最新光的折射 透镜单元综合测试Word版 含答案.docx

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最新光的折射透镜单元综合测试Word版含答案

一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）

1．探究凸透镜成像的规律。

（1）选取焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光屏，将它们置于光具座上。

点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在______；

（2）当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，调整光屏到______（填“A”、“B”或“C”）位置时，生活中的______（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这个成像原理制成的；

（3）保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，光屏上______（填“能”或“不能”）再次看到清晰的像。

若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，还想在光屏上看到清晰的像，应将光屏适当______（填“靠近”或“远离”）凸透镜。

【答案】同一高度C投影仪能靠近

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]为使烛焰的像成在光屏的中心，在做实验的过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度。

（2）[2]当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间，像会成在2倍焦距以外，所以光屏要调整光屏到C点。

[3]生活中的投影仪成像原理是物体在1倍焦距和2倍焦距之间，像在2倍焦距以外。

（3）[4]保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，根据光路的可逆性光屏上仍能成清晰的像。

[5]若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，光线通过凸透镜后会会聚一些，还想在光屏上看到清晰的像，就要让光屏靠近凸透镜。

2．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。

3．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距是10cm，按照实验要求安装好实验器材，如图所示。

（1）点燃蜡烛，当蜡烛、凸透镜在图所示位置时，移动光屏，在光屏上______ （选 填“能”或“不能”）得到清晰的像。

（2）保持凸透镜位置不变，将光屏移回至50cm刻度处，把蜡烛移至15cm刻度处后，再将光屏向________（选填 “左”或“右”）移动到适当位置，能在光屏上得到清晰的__________（选填“正立”或“倒立”）、______（选填“放大”或“缩小”）的像。

【答案】不能右倒立放大

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]已知凸透镜的焦距是10cm，如图所示物距

u=30cm-20cm=10cm

物距等于一倍焦距，此时光屏上不能成像。

（2）[2][3][4]保持凸透镜位置不变，把蜡烛移至15cm刻度处后，此时物距

物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，此时光屏上成倒立、放大的实像，像距大于两倍焦距；由题意可知应将光屏向右移动才能在光屏上得到清晰的像。

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．某同学做“探究凸透镜成像规律”的实验，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时光屏上出现了烛焰清晰的像：

（1）该同学看到光屏上所成的像是一个烛焰_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像；

（2）若将蜡烛向右移动少许，光屏应向_________移动才能再次成清晰的像，此像的大小比刚才的像要_________（选填“大”或“小”）一些；

（3）若蜡烛和光屏保持图示位置不变，将透镜向左移动_________cm可以在光屏上再次形成清晰的像。

【答案】缩小右大25

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]由图知，物体和所成的像在凸透镜的两侧，而物距u=40cm，像距v=15cm，即u>v，所以光屏上所成的像是缩小的。

（2）[2][3]由凸透镜的成像规律知，当物距变小时，像距要变大，才能再次在光屏上得到清晰的像，而像的大小要比移动前的要大一些。

（3）[4]根据光路可逆，若蜡烛与光屏不动，只移动透镜，要想再次成清晰的像，须让此时的物距为15cm，像距为40cm，那么凸透镜就应该移动到25cm处。

6．小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中，所用的实验器材有：

光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等：

次数

1

2

3

4

5

6

7

物距u/cm

14

16

18

20

22

24

26

像距v/cm

35

27

22

20

18

17

16

（1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上的目的是___；

（2）记录的实验数据如表所示，请在方格纸上画出像距与物距的关系图像；

（______）

（3）根据图像可得出的结论：

______________；

（4）根据表格数据或图像可知当蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时，像的移动速度____（选填“大于”“小于”或“等于”）蜡烛移动速度。

【答案】使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小得越来越慢大于

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]使它们的中心大致在同一高度上的目的是使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心。

（2）[2]根据表中的数据，物距是横轴，像距是纵轴，在表格纸上描点，如下图所示。

（3）[3]从图像可以看到，凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小，这个减小速度是越来越慢。

（4）[4]从图像可以看到，相同时间内，蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时，像距的大小大于物距的大小，那么根据可知，像的移动速度大于蜡烛移动速度。

7．在某次光学实验活动中，小明做了如下两个实验：

（1）探究“凸透镜成像规律”的实验如图甲所示。

①蜡烛放在A点，移动光屏直到光屏上出现最清晰的像，利用此成像原理可以制成________；

②保持蜡烛位置不变，小明将自己的近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间，并靠近凸透镜，若想在光屏上再次得到清晰的像，小明应该向_______（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动光屏；

③小明又把蜡烛放在B点，继续观察蜡烛所成的像，此时眼睛应在_______（填“蜡烛一侧”或“光屏一侧”）观察；

（2）探究“平面镜成像特点”的实验如图乙所示。

①在水平桌面上平铺一张大白纸，玻璃板应______放置；

②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面，再拿支外形相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。

两支蜡烛外形相同是为了验证像与物____________；

③多次实验后，小明将数据记录在表格中。

分析表中数据可以得出平面镜成像时，像与物______。

次数

蜡烛到玻璃板的距离/cm

像到玻璃板的距离/cm

1

10

10

2

15

15

3

20

20

【答案】照相机远离光屏一侧垂直的大小关系到平面镜的距离相等

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]从图甲可以看到，物距大于像距，光屏上出现最清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，这是成倒立缩小的实像，利用此成像原理可以制成照相机。

[2]近视镜片是凹透镜，有发散作用，由题意可知，所成的像会后移，若想在光屏上再次得到清晰的像，小明应该向远离凸透镜的方向移动光屏。

[3]小明把蜡烛放在B点，这时物距小于1倍焦距，成正立放大的虚像，应该在光屏一侧观察。

（2）[4]在水平桌面上平铺一张大白纸，玻璃板应垂直放置，所成的像位置才正确。

[5]两支蜡烛外形相同是为了验证像与物的大小关系，未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛像重合，而这两支蜡烛外形相同，那么点燃的蜡烛与它的像大小相同。

[6]分析表中数据可以得出平面镜成像时，像与物到平面镜的距离相等。

8．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；

u

③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