南京外国语中学物理光的折射 透镜单元达标训练题(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

(1)实验前，组装并调整实验器材，使烛焰中心和光屏中心位于凸透镜的______上。

(2)在图示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，这个像的成像原理与___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同。此时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”)小泥点的像或影子。当蜡烛燃烧一段时间后会变短，烛焰的像会往_______偏离光屏中心。

(3)若将蜡烛向左移动少许，光屏上的像变模糊。若要再次在光屏上得到清晰的像，可采用下列方法：

①若移动光屏，则应将光屏向___________移动，此时像的大小比原来的像要________些。

②若不移动光屏，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的_______________（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。

(4)若小明保持蜡烛和光屏的位置不动，移动凸透镜到________cm刻度线处，光屏上能再次成清晰的像，像的大小较之原来_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】主光轴投影仪没有上左小近视眼镜65变小

【解析】

【分析】

(1)探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，像才能呈在光屏的中心。

(2)凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像，应用于投影仪或幻灯机；凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗；实验一段时间后，蜡烛变短了，根据过光心不改变方向，判断透镜的移动方向。

(3)①根据凸透镜成实像时，物远（物距变大）像近（像距变小）像变小。

②凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散的作用。

(4)光的折射中光路是可逆的，据此进行分析。

【详解】

(1)[1]探究凸透镜成像规律时，调整蜡烛烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，这样烛焰、光屏和光屏的中心在同一高度，像才能呈在光屏的中心。

(2)[2]由图可知，物距小于像距，成倒立、放大的实像，日常生活中投影仪就是利用这一原理制成的。

[3]凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，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，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗，所以不会出现泥点的影子。

[4]蜡烛变短了，根据过光心不改变方向可知，光屏上的像会向上移动。

(3)[5][6]①根据凸透镜成实像时，物远(物距变大)像近(像距变小)像变小，若采用移动光屏的方法，则应将光屏靠近凸透镜即左移，此时像的大小比原来的像要小些。

[7]②若不移动光屏，根据凹透镜对光线有发散作用，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜（近视眼镜），延迟了对光线会聚，也可再次在光屏上得到清晰的像。

(4)[8]根据折射中光路可逆可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当物距为35cm时，即凸透镜移动至65cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像。

[9]移动凸透镜后，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故像的大小较之原来变小。

2．学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样．

（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想；

猜想1：与小孔到光屏的距离有关；

猜想2：与小孔的形状有关：

猜想3：与小孔的大小有关：

①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是________的.

②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度．他们实验中存在的问题是________.

③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表：圆孔的直径/mm小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0

像的清晰度清晰清晰清晰清晰清晰清晰

像的明亮程度……逐渐变亮

实验现象表明：在小孔成像清晰时，________.

（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图丙所示：

①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像．在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是________.

②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c 两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________（选填“大”或“小”)

③若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度________，像的大小________.

【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大，亮度越亮 C 小更暗不变

【解析】

【分析】

【详解】

（1）①根据题意知道，当光屏从焦点处远离透镜过程中，出现光斑越大越暗的现象，则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关，故可判断猜想1是正确的；

②要探究像的亮度与小孔的形状的关系，则需要控制孔的大小不变，只改变形状，而图乙中既改变了孔的形状，也改变孔的大小，所以此过程中存在的问题是：没有控制小孔的大小相等；

③分析表格的实验数据知道：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮．

（2）①光屏上原本三个像，在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像，说明该经过透镜组折射后把三个像重叠在一起，那么三棱镜组合相当于凸透镜的作用，所以C选项中的组合合理；

②根据凸透镜对光线的作用，平行于主光轴，越靠近光心的光线经折射后汇聚于凸透镜的焦点其偏折程度小，所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小．③若只用a孔替代凸透镜，平行于主光轴的光线经透镜折射后在光屏上成像，但要损失一部分能力，所以在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度变暗，但大小不变；

3．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 40 B 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．

4．小明选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点进行了探究

(1)如图1所示，为测量凸透镜焦距，他将一束平行光正对透镜射入，并调节光屏位置直到在屏上得到一个最小的光斑，该透镜的焦距f=_____cm：

(2)实验前需调节烛焰、凸透镜和光屏三者的高度，使它们的中心在凸透镜的_____。

(3)图2中的光屏上得到了清晰的烛焰像，小明将眼镜片放在凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动光屏，屏上的像就又清晰了，由此可判断小明是_____（填“近视”、“远视”）眼；

(4)小明用该凸透镜和图3所提供的器材自制简易照相机。

①为了更清楚地观察像，应选择_____（选填“较暗”、“较亮”）的物体拍摄；

②图3中内、外筒的长度分别为10cm、7.5cm，小明在教室内将自制照相机对准教室的窗户，为了通过调节内筒能在薄膜上成清晰的像，薄膜应安放在内筒中与A端距离至少超过_____cm处：

③小明用自制相机拍摄近处景物后，再用它来给窗外远处的楼房“拍照”，则需将内筒向_____（选填“里推”或“外拉”）

【答案】8.0 主光轴远视较亮 0.5 里推

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]调节光屏位置直到在屏上得到一个最小的光斑，则该点为焦点，焦点到凸透镜光心的距离为焦距，故由图可知，该透镜的焦距为8.0cm。

(2)[2]实验前调节烛焰中心心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度，即三者的中心在凸透镜的主光轴上。

(3)[3]小明将眼镜片放在凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向左移动光屏，屏上的像就又清晰了，说明眼镜片对光有会聚作用，所以为远视眼镜。

(4)①[4]为了更清楚地观察像，应选择较亮的物体拍摄。

②[5]调节内筒在薄膜上成清晰的像，则像距应该在一倍焦距和二倍焦距之间，又因为凸透镜的焦距为8.0cm，则像距为8.0~16.0cm，，薄膜应安放在内筒中与A端距离至少超过

-=

8.0cm7.5cm0.5cm

③[6]小明用自制相机拍摄近处景物后，再用它来给窗外远处的楼房“拍照”,即物距变大，则像距变小，则需将内筒向里推。

5．利用下图的实验装置探究“凸透镜成像的规律”。

（1）实验时，调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的高度，发现烛焰在光屏上的像的位置偏高，应将光屏向________（选填“上”或“下”）调节。

（2）实验装置正确安装并调节后，在图的光屏上能看到烛焰清晰的像，则该凸透镜的焦距f=________cm。若将蜡烛移至15cm刻度线处，向________（选填左或右）移动光屏，光屏上能看到倒立、________的实像。

（3）光屏成清晰的像后，如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向左移动一小段距离，要想在光屏上再次看到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个焦距合适的________眼镜。（选填近视或远视）

（4）光屏成清晰的像后，如果保持蜡烛和凸透镜的位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，把光屏向右移动一小段距离，在光屏上能再次看到清晰的像，此时像________（选填变大、变小或不变）。

【答案】上10左缩小远视变大

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]烛焰在光屏上的像的位置偏高，应将光屏向上调节，使像成在光屏中央。

(2)[2]由图可知，此时物距等于像距，且在光屏上能看到烛焰清晰的像，由凸透镜成像规律可知物距等于二倍焦距，此时物距为20cm，则凸透镜的焦距为10cm。

[3][4]若将蜡烛移至15cm刻度线处，即物距增大，大于二倍焦距，则像距减小，所以要向左移动光屏，在光屏上成倒立缩小实像。

(3)[5]保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向左移动一小段距离，则像的位置不变，光屏向前移动，相当于眼睛成像在视网膜后，为远视眼，所以需要佩戴远视眼镜矫正，在光屏上再次看到清晰的像。

(4)[6]持蜡烛和凸透镜的位置不变，换用一个不同焦距的凸透镜，把光屏向右移动一小段距离，在光屏上能再次看到清晰的像，即像距变大所以像变大。

6．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）。

7．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123456

物距

403530252015（cm）

像距

13.5141516.72030（cm）

【答案】变大 10

【解析】

【分析】

本题考查凸透镜成像规律，平面镜的光源作图及凸透镜三条特殊光线的作法。

【详解】

(1)[1]通过实验可知，当物距变小时，像距变大，成像会变大。

(2)[2]由第5次数据知，

u=v=20cm

即

u=2f=20cm

所以凸透镜的焦距

f=10cm

(3)[3]根据平面镜的成像规律，物与像的连线与镜面垂直，先经S＇作镜面的垂线，再由物和像与镜面距离相等，确定光源S的位置；由反射光线可以确定光在镜中的入射点，连接入射点与光源S，再在线上标出指向镜面的箭头，即为入射光线；反射光线ab经焦点后射向凸透镜，其折射光线平衡于主光轴。如图。

【点睛】

光线的综合作图，需根据光的各个规律，逐一完成。本题先根据平面成像规律完成平面镜作图，再根据凸透镜的三条特殊光线作出折射光线。

8．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

11010

21515

32020

【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。

9．小明同学在探究凸透镜成像”的实验中：

(1)将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10m处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是_____cm；

(2)如图是小明“探究凸透镜成像规律”的实验装置图：

如果你是他的合作者，请你帮他指出该装置中的两处错误：

①_____；②_____；

(3)错误改正后，小明将凸透镜固定在50cm处，小明将点燃的蜡烛放在10cm处，移动光屏后在屏上得到清晰的倒立、_____的实像；

(4)小明继续将点燃的蜡烛靠近凸透镜，当烛焰移至35cm处，移动光屏后在屏上得到清晰的倒立、_____的实像，_____（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）是应用这一原理制成；

(5)小明在实验中发现：当物距在不断减小的过程中，成像性质发生改变的两个转折点是

_____cm和_____cm处。

【答案】10 三者的中心不在同一高度凸透镜没有放在蜡烛和光屏之间缩小放大投影仪 20 10

【解析】

【分析】

(1)根据凸透镜的焦点和焦距的定义进行判断；

(2)探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、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；

(3)求出物距，根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况；

(4)求出物距，根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况和应用；

(5)凸透镜成像时，一倍焦距是实像和虚像的分界点；二倍焦距是放大和缩小像的分界点。【详解】

(1)[1]根据焦点和焦距的定义，当拿着凸透镜正对太阳光，在距凸透镜另一侧10cm处得到了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离，即焦距为10cm；

(2)[2]①从图上看，将蜡烛放在了凸透镜和光屏的中间，这样无法在光屏上成像；

[3]②而光屏、烛焰、凸透镜的中心未在同一高度处，并且相差很大，这样使像不能成在光屏的中央；

(3)[4]将点燃的蜡烛移到光具座上10cm刻线处，则有：

u＝40cm＞2f，

由凸透镜成像规律可知，则该像是倒立、缩小的实像；

(4)[5][6]将点燃的蜡烛移到光具座上35cm刻线处，则有：

2f＞u＞f，

由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，应用与投影仪或幻灯机；

(5)[7][8]当物距在不断的减小的过程中，一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，即一倍焦距是实像和虚像的分界点，二倍焦距是像大小的分界点，因此成像性质发生改变的两个转折点是：二倍焦距和一倍焦距，即20cm和10cm处。

10．如图，小明用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏、光具座探究凸透镜成像规律：

(1)由图甲可知，该凸透镜的焦距为_____cm；

(2)如图乙所示，若在光屏上能得到清晰缩小的烛焰的像（光屏未画出），则蜡烛可能置于凸透镜左边a、b、c、d四点中的_____点处（注：P点是该凸透镜的2倍焦距处），生活中的_____就是利用这个原理制成的；

(3)当蜡烛远离凸透镜时，要在光屏上再次成清晰的像，光屏应_____（填“靠近”或“远离”）凸透镜，同时观察到光屏上清晰的像变_____（填“大”或“小”），接着小明用一块遮光布遮住凸透镜的下半部分，可观察到光屏上的像是_____（“完整”或“不完整”）的；

(4)某次实验中，光屏上已得到清晰的像，小明用一个焦距为15cm的凸透镜换下原先的凸透镜，并保持凸透镜和光屏的位置不动，为了使光屏上的像变清晰，蜡烛应_____（填“靠

近”或“远离”）凸透镜．

【答案】11.0a照相机靠近小完整远离

【解析】

【分析】

【详解】

(1)由图可知，凸透镜位于30cm处，光线会聚与41cm处，所以焦点到凸透镜的距离即为焦距，f=41.0cm?10.0cm=11.0cm；

(2)根据凸透镜成像的规律可知物体位于2倍焦距以外成缩小倒立的实像，所以物体位于

a、b、c、d四点中的a点处，照相机就是利用这一原理制成的；

(3)根据物远像近像变小的规律可知当蜡烛远离凸透镜时，要在光屏上再次成清晰的像，光屏应靠近凸透镜，同时观察到光屏上清晰的像变小，用一块遮光布遮住凸透镜的下半部分，像仍然是完整的只是变暗；

(4)实验中，光屏上已得到清晰的像，小明用一个焦距为15cm的凸透镜换下原先的凸透镜，并保持凸透镜和光屏的位置不动，此时相当于物距变小根据成像原理可知像距变大了，所以为了使光屏上的像变清晰，蜡烛应远离凸透镜．