【精选】光的折射 透镜(培优篇)(Word版 含解析)

一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）1．做“探究凸透镜成像规律”的实验。

如图所示，一束平行光射向凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距是____________cm。

(1)点燃的蜡烛、凸透镜、光屏三者在光具座上的位置如图之所示，则烛焰的像将成在光屏的_______（选填“上方”或“下方”）；(2)调整好蜡烛的高度后，图乙中烛焰在光屏上成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、______的实像；(3)图乙中，若把蜡烛移到42cm刻度线处，此时需要在A点处向______（选填“左”或“右”）观察，才能看到烛焰的像。

【答案】10 上方放大左【解析】【分析】【详解】[1]一束平行光射向凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距，如图甲所示，该凸透镜的焦距f=40cm-30cm=10cm(1)[2]如图乙所示，蜡烛焰心、透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，蜡烛焰心低于透镜、光屏的中心，光线经凸透镜折射后成像在光屏的上半部分。

(2)[3]如图乙所示物距小于像距，且在光屏上能够得到实像，故此时物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，在光屏上成倒立、放大的实像。

(3)[4]若把蜡烛移到42cm刻度线处，此时物距u=50-42cm=8cm此时物距小于一倍焦距，在光屏上成正立、放大的虚像，光屏承接不到，只能在凸透镜的右侧看向凸透镜才能看到像，即此时需要在A点处向左观察，才能看到烛焰的像。

2．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜焦距为10cm。

蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。

(1)点燃蜡烛后，在调整过程中，应调整光屏、凸透镜或烛焰，使三者的中心大致在_________上；(2)当调节到如图所示的位置时，光屏上出现最清晰的倒立、_________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的烛焰的实像；生活中我们使用的_________就是利用了该原理（选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）；(3)小明将自己的一个近视眼镜片放在图中烛焰和透镜之间，光屏上的像变模糊了，此时应将光屏向_________（选填“左”或“右”）移动，光屏上再次呈现清晰的像；(4)随着蜡烛燃烧变短，可将凸透镜向____（选填“上”或“下”）移动，以便使像仍成在光屏中央；(5)若遮住凸透镜的下半部分，则烛焰在光屏上的成像情况是_________（选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”）。

【答案】同一高度缩小照相机右下完整的像【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了取得更好的实验效果，像最好成在光屏的中心，只有透镜、光屏、烛焰中心在同一高度上，才能整个实验过程中像能成在光屏中心。

(2)[2] [3]观察图像可知，成像时，物距大于二倍焦距，此时成倒立的缩小的像。

照相机就是利用这种成像情况工作的。

(3)[4]凹透镜对光起发散作用，此时像的位置远离凸透镜了，因此，为了让像成在光屏上，必须将光屏远离凸透镜，即向右移动。

(4)[5]蜡烛燃烧变短的过程中，它发出的通过凸透镜中心的光线在光屏上的落点就会向上移动，因此，要想像依然成在光屏的中间，需要将透镜向下移动。

(5)[6]将透镜遮住一半，只是减小了通过透镜的光的强度，像变得模糊一些。

但烛焰发出的光通过透镜其他部分依然能在光屏上成完整的像。

3．在探究凸透镜成像规律时，如图甲所示，将凸透镜A固定在光具座上35cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻度线处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，由凸透镜A成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示；接着保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图丙所示：(1)请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断；凸透镜A的焦距是_____cm，凸透镜A的焦距_____（填“大于”“小于”或“等于”）凸透镜B的焦距；(2)在图甲中，保持凸透镜位置不动，把蜡烛向右移动5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向_____（填“左”或“右”）移动一段距离，像将_____（填“变大”“变小”或“不变”）；(3)图丙所示的实验现象可以说明_____（填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像特点；若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若保持凸透镜和蜡烛的位置不动，应使光屏_____（填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能在光屏上再次看到烛焰清晰的像；(4)当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到_____。

A．烛焰像的下半部分 B．烛焰像的上半部分C．烛焰完整的像，像的亮度变暗 D．烛焰完整的像，像的亮度不变【答案】10 小于右变大幻灯机靠近 C【解析】【分析】（1）要解决此题，根据凸透镜成像的规律之一，物距等于二倍焦距成倒立等大实像；通过图象分析出该凸透镜的焦距；根据物距和凸透镜的焦距关系，求出两个凸透镜的焦距，比较焦距大小；（2）凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；（3）当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；远视眼镜即为凸透镜，凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上；（4）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。

【详解】(1)[1]由图乙知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等；由于220cm f =则10cm f =[2]由甲图可知，此时成倒立、缩小的实像，35cm 5cm 30cm u =-=物距在2u f >范围内，即A 30cm 2f >所以凸透镜A 的焦距范围为A 15cm f <由乙图可知，此时成倒立、放大的实像，35cm 5cm 30cm u =-=物距在2f u f <<范围内，即B B 30cm 2f f <<所以凸透镜B 的焦距范围为B 15cm 30cm f <<故凸透镜A 的焦距小于凸透镜B 的焦距。

(2)[3][4]在甲图中，保持凸透镜不动，原来蜡烛距离凸透镜30cm ，蜡烛右移5cm 后，物距变为25cm ，根据凸透镜成像特点，物距变小，像距变大，所以光屏应向右移动，像距比原来更大，则像将变大。

(3)[5]由图丙可知，此时成的是倒立、放大的实像，其应用是幻灯机。

[6]因凸透镜对光线有会聚作用，可使远视眼看物体时使来自近处的物体的光会聚在视网膜上；当用远视眼镜时，会将像向凸透镜靠近，故应将蜡烛靠近凸透镜。

(4)[7]如果用遮光板挡住透镜的上半部分，下半部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故选C 。

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-=8.0cm7.5cm0.5cm③[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．小莉同学用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。

(1)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的像，若保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜至______cm处，光屏上能再次呈现清晰的像；(2)实验中将凸透镜从图甲处逐渐远离蜡烛，物距u随时间t的变化图像如图乙所示，则如图丙所示的图像中，像距v随时间t的大致变化图像正确的是______；(3)如图丁所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至16 cm 处，人眼能观察到蜡烛的像，像是图戊中的____ （选填“A ”“B ”“C ”或“D ”）。

【答案】40 C D【解析】【分析】【详解】(1)[1]如图甲所示时，物距小于像距，当2f u f <<，成倒立放大的实像，当2u f >，应用是照相机；而且此时15cm u =，像距30cm v =；若保持蜡烛和光屏位置不变，光屏上能再次呈现清晰的实像，根据折射现象中光路可逆，需要移动透镜至40cm 刻线处。

(2)[2]当物距大于焦距时凸透镜成的是实像；将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，当物体在一倍焦距到二倍焦距之间移动时，像距变化大于物距变化；当物体在二倍焦距以外移动时，像距变化小于物距变化。

即像距先减小得快，后减小得慢。

故图象为C 图。

(3)[3]凸透镜焦距为10cm ，使蜡烛位置不变，移动透镜至16cm 刻度线处，u =6cm ，小于焦距，物距小于焦距成正立放大虚像，像是图戊中的D 。

6．如图所示，回顾“探究凸透镜成像的规律”实验，并解答下列问题。

（1）如图甲是小明利用让太阳光粗测焦距的情况，此时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）小明所用实验装置如图乙所示，若将凸透镜放在标尺上50cm刻度处，把蜡烛放在20cm刻度处，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像。