化情况，可得出得初步结论是：__________．【答案】像距随着物距的减小而增大 同一发光体的像高L 像和/v u 成正比 同一发光体经同一凸透镜折射后，当u v ∆>∆时，成缩小的实像 当像高小于物高时，u v +随着u 的减小而减小；当像高大于物高时，u v +随着u 的减小而增大【解析】【分析】【详解】①[1]同一凸透镜，焦距保持不变，观察比较实验序号1至6，可得物距逐渐减小而像距逐渐增大．②[2]同一凸透镜，焦距保持不变，观察比较实验序号1至6，可得像高L 像和v u的比值恒定为3．③（a ）[3]实验2序号与1序号相比，10.0u cm ∆=，0.5v cm ∆=，实验3序号与2序号相比，20.0u cm ∆=， 2.5v cm ∆=，像高均小于物高．（b ）[4]观察实验序号1至3可得，像高L 像小于物高，当物距减小时，u v +也逐渐减小；观察实验序号4至6可得，像高L 像大于物高，当物距减小时，u v +反而逐渐增大．【点睛】此题是探究凸透镜成像的规律，考查了凸透镜成像的规律的归纳与总结．凸透镜动态成像规律：凸透镜成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小．、逐一分析实验数据，在分析表格中数据时，要注意分析物距的变化、像距的变化及成像特点的变化，同时要注意像距与物距与焦距之间的关系．7．利用下图的实验装置探究“凸透镜成像的规律”。