郑州外国语中学物理光的折射 透镜单元培优测试卷

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．在学完凸透镜成像规律后，小滨选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究．（1）为了测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，调节光屏位置直到光屏上得到一个_____的光斑，测得凸透镜的焦距是10cm．（2）为了使像能成在光屏的中央，应先调节好蜡烛和光屏的高度，使它们的中心跟凸透镜的中心大致在_____．（3）当把点燃的蜡烛和光屏移至图甲所示位置，光屏上_____（选填“能”或“不能”）成像．若把点燃的蜡烛向右移至光具座的35cm刻度时，向_____（选填“左”或“右”）移动光屏会得到一个倒立、_____的实像；_____就是利用这一成像规律工作的．此时，风一吹，烛焰向左偏，则光屏上成的像向_____偏．（4）细心的小滨发现实验时间一长，光屛上的像会向上移动，为了使像呈在光屏的中央，应将光屏向_____移动．（5）小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况，当人眼看清眼前30cm处的物体时，凸透镜的位置、形状如图乙所示．如果将物体移至眼前50cm处，保持透镜（晶状体）、光屏（视网膜）之间距离不变，则应该换上更_____（选填“薄”或“厚”）的凸透镜（凸透镜直径大小相同），才能在光屏上得到清晰的像．【答案】最小、最亮同一高度能右放大投影仪（幻灯机等）右上薄【解析】【分析】（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，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距；（2）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度；（3）凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大虚像．应用是放大镜；物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距；物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距；物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距；根据“物近像远像变大，物远像近像变小”判断光屏移动的方向并判断像大小的变化，凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，投影仪等依据的是这一原理；凸透镜成像不仅左右相反、而且要上下相反；（4）凸透镜成的实像是倒立的，但过光心的光线传播方向不变，像与物体的变化方向恰好相反；（5）薄凸透镜的焦距大于厚凸透镜的焦距，然后根据凸透镜的成像规律进行分析解答．【详解】（1）让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点；（2）为使像能成在光屏的中央，应调整凸透镜、光屏和烛焰，使三者的中心大致在同一高度处；（3）当把点燃的蜡烛和光屏移至图甲所示位置，此时u=v=2f，光屏上得到倒立、等大的实像；由“物近像远像变大”可知，当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的35cm刻度时，此时物距u=50cm﹣35cm=15cm，则f＜u＜2f，应向右移动光屏，会得到一个倒立、放大的实像，投影仪、幻灯机等就是利用这一成像规律工作的；由“凸透镜成像左右相反”可知，烛焰向左偏，则光屏上成的像向右偏；（4）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；（5）由题意可知，物体远离凸透镜即物距变大时，像距不变，说明凸透镜的焦距变大，而薄凸透镜的焦距大于厚凸透镜的焦距，故更换的应是薄凸透镜．3．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 ~60cmB ．60cm ~70cmC ．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。

4．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。

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55.0cm25.0cm30.0cmv=-=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．小徐同学用焦距f为10厘米的凸透镜、高度为3厘米的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。

实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h 分别记录在表中：(1)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、像高h随物距u的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成实像时，物距u变小，____________；(2)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、物距u的大小及发光体高度和像高h情况，可得出的初步结论是：①同一凸透镜成缩小的实像时，________________；②同一凸透镜成放大的实像时，________________；(3)分析比较实验序号1~6数据中像距v与物距u的比值及像高h与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，___________；(4)根据表中信息，可以提出了一个猜想：“当物距u等于某一值时，可能会成等大的实像”。