人教版八年级上册物理 光的折射 透镜专题练习解析版.docx
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人教版八年级上册物理光的折射透镜专题练习解析版
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）
1．探究“凸透镜成像规律”实验时
（1）小明在光具座上放置点燃的蜡烛、凸透镜、光屏情况如图所示，此时应______。
（2）正确调整后，光屏的中央恰好出现清晰的蜡烛像，则所成的是______像（填全像的性质），生活中的______（放大镜
投影仪
照相机）就是利用此原理工作的。
（3）小明将蜡烛靠近凸透镜移动一段距离，移动光屏位置又出现清晰的蜡烛像，这个像的大小与原来像相比将______（变大
变小
不变）。
（4）保持凸透镜的位置不变，小明将蜡烛放在光具座
刻度位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都不能出现清晰的蜡烛像，这是因为______。
【答案】调节光屏的高度，使三者的中心大致在同一高度（或光屏向上调）倒立缩小的实照相机变大蜡烛在焦点以内，成正立放大的虚像（或蜡烛在焦点以内不能成实像；或物距小于焦距不能成实像）
【解析】
【分析】
【详解】
解：
（1）[1]蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心，所以此时应调节光屏的高度，使三者的中心大致在同一高度（或光屏向上调）。
（2）[2][3]把蜡烛放在距凸透镜
处，
，
，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用此原理工作的。
（3）[4]小明将蜡烛靠近凸透镜移动一段距离，物距减小，移动光屏位置又出现清晰的蜡烛像，这个像的大小与原来像相比将变大。
（4）[5]无论怎样移动光屏，光屏上都不能出现清晰的蜡烛像，这是因为可能是物距小于焦距，此时成虚像；可能是物距等于焦距，此时不成像；可能是物距略大于焦距，此时像距非常远。
2．探究凸透镜成像的规律：
（1）实验所用凸透镜的焦距为10cm。
某次实验情形如图甲所示，此时光屏上恰好得到烛焰清晰的像，则物距u=______cm，烛焰的像应为图乙中的______，生活中的______就是利用这一原理工作的。
（2）在图甲所示实验情形下，紧靠凸透镜加放另一透镜，发现光屏上的像变模糊。
保持蜡烛和凸透镜的位置不变，只将光屏向右移动又重新得到清晰的像，则所加的透镜为______。
【答案】30C照相机凹透镜
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图甲可知，凸透镜在50cm刻度处，蜡烛在20cm刻度处，则物距
u=50cm-20cm=30cm
[2][3]由图可知，物距大于像距，且光屏上成清晰的像，此时成的是倒立、缩小的实像，所以烛焰的像应该是图乙中的C，生活中照相机是利用这一原理工作的。
（4）[4]保持蜡烛和凸透镜的位置不变，只将光屏向右移动又重新得到清晰的像，即相对于没加透镜之前像距变大了，说明成像光线被扩散了，所以加的透镜为凹透镜。
3．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．50~65cmB．65~80cmC．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。
4．如图a所示小王用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镑的焦距为20cm；
（1）保持凸透镜和光屏的位置不变，要使光屏承接一个倒立清晰的实像，可将蜡烛向___________（选填“左”或“右”）移动一段距离；
（2）保持凸透镜位置不变，小王又将蜡烛移至光具座30cm刻度线处，发现无论怎样在光具座上移动光屏，都无法呈现清晰的像，原因是_________________________________；
（3）为进一步探究凸透镜成像特点，小李又将蜡烛移至光具座40cm刻度线处，移动光屏仍接不到像，如图b所示，MN为透镜L的主光轴，试通过光路作图确定蜡烛AB通过透镜L所成的像______________。
【答案】右物体处于一倍焦距处不成像
【解析】
【分析】
凸透镜成像的规律：
①u>2f时，2f>v>f，成倒立、缩小的实像；
②2f>u>f时，v>2f，成倒立、放大的实像；
③u=f时，不成像；
④u【详解】
（1）[1]保持凸透镜和光屏的位置不变，即像距为50cm，大于二倍焦距，要使光屏承接一个倒立清晰的实像，物距应为一倍到二倍焦距之间，所以应将蜡烛向右移动一段距离。
（2）[2]保持凸透镜位置不变，小王又将蜡烛移至光具座30cm刻度线处，此时物距等于焦距，即蜡烛位于焦点上，此时是不能成像的，所以发现无论怎样在光具座上移动光屏，都无法呈现清晰的像，即原因是：
物体处于一倍焦距处不成像。
（3）[3]为进一步探究凸透镜成像特点，小李又将蜡烛移至光具座40cm刻度线处，物距小于焦距，此时凸透镜成正立放大的虚像，像与物在凸透镜的同侧；依据凸透镜的特殊光线，作出蜡烛的顶点的光路图，即与光轴平行的光线，折射后，过焦点；过光心的光线传播方向不变，然后反射延长两条折射光线，交于一点，此点为蜡烛顶点的像，过此点向光轴作出垂线，垂线段为蜡烛的像，如图所示：
【点睛】
凸透镜成像规律是常考试的内容，应牢记凸透镜的成像规律，有些同学总是记不住，要下点功夫，可以结合成像光路图进行练习、记忆。
5．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小明同学实验时记录的几组数据：
实验次数
物距u/cm
像距v/cm
1
30
15
2
20
20
3
15
30
（1）依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在相同_______上；
（2）若图中光屏上成烛焰清晰的像，那么此像是______（选填“放大”或“缩小”）的；
（3）当光屏上得到一个倒立、缩小的像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大，应将蜡烛________透镜，并将光屏_______透镜（选填“靠近”或“远离”）；
（4）若第4次实验物距为5cm时，成像的特点是_____________________。
【答案】高度放大靠近远离正立、放大、虚像
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在相同高度上。
（2）[2]物体到凸透镜的距离是物距，像到凸透镜的距离是像距，如图，物距小于像距，成倒立、放大的实像。
（3）[3][4]光屏上得到一个倒立缩小的实像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应减小物距，增大像距，即应将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜移动。
（4）[5]由表格第2次数据
u＝v＝2f＝20cm
解得
f＝10cm
若第4次实验物距为5cm，则
u′＝5cm＜f
根据凸透镜成像特点所成像为：
正立、放大的虚像。
6．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm。
（1）如图甲，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是倒立_____的实像，生活中的_____（选填序号“A.照相机”、“B.投影仪”、“C.放大镜”）利用了该原理工作；
（2）如图乙，保持蜡烛位置不变，移动凸透镜至16cm刻度线处，移动光屏，_____（选填“能”或“不能”）在光屏上出现蜡烛的像，而人眼在图中A处应向_____（选填“左”或“右”）看才能观察到烛焰的像；
（3）如图丙，在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后，光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜的镜片是_____（选填“凸透镜”或“凹透镜”），可用于矫正_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。
【答案】放大；B；不能；左；凸透镜；远视眼。
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜成像规律实验探究步骤和实验结论，还有远视眼的矫正。
【详解】
（1）[1]由图甲可知，蜡烛与凸透镜的距离即物距u=15cm，而焦距f=10cm，那么2f=20cm，即此时f[2]照相机成的是倒立缩小的实像，投影仪成的是倒立放大的实像，放大镜成的是正立放大的虚像，故是投影仪利用了该原理；
（2）[3]凸透镜移至16cm处，则物距u´=6cm，那么u´[4]凸透镜成的虚像与物体在同一侧，所以在A处应向左看才能观察到烛焰的像；
（3）[5][6]在烛焰和凸透镜之间放入镜片前后，光屏的移动是由远及近，说明镜片对光有会聚作用，让成像的距离变近，所以放入的眼睛镜片就是凸透镜，用于矫正远视眼。
7．小林同学利用图示装置来研究凸透镜成像。
（1）实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度的目的是_______。
（2）如图a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；保持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，此时所成的像是倒立_______的实像。
（3）实验过程中蜡烛燃烧一段时间后，若仍使烛焰的像位于光屏中央，蜡烛和凸透镜不动，则光屏应_______（选填“向上”或“向下”）移动。
（4）在上述探究活动中，若一支蜡烛与光屏间的距离为L，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L0，如图b所示，则该透镜两倍焦距2f_______L（选填“>”“<”或“="），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=______（L0、L表示）。
【答案】使烛焰成的像在光屏的中央位置；缩小；向上；<；
。
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度的目的是使烛焰成的像在光屏的中央位置，便于观察；
（2）[2]凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，因为物距小于像距，成倒立、放大的实像，保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处，物距大于像距，成倒立、缩小的实像。
（3）[3]蜡烛燃烧变短时，所成的像移到了光屏中心的上方，为了使像成在光屏的中央，则光屏应向上移动。
（4）[4]当凸透镜位于光具座上A处时
，
所以
[5]当凸透镜位于光具座上A处，透镜到蜡烛的距离为L0，将凸透镜向右移到B处，透镜到蜡烛的距离为
，所以透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=
8．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
1
35
14
5
2
2
30
15
5
2.5
3
20
20
5
5
4
15
30
5
10
5
12
60
5
25
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
可求得焦距
；
[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
，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。
9．光明中学物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的液体透镜，并利用液体透镜探究“光的折射”和“透镜成像”，如图所示．
（1）在探究“凸透镜对光线的作用”时，首先在两个透明玻璃长方体容器中充入蚊香烟雾，然后将水注入橡皮膜，制成液体透镜，再将液体透镜放置在两个玻璃容器之间，如图甲所示，让光线沿图示方向射入玻璃容器，经透镜折射后折射光线将_________（选填“偏离”或“偏向”）主光轴．如果此时再用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度_________（选填“会改变”或“不改变”），在玻璃容器中充入蚊香烟雾的目的是__________________
（2）在用液体透镜探究“凸透镜成像规律”时，蜡烛、光屏和液体透镜的位置如图乙所示，光屏上出现清晰的烛焰像，若透镜位置不动，将蜡烛移到光具座10cm刻度时，则烛焰经凸透镜所称的像是_________
A．放大、倒立的实像
B．放大、正立的虚像
C．缩小、倒立的实像
D．缩小、正立的实像
（3）为了探究“影响液体透镜折光能力强弱的因素”，物理兴趣小组人员做了如下实验：
在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与__________________是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变的具体原因是________________________．
【答案】偏向会改变观察光的路径C液体种类凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关；
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图可知，玻璃容器的形状相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，经透镜折射后折射光线将向主光轴方向偏折；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关，用注射器向橡皮膜注水，改变液体透镜的凸起程度，则折射光线偏折的程度会发生改变；在玻璃容器中充入蚊香烟雾，当光照到烟雾时，烟雾颗粒对光的反射方向是不同的，会发生漫反射现象，所以我们从各角度可以看到光的路径；
（2）由图知，物距小于像距，此时成倒立放大的实像，因此物距处于1倍和2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，物距u=40cm-25cm=15cm；像距v=70cm-40cm=30cm；由上分析得：
30cm＞2ff＜15cm＜2f；解得：
7.5cm＜f＜15cm；将蜡烛移到光具座的10cm刻度处时，物距u=40cm-10cm=30cm，处于2倍焦距之外，所以成倒立缩小的实像，所以C选项正确；
（3）在图甲所示的装置中，保持液体透镜的凸起程度、即形状不变，先后在橡皮膜中注入酒精和煤油，观察光线经不同液体透镜折射后的偏折程度，此时，他们是在探究液体透镜折光能力与液体的种类是否有关，在此探究过程中保持液体透镜的凸起程度，即形状不变是因为凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关．
10．在探究“凸透镜成像规律”的实验中．
（1）如图甲，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=_____cm．
（2）如图乙，光屏上呈现清晰的像，此像的性质是_____的实像．若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至_____刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像．
（3）如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中_____处能观察到烛焰的像．
（4）如图丁，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像．则该眼镜是_____眼镜（近视/远视）．
【答案】10.0倒立、放大40cmB远视
【解析】
【详解】
（1）如图，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则该光斑是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离等于焦距，所以凸透镜的焦距f=20.00cm-10.00cm=10.00cm．
（2）如图乙，物距u=25.00cm-10.00cm=15.00cm，像距v=55.00cm-25.00cm=30.00cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以成倒立、放大的实像．根据折射光路是可逆的，若保持蜡烛和光屏位置不变，当物距u=30cm时，即移动透镜至40cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像．
（3）保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则物距u=16cm-10cm=6cm＜f，此时成正立放大的虚像，所以光屏上承接不到．通过凸透镜看到正立放大的虚像，所以像与蜡烛在透镜的同侧，人眼在图中B处能观察到烛焰的像．
（4）如图丁，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像．说明眼镜的作用是提前成像了，所以眼镜是会聚透镜，这种眼镜是远视眼镜．
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