上海三林中学北校物理光的折射 透镜中考真题汇编解析版.docx
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上海三林中学北校物理光的折射透镜中考真题汇编解析版
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）
1．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；
2．如图是“探究凸透镜成像规律”的装置示意图，其中凸透镜焦距为10cm。
（1）蜡烛和凸透镜置于图示位置，调节光屏位置，光屏上会出现清晰的________（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，据此规律可制成______；若用课本挡住了凸透镜的上半部分，光屏上蜡焰的像会________；
（2）保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜逐渐向____移动，光屏上能成清晰缩小的像。
（3）将蜡烛、凸透镜分别放在图中45cm、50cm的位置，蜡焰所成的像是______（选填“放大”或“缩小”）的像，这时眼睛应该在___________侧观察蜡焰的像。
【答案】放大投影仪变暗右放大凸透镜右侧
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]由图可知，此时的物距为15cm，物距与焦距的关系
2f>u>f
成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
[3]遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。
（2）[4]保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜逐渐向右移动，当物距等于原来的像距时，根据光的可逆性，光屏上能成清晰缩小的像。
（3）[5][6]将蜡烛、凸透镜分别放在图中45cm、50cm的位置，此时物距为5cm，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，像与物体在凸透镜的同一侧，眼睛应该在右侧透过凸透镜观察烛焰的像。
3．小明用如图所示的装置探究“凸透镜成像规律”：
（1）根据图甲可知该凸透镜的焦距是_____cm；
（2）实验前，小明调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在_____，目的是使烛焰的像成在光屏的中央；
（3）小明将蜡烛放到图乙所示的位置，光屏上得到了一个倒立的、_____的实像（选填“放大”或“缩小”），这一成像规律应用在_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）上；
（4）实验过程中蜡烛越烧越短，则光屏上烛焰的像将向_____移动，小明应把凸透镜向_____移动，就可以再次使烛焰的像成在光屏的中央。
（两空均选填“上”或“下）
【答案】10.0同一高度缩小照相机上下
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]一束平行光照到凸透镜上，在左边的光屏上得到最小最亮的点即为凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
（2）[2]在探究“凸透镜成像规律”实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
（3）[3][4]将蜡烛放到图乙所示的位置，蜡烛在两倍焦距以为，且物距大于像距，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，照相机是根据这一原理工作的。
（4）[5][6]实验过程中蜡烛越烧越短，此时像呈现在光屏的上半部分，为了使烛焰的像重新成在光屏的中央，应将凸透镜向下移动。
4．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。
5．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；
6．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图甲，平行光正对凸透照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是______的实像（选填“放大”或“缩小”），若保持烛和光屏位置不变，移动镜至______cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像；
（2）课后，小丽和小明又尝试，当他们相距2m，通过同一块焦距为15cm的凸透镜观看对方，小明好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，如图丙，则下列说法中不正确的是__________；
A．此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内
B．若图片中小丽将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像可能变大
C．小丽从透镜中看不到小明的像
D．小丽从透镜中看到小明倒立缩小的像
【答案】放大40D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图甲可知凸透镜的焦距为10.0cm，图乙中物距为15cm，在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，所以成一个倒立、放大的实像；
[2]若保持烛和光屏位置不变，根据光路的可逆性，将物距和像距互换，可以成一个倒立、缩小的实像，即将物距变为30cm，也就是要将凸透镜移到40cm刻度处。
（2）[3]A．小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像，所以小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内，故A正确，A不符合题意；
B．成虚像时，物距越大，所成的像越大，所以小丽将透镜水平向右移动一定距离，小明看到正立的像可能变大，故B正确，B不符合题意；
C．小丽和小明相距2m，小丽在凸透镜的一倍焦距以内，所以小明肯定在凸透镜的2倍焦距以外，成一个倒立、缩小的实像，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，而小丽的眼睛离凸透镜距离小于1倍焦距，所以，小丽的眼睛无法看到这个实像，故C正确，C不符合题意；
D．据C的分析，D错误，D符合题意。
故选D。
7．小莉同学用焦距为10cm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16cm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】40CD
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]如图甲所示时，物距小于像距，当
，成倒立放大的实像，当
，应用是照相机；而且此时
，像距
；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。
8．小明同学利用如图甲所示的实验装置，进行“探究凸透镜成像规律”的实验，小明将凸透镜放在光具座50cm刻度处，蜡烛放在光具座10cm刻度处。
点燃蜡烛进行实验，依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的蜡烛的像，记录的数据如下表。
（1）在1—6次实验中，所成的像都是倒立的实像，且随着像距的变大，所成的像______（填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）根据表格中的数据，小明也可得出：
凸透镜的焦距是______cm。
（3）如图乙所示，ab是光源S经平面镜反射后的反射光线，并经过凸透镜的焦点F，S'是光源S在平面镜中的像，请利用平面镜的成像特点确定光源S的位置，并完成反射光线ab的入射光线和经凸透镜后的折射光线
（________）
次数
1
2
3
4
5
6
物距（cm）
40
35
30
25
20
15
像距（cm）
13.5
14
15
16.7
20
30
【答案】变大10
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜成像规律，平面镜的光源作图及凸透镜三条特殊光线的作法。
【详解】
（1）[1]通过实验可知，当物距变小时，像距变大，成像会变大。
（2）[2]由第5次数据知，
u=v=20cm
即
u=2f=20cm
所以凸透镜的焦距
f=10cm
（3）[3]根据平面镜的成像规律，物与像的连线与镜面垂直，先经S＇作镜面的垂线，再由物和像与镜面距离相等，确定光源S的位置；由反射光线可以确定光在镜中的入射点，连接入射点与光源S，再在线上标出指向镜面的箭头，即为入射光线；反射光线ab经焦点后射向凸透镜，其折射光线平衡于主光轴。
如图。
【点睛】
光线的综合作图，需根据光的各个规律，逐一完成。
本题先根据平面成像规律完成平面镜作图，再根据凸透镜的三条特殊光线作出折射光线。
9．物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：
（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为_____cm。
（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的_____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。
保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向_____（选填“左”或“右”）移动一段距离，像_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一个同学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”）完整的像。
【答案】10照相机左变小有
【解析】
【详解】
（1）[1]平行光线经过凸透镜时，会会聚在焦点，从图甲可以看到，凸透镜的焦距是10cm；
（2）[2]从图乙可以看到，物距大于像距，根据凸透镜的成像规律可知，成倒立缩小的实像，生活中的照相机是利用这一原理制成的；
[3][4]根据凸透镜的动态成像规律可知，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向左移动一段距离，像是变小的；
（3）[5]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，但仍然有一部分的光通过凸透镜会聚成像，因此光屏上还是会有完整的像。
10．某小组同学用如图甲的装置“探究凸透镜成像特点”，他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙（用带箭头的线段表示物或像，A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置）
（1）他们将平行光正对凸透镜照射，在距离凸透镜15cm的光屏上出现了一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=_____cm。
（2）从图乙中可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、_____的实像。
生活中利用这个成像特点制成了_____（写出一个即可）。
（3）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15cm～30cm之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30cm以外处。
但是，当它们把蜡烛放在C位置时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是像距_____。
（4）为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法：
做法一：
保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这表明像距变_____了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，此透镜焦距_____15cm（选填“大于”“小于”或“等于”）。
做法二：
保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此实验联系实际，远视眼的晶状体焦距较_____（选填“大”或“小”），将近处物体的像成在视网膜_____方（选填“前”或“后”），故需配戴_____透镜矫正。
【答案】15放大投影仪/幻灯机太大/超出光具座长度范围小小于大后凸
【解析】
【分析】
（1）根据凸透镜焦距的定义和用平行光测焦距的方法得出凸透镜的焦距；
（2）当2f＞u＞f时，凸透镜成倒立放大的实像，应用是幻灯机或投影仪；
（3）成实像时，物距越小，像距越大，据此分析；
（4）要重新成像：
做法一：
更换焦距更小的凸透镜；
做法二：
增加一个凸透镜，增强对光的会聚能力。
【详解】
（1）当凸透镜将平行光汇聚为最小、最亮的光斑时，此处为焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以此凸透镜的焦距为15cm；
（2）从图乙中可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、放大的实像。
此时2f＞u＞f，凸透镜成倒立放大的实像，应用是幻灯机或投影仪；
（3）当蜡烛在C点时，物距接近于焦距，像距太大，光具座的长度，像不能成在光屏上，即原因是此时像距太大，超出了光具座的长度范围；
（4）保持蜡烛和透镜的位置不变，做法一：
更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，说明像距变小了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，焦距变小，则此透镜焦距小于15cm；
做法二：
保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像；
根据远视眼的成像特点知，远视眼的晶状体焦距较大，将近处物体的像成在视网膜后方，故需配戴凸透镜矫正，与此时的成像情况类似。
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