一、初二物理 光的折射 透镜实验易错压轴题（难） 1．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。
2．下面是小丽同学探究“凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使三者的中心在__________；
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏放在如图所示的位置上，光屏上恰好承接到一个倒立、等大的实像，这个凸透镜的焦距为__________cm；
(3)将蜡烛移动到25cm刻度线处，小丽应向________（选填“左”或“右”）适当移动光
屏，光屏上能承接到一个倒立、_________（选填“放大”或“缩小”）的实像。生活中的__________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是应用这一原理制成的； (4)小丽将自己的眼镜摘下，放在烛焰与凸透镜之间合适的位置，只向右适当移动蜡烛，在光屏上再次得到了一个清晰的像，说明小丽戴的是___________（选填“近视”或“远视”）眼镜。
【答案】同一高度上 10 左 缩小 照相机 远视 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]实验时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使三者的中心在同一高度上，这样能使烛焰的像成在光屏的中心。
(2)[2]光屏上恰好承接到一个倒立、等大的实像，说明这时物距等于像距等于2倍的焦距，由图可知，这时物距和像距都是20cm，故凸透镜的焦距为10cm。
(3)[3][4][5]将蜡烛移动到25cm刻度线处，这时物距为25cm，大于2倍焦距，根据凸透镜的成像规律，像距应该在凸透镜另一侧的焦距与2倍焦距之间，故小丽应向左适当移动光屏，光屏上能接收到一个清晰的倒立、缩小的实像，根据这个原理可以制成照相机。 (4)[6]向右适当移动蜡烛，物距变小，根据凸透镜的成像规律，像距会变大，小丽将自己的眼镜摘下，放在烛焰与凸透镜之间合适的位置，在光屏上再次得到了一个清晰的像，说明小丽的眼镜对光线起到的是会聚作用，故小丽的眼镜为远视镜（凸透镜）。
3．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。
4．小华用同一个凸透镜进行了如图所示的探究。
(1)将凸透镜正对太阳，调整凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小、最亮的光斑，实验示意图如图甲所示，由此可知，该凸透镜的焦距为_________cm；
(2)在图乙中，蜡烛位于光具座20cm的刻度线处，若保持凸透镜和光屏的位置不动，则小华需要将蜡烛移到________cm刻度线的位置，光屏上才能成清晰的像；
(3)保持蜡烛在20cm的刻度线处、光屏在50cm的刻度线处的位置不变，小华将位于30cm刻度线处的凸透镜向左或向右移动，但无论怎样移动，均无法在光屏上看到清晰的像，其原因是：当凸透镜左移时，凸透镜成的是______（选填“虚”或“实”）像，需要在光屏的一侧透过凸透镜来观察所成的像；当凸透镜右移时，凸透镜所成像的像距会______（选填“大于”“等于”或“小于”）此时光屏到凸透镜的距离。 【答案】10.0 10.0 虚 大于 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]太阳光相当于平行光，凸透镜的光心对准刻度尺的10.0cm位置，而光斑所在的位置对准刻度尺零刻度线；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，所以该光斑就是焦点所在的位置，该凸透镜的焦距是
f?10.0cm-0?10.0cm
该凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2]光屏和凸透镜的距离是20.0cm，像距是焦距的两倍，要在光屏上能成清晰的像，根据
凸透镜的成像规律可知，物距也应该是焦距的两倍，所以小华需要将蜡烛移到10.0cm刻度线的位置，光屏上才能成清晰的像。
(3)[3]从图中可以看到，当凸透镜左移时，物距会小于一倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，凸透镜成的是正立、放大的虚像。
[4]当凸透镜右移，物距大于一倍焦距小于两倍焦距时，根据凸透镜成像规律可知，所成清晰的像像距是大于两倍焦距的，即所成的像在50.0cm刻度的右侧，凸透镜所成像的像距会大于此时光屏到凸透镜的距离。
5．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f A=_____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f B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f A=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
u?50.0cm?20.0cm?30.0cm
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f B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。
6．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 物距（cm） 像距（cm） 1 40 2 35 3 30 4 25 5 20 6 15 13.5 14 15 16.7 20 30
郑州市第十一中学物理光的折射 透镜达标检测卷(Word版 含解析)
