怀化物理光的折射 透镜单元综合测试Word版 含答案.docx
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怀化物理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．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图1，让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为____________cm。
（2）如图2，要使像成在光屏的中央，应将光屏向____________调整（选填“上”或“下”）。
（3）当烛焰距离凸透镜12cm处时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的像，生活中的________就是利用这个原理制成的。
（4）当烛焰逐渐远离凸透镜时，烛焰所成的实像将____________（选填“变大”或“变小”）。
（5）蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图，此时光屏上得到了一个清晰的像，这个像是倒立、______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。
（6）随着实验的进行，蜡烛在逐渐变短，出现了如图甲所示现象，为了把像调整到光屏中央，应选_______。
A．将蜡烛向下移动B．将凸透镜向下移动C．将光屏向下移动
（7）在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前（如图乙），要使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛向____________（左/右）移。
（8）如图，蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向左移动，光屏移动距离为s′______s（填“>”“=”或“<”）。
【答案】10.0下投影仪变小放大B左>
【解析】
【详解】
（1）[1]移动光屏，直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑，凸透镜所在的位置是50.0cm，光屏所在的位置是60.0cm，那么凸透镜的焦距是
（2）[2]从图2可以看到，光屏的位置过高，要使像成在光屏的中央，应将光屏向下调整；
（3）[3]当烛焰距离凸透镜12cm处时，物距大于一倍焦距，小于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，移动光屏，这时会成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用这个原理制成的；
（4）[4]根据凸透镜的动态成像规律可知，当烛焰逐渐远离凸透镜时，烛焰所成的实像将变小；
（5）[5]从图中可以看到，物距等于15cm，物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，这个像是倒立、放大的实像；
（6）[6]从图甲可以看到，像的位置偏上了，为了把像调整到光屏中央，应选将凸透镜向下移动，这样像会下移，重新在光屏中央，故选B；
（7）[7]近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，那么所成的清晰像会往右移动，要使光屏上再次成清晰的像，根据凸透镜的动态成像规律可知，要使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛向左移；
（8）[8]当物距等于2f，此时像距也是2f，物像之距最小，当蜡烛由A处向左移动距离s到C时，由于物体向2f处靠近，物像之距在减小，那么物体移动的距离s小于像移动的距离s′。
2．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素，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，将光屏远离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40B近视
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图甲结合凸透镜焦点的定义可知，焦点到凸透镜的距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm，即凸透镜的焦距为f=10.0cm；
（2）由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，u=15cm，2f＞u＞f，由成像规律知，凸透镜成倒立放大的实像，此时v=55cm-25cm=30cm，根据折射中光路可逆可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当u=30cm时，即凸透镜移动至40cm刻度线处，在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，此时u=16cm-10cm=6cm，u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察；
（4）将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，，说明延后成像了，即像距增大了，说明此透镜对光线有发散作用，故放置的是凹透镜，这种眼镜是用来矫正近视眼的．
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．
5．如图，在某次探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）小明想知道实验中某块透镜的焦距，做了实验甲，镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图像乙，可判断该透镜的焦距f为______cm；
（2）如图丙，当把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在______（填“Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ”）区域内左右移动，直到在光屏上像最________时，才能确定像的位置。
（3）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向____（上/下）移动；为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，最科学可行的方法是将___________。
【答案】12Ⅱ清晰上蜡烛向上移动适当的距离
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]太阳光是平行光，经凸透镜折射后，会聚在焦点，在焦点光线的能量最强，其它位置光线较弱，能量最强则温度上升最快，在较短时间内能把白纸烤焦，从图乙可看到，当透镜与白纸间距是12cm时，烤焦的时间最短，那么焦距是12cm。
（2）[2][3]根据凸透镜的成像规律可知，物距
则像距大于一倍焦距小于两倍焦距，即
清晰像应该在65.0cm至80.0cm处，即光屏应在Ⅱ区域内左右移动，才能成清晰的像。
（3）[4]实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，光屏上的像向上移动。
[5]为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，由过光心的光线传播方向不变可知最科学可行的方法是将蜡烛向上移动适当的距离，那么烛焰的像会向下移动。
6．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。
7．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。
8．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。
9．小明用如图所示的装置探究凸透镜成像规律，凸透镜的焦距是15cm，把凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛固定在15cm刻度线处：
（1）实验时，应调节烛焰、凸透镜与光屏三者的中心在____________；
（2）当装置如上图所示时，光屏应该在_______区域内移动（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”），烛焰才能在光屏上成清晰的像，像是倒立的、_______的实像，生活中的_________就是利用这个原理制成的，当烛焰向右移动10cm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”）；
（3）实验中蜡烛在原来的位置越烧越短，则像在光屏上的位置会___________（选填“往下移”、“不变”或“往上移”）；
（4）上图中（蜡烛在15cm刻度线处）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，可将蜡烛适当________（选填“左”或“右”）移；
（5）保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变，小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分，则在光屏上观察到的像是________（填选项前的字母）。
A．烛焰的上半部分，亮度变暗B．烛焰的下半部分，亮度变暗
C．完整的烛焰，亮度变暗D．完整的烛焰，亮度不变
【答案】同一高度Ⅰ缩小照相机右变大往上移左C
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验时，应调节烛焰、凸透镜与光屏三者的中心在同一高度。
（2）[2]由图知，若蜡烛在15cm刻度处，则物距
u=50cm−15cm=35cm>2f
像距处于f和2f之间，光屏离凸透镜的距离应在15cm到30cm之间，光屏应该在区域Ⅰ。
[3]此时成倒立缩小的实像。
[4]照相机是根据这个原理制成的。
[5]若蜡烛靠近透镜，物距变小，则像距会变大，应将光屏远离透镜，即向右移动。
[6]根据物近像远像变大的特点可知，此时所成像将变大。
（3）[7]蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，根据像与物体的变化方向恰好相反可知，光屏上的像往上移。
（4）[8]近视眼是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，取一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间，使原来会聚的光线推迟会聚，蜡烛向左远离凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像。
（5）[9]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。
故选C。
10．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．
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