最新八年级物理上册光的折射 透镜专题练习解析版.docx
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最新八年级物理上册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.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。
2.如图所示,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,一束平行光通过凸透镜在光屏上形成一个最小最亮的光点。
若用此凸透镜探究凸透镜成像规律,在乙图的基础上将蜡烛移至20cm刻度线处,则应将光屏______(选填“远离”或“靠近”)凸透镜,再次在光屏成倒立、______(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(2)在乙图的基础上,保持蜡烛、凸透镜位置不动,在蜡烛和凸透镜之间放置______(选填“远视镜"或“近视镜”),将光屏远离后,会再次在光屏成清晰的像;
(3)如果将凸透镜换成平面镜,保持蜡烛与平面镜的距离不动,移动光屏到合适位置,______(选填“能”或“不能")在光屏成清晰的像。
【答案】靠近缩小近视镜不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]由图甲知,实验所用的凸透镜的焦距f=10cm。
而乙图中,蜡烛与透镜的距离小于二倍焦距大于一倍焦距,此时的像距大于物距,当蜡烛移到20cm刻度线处,此时的物距大于二倍焦距,比第一次的物距大,则像距比第一次的小,所以应将光屏靠近凸透镜,且所成的像是缩小倒立实像。
(2)[3]若保持图乙的蜡烛和凸透镜的位置不变,想将光屏远离后能再次承接到清晰的像,须让光线先发散,故在蜡烛和凸透镜之间放置凹透镜,即近视镜。
(3)[4]若将凸透镜换成平面镜,保持蜡烛与平面镜的距离不变,无论怎么移动光屏都得不到像,因为平面镜成的是虚像,光屏上无法承接。
3.如图所示,小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中,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、光屏的中心大致在同一高度。
(F和F’为凸透镜的焦点,P和P’到凸透镜的距离为二倍焦距。
)
(1)保证蜡烛、凸透镜的位置不变,应将光屏向________(选填“左”或“右”)移动,才能在光屏上得到清晰倒立的________(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
生活中的________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用了这样的成像原理;
(2)下表中是小明同学实验时记录的几组数据:
实验次数
1
2
3
4
5
物距u/(cm)
30
20
15
10
5
像距v(cm)
15
20
30
40
/
①实验所用的透镜的焦距为________;
②第1次实验后,小明将一远视眼镜紧贴在凸透镜的左侧,要在光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向________(选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动;
③交流数据过程中,老师指出表格中第________次实验数据是编造的,请你写出老师做出判断的依据是什么_______________________。
【答案】左缩小照相机10cm靠近4物距等于焦距时,凸透镜不成像
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]依据凸透镜成像规律,可知物距大于2倍焦距时成缩小倒立的实像,此时像距小于2倍焦距,因此应将光屏向左移动。
[3]照相机照相时成缩小倒立的实像,与凸透镜物距大于2倍焦距时成像特点相同,即照相机利用了凸透镜成像规律中物距大于2倍焦距时成缩小倒立的实像的成像原理。
(2)①[4]根据表中数据可以知道,当物距等于20cm时,像距也等于20cm,,此时物距等于像距等于二倍焦距,因此焦距等于10cm。
②[5]远视眼镜是凸透镜,它对光具有会聚作用,如果把它紧贴在凸透镜的左侧会使原来会聚成像的光线提前会聚,所以要想接到清晰的像,光屏要靠近透镜。
③[6][7]由第4次实验数据可以知道,此时物距等于焦距,物距等于焦距时,凸透镜不成像。
4.小明和小红做“探究凸透镜成像规律”的实验:
(1)利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小明将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上,观察尺在地面上形成的影子,不断调节刻度尺,使其在地面上的影子______,这时尺的方向就与太阳光的方向平行。
小明保持尺不动,小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放,光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。
则该凸透镜的焦距为______dm;
(2)实验中各器材的摆放位置如图甲所示,若要研究物距大于2倍焦距时,凸透镜的成像特点,则接下来的操作应该是______(填字母);
a.蜡烛,凸透镜的位置保持不变,移动光屏直到找到清晰的像
b.光屏位置保持不变,将蜡烛移至15cm刻线处,移动凸透镜直到找到清晰的像
c.凸透镜位置保持不变,将蜡烛移至15cm刻线处,移动光屏直到找到清晰的像
(3)凸透镜能成等大的像吗?
为了在实验中准确的比较像和物的大小关系,小明采用了以下的做法:
①为了画出相同的蜡烛,小明将白纸铺在水平桌面上,把点燃的蜡烛和玻璃板放置在如图乙所示的位置上,用笔在纸上画出蜡烛的“像”;
(______)
②将画有烛焰“像”的纸______(填“正”或“倒”)贴在光屏上,这样便能在接下来的实验中准确的比较像和物的大小关系。
【答案】最短1c
倒
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]小明保持尺不动,小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放,光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。
则该凸透镜的焦距为
f=10.0cm-0=10.0cm=1dm
(2)[3]此时物距小于两倍焦距,所以需要调节蜡烛距离大于两倍焦距,根据凸透镜成像规律,物距大于两倍焦距,像距在一倍焦距到二倍焦距间。
[4]作出A点关于平面镜的对称点A'即A的像。
如图所示:
[5]根据凸透镜的成像规律可知,当u=2f时,物体通过凸透镜成倒立等大的实像,所以比较像和物的大小关系,应将画有烛焰“像”的纸倒贴在光屏上。
5.如图所示,凸透镜焦距为10厘米,若保持图中蜡烛和凸透镜的位置不变,为了使像成在光屏中央,应首先调整光屏的____,然后将光屏向_____缓慢移动(选填“左”或“右”),当光屏上呈现清晰的像时,该像的大小与物体相比是____(选填“缩小”或“放大”)。
若将蜡烛在光具座上移动5厘米(凸透镜位置不变),通过移动光屏,___在光屏上重新找到清晰的像(选填“可能”或“不能”)。
【答案】高度右放大可能
【解析】
【分析】
【详解】
[1]因为实验的要求及需要,必须将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上,故该题中为了在光屏中心找到像,应首先调整光屏的高度。
[2][3]凸透镜在50.0cm处,蜡烛在35.0cm处,此时物距
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距在一倍焦距和两倍焦距之间,成倒立、放大的实像,且像应成在另一侧的2倍焦距以外,此时光屏的位置在70.0cm以外处,故光屏应向右移动。
[4]若将蜡烛在光具座上像右移动5厘米(凸透镜位置不变),蜡烛便在40.0cm处,物距
u=50.0cm−40.0cm=10.0cm
满足u=f,不成像。
若将蜡烛在光具座上像左移动5厘米(凸透镜位置不变),蜡烛便在30.0cm处,物距
u=50.0cm−30.0cm=20.0cm
满足u=2f,成倒立、等大的实像。
综上,将蜡烛在光具座上移动5厘米(凸透镜位置不变),通过移动光屏,可能在光屏上重新找到清晰的像。
6.如图在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)蜡烛、凸透镜(焦距为10cm)光屏依次放在光具座上,要使烛焰的像能呈在光屏的中央,需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________上;
(2)①将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处,移动光屏到65cm刻度线处,蜡烛在光屏上成清晰的像,该像是________(填“倒立”或“正立”)的________(填“缩小”或“等大”或“放大”)的实像;________(选填“照相机”或“幻灯机”)就是利用这一成像特点制成;
②保持透镜位置不变,如果想在光屏上得到更大的清晰的像,应进行的操作是:
________;
③保持透镜位置不变,若将图中点燃的蜡烛和光屏互换位置,则在光屏上________成像(选填“能”或“不能”)。
【答案】同一高度倒立缩小照相机蜡烛往透镜方向移动,同时光屏往远离透镜方向移动能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要使烛焰的像能呈在光屏的中央,需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上。
(2)[2][3][4]由题意可知,物距大于两倍焦距,像距大于一倍焦距,小于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,这时所成的清晰像是倒立、缩小的实像;照相机就是利用这一成像特点制成的。
[5]根据凸透镜的动态成像规律,如果想在光屏上得到更大的清晰的像,应进行的操作是:
蜡烛往透镜方向移动,同时光屏往远离透镜方向移动,这时清晰的像会越来越大。
[6]在互换位置之前,成倒立、缩小的实像,互换位置之后,物距小于两倍焦距、大于一倍焦距,而像距大于两倍焦距,根据光路的可逆性,这时成倒立、放大的实像。
在光屏上是能成像的。
7.如图所示,小明用光具座、F光源、凸透镜、半透明光屏等器材,探究“凸透镜成像规律”。
(1)实验前先测凸透镜焦距,如图甲所示,该透镜的焦距为_______cm;
(2)如图乙中,将透镜处于50cm刻度处,把光源向右移至35cm刻度处时,将光屏左右移动适当调节,可得到清晰的像,人眼沿着如图甲所示的方向,看到光屏上所成的像是图丙中的_______;
(3)在第
(2)小题的情况下,如果用物理书将凸透镜的上半部分罩住,则光屏上所成的像是图丁中的_______;
(4)当光源F靠近凸透镜时,光源F的像将落在光屏的_______(选填“前”或“后”)方;
(5)在第(4)小题的情况下,若用此实验模拟人眼的调节功能,重新在光屏上得到清晰的像,应该进行的操作是______________。
A.换焦距更大的凸透镜B.换焦距更小的凸透镜
C.将光屏靠近凸透镜D.将光屏远离凸透镜
【答案】10.0DD后B
【解析】
【详解】
(1)[1]从图甲可以看到,两条平行光线经过凸透镜后,会聚于一点,这说明了该凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2]根据凸透镜的成像规律可知,光源在35cm刻度处时,物距在一倍到二位焦距之间,所成的像是倒立、放大的实像。
故选D。
(3)[3]如果用物理书将凸透镜的上半部分罩住,其余部分仍能折射成像,所以还是可以成像的,依然还是倒立、放大的实像,只不过像会变暗。
故选D。
(4)[4]根据凸透镜的动态成像规律,物近像远像变大,故当光源F靠近凸透镜时,光源F的像将落在光屏的后方。
(5)[5]人眼的晶状体和视网膜距离不变,当光源F靠近凸透镜时,光源F的像将落在光屏的后方,这时要求光会聚加强,那么应该换焦距更小的凸透镜,使像往前移动。
不能将光屏靠近或远离凸透镜。
故选B。
8.小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
如图所示,实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、凸透镜A、凸透镜B、平行光光源(接通电源后可发出平行光)、光具座等器材。
(1)根据图甲所示,该凸透镜A的焦距是fA=_____cm。
(2)如图乙,实验时,需要把凸透镜A、光屏和蜡烛烛焰的中心调到_____。
(3)如图乙,小华把凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处,将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在在光屏上成清晰的像,则该像是_____(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像,此成像特点常应用在_____(选填“放大镜”“照相机”或“幻灯机”)上。
(4)保持蜡烛位置不变,小华用焦距fB为12cm的凸透镜B替换凸透镜A,将凸透镜B固定在光具座上50cm刻线处,若想在光屏上得到清晰的像,光屏向_____(选填“左”或“右”)移动。
【答案】10cm同一水平高度缩小照相机右
【解析】
【分析】
(1)根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断.焦点到凸透镜光心的距离即为焦距。
(2)为使像成在光光屏中央,应把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上。
(3)掌握凸透镜成像的规律及应用,知道照相机是根据当物距大于2倍焦距时,成缩小倒立实像的原理制成的。
(4)物距大小不变,但是凸透镜的焦距变小,会聚能力变强,相当于物距增大,根据凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大进行判断。
【详解】
(1)[1]由图甲可知,平行光光源发出平行于透镜主光轴的平行光照射到凸透镜A上,在透镜另一侧移动光屏直到光屏上的光斑最小,则最小的光斑即为焦点,焦点到凸透镜光心的距离为10.0cm,所以凸透镜的焦距fA=10.0cm。
(2)[2]把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上,其目的是使像成在光屏中央。
(3)[3][4]如图乙所示,保持凸透镜A位置不变,将点燃的蜡烛放在光具座上20cm刻线处时,此时物距
则物距大于2倍焦距,移动光屏,此时应该能成一个倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的。
(4)[5]保持蜡烛与凸透镜在如图所示的位置不变,用焦距fB为12cm的凸透镜B替换凸透镜A,凸透镜的焦距变大,对光线的会聚能力变弱,像距要增大,则光屏要向右移动靠近凸透镜。
9.如图,在“探究凸透镜成像规律的实验”中:
(1)如图甲所示,是小明确定焦距时所做的实验,则该凸透镜的焦距为_________cm(不要求估读),当烛焰距凸透镜15cm时,能成倒立、__________的实像,当烛焰向左(远离透镜)移动后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向_________(选填“左”或“右”)移,此时所成像将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,所成像如图乙,要使像能够在光屏的中央,应将凸透镜向_________(选填“上”或“下”)调整;
(3)在上一步实验调整好像的位置后,小明取了一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,可将光屏适当__________(选填“左”或“右”)移。
【答案】11放大左变小下右
【解析】
【分析】
(1)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,焦点和光心的距离是凸透镜的焦距;
②根据凸透镜成像的三种情况和应用:
u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机;
2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪;
u③凸透镜成实像时,物距增大,像距减小;
(2)凸透镜成的实像是倒立的,像与物体的变化方向恰好相反;
(3)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,能使会聚的光线推迟会聚。
【详解】
(1)[1]使平行光线通过凸透镜,并移动光屏,直到白纸上的光斑最小,这个光斑是凸透镜的焦点,凸透镜到焦点的距离为:
41.0cm−30.0cm=11.0cm,
则凸透镜的焦距为11.0cm;
[2]把蜡烛放在距凸透镜15cm处,2f>u>f,成倒立、放大的实像;
[3][4]当烛焰向左(远离透镜)移动后,物距在不断增大,由凸透镜成实像的规律可知:
物距增大,像距减小,像变小;则应将光屏向左移动,才能在光屏上再次成清晰的像;
(2)[5]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;或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜;
(3)[6]近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,能使原来会聚的光线推迟会聚(即此时清晰的像在光屏的右侧),要在光屏上得到清晰的像,则可将光屏适当右移。
10.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。