一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）1．康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区，来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片，如图甲，感觉有点小，更换镜头站在原地又拍了一张，如图乙。
两次像的大小不同是何原因呢？他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的，为此，返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究：(1)如图丙，他先将f＝10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处，再将蜡烛放在10cm 刻度处，移动光屏直到成清晰的像，此时光屏应在_____刻度范围内。
(2)基于实验目的，接下来他换用f＝5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处，保持蜡烛位置不变，移动光屏找到最清晰的像，此像大小比(1)中所成的像_____。
(3)依据(2)问的结论，他又联想到望远镜的物镜（凸透镜）和目镜（凸透镜）的焦距大小也不同，为了尽可能成更大更清晰的像，则f物_____f目，若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，此时所成像的大小_____不换位置时所成像的大小（均选填“＞”“＜”“＝”）。
【答案】60﹣70cm 变小＞＜【解析】【分析】【详解】(1)[1]当焦距为f＝10cm，由图可知物距u＝40cm，那么u＞2f，此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即在60﹣70cm之间。
(2)[2]换用f＝5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处，保持蜡烛位置不变，焦距变小，相当于增大了物距，物距变大时实像会变小。
(3)[3] [4]望远镜的物镜相当于是照相机，成的是倒立、缩小的实像，为了使像更大一些，应增大焦距，望远镜的目镜相当于是放大镜，在物距不变的情况下，焦距越小，成的像越大，由于望远镜的长度不变，故为了成更大的像，应使f物＞f目。
若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，由于在光的折射中，光路是可逆的，放大作用没有改变，此时所成像要小于不换位置时所成像的大小。
2．物理兴趣小组的同学们用如图甲所示的器材“探究平面镜成像的特点”。
(1)实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B，是为了探究像与物的________关系。
(2)在玻璃板的同一侧，小明同学通过玻璃板看到了蜡烛A的两个像。
请写出解决这一问题的办法是___________。
(3)图乙是某组同学用白纸记录的蜡烛和它所成的像的位置关系。
分析图中信息可得出平面镜成像的特点：像和物到平面镜的距离____________；像和物的连线与平面镜____________。
有同学将白纸沿直线MN对折后发现蜡烛的位置和它的像的位置重合，所以平面镜成像的特点又可表述为：平面镜成的像与物体关于镜面____________。
(4)关于此平面镜成像特点的探究实验过程，下列说法正确的是________。
A．玻璃板必须与纸面垂直B．实验中两支蜡烛都必须点燃C．移去蜡烛B，在其原来的位置上放置一块光屏，光屏上不能呈现蜡烛的像；D．做多组数据可以减小实验误差【答案】大小换用较薄的玻璃板相等垂直对称 AC【解析】【分析】【详解】(1)[1]实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B，在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡像A的像重合，是为了探究像与物的大小关系。
(2)[2]由于像是由光的反射形成的，而普通玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像，故实验时应换用较薄的玻璃板。
(3)[3][4]分析图2中信息可得出平面镜成像的特点∶像和物到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂直。
[5]如果将白纸沿直线MN对折，会发现蜡烛的位置和它的像的位置重合，这说明平面镜成的像与物体关于镜面对称。
(4)[6]A．为了使蜡烛与前面蜡烛的像完全重合，玻璃板要与纸面垂直，故A正确；B．在实验中，将一支蜡烛点燃并放在玻璃板的前边，用一支相同的蜡烛放在玻璃板的后边，是为了确定像的位置和比较像的大小。
若将后边的蜡烛点燃，结果使得玻璃后面太亮，更不容易发生反射，所以像会更不清晰，故B错误；C．光屏能承接实像，虚像不能承接在光屏上，使用光屏是为了验证平面镜所成像的虚实，故C正确；D．在平面镜成像特点的探究实验中，做多次实验获得多组数据是为了得到普遍的规律，故D错误。
故选AC。
3．如图所示，张沐同学在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)当蜡烛位于图中B处时，移动光屏到D处，观察到光屏上呈现清晰的像，此时像和物大小相等，则该凸透镜焦距为______cm；(2)张沐同学把蜡烛移到A处，屏上的像变模糊，要使像变清晰，光屏应向______（选填“左”或“右”）适当移动，此时光屏上的像应该是倒立、______的实像；(3)在上述(2)操作的基础上，老师取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像又变得模糊，张沐同学发现当光屏向左移动适当距离后像又清晰。
由此可知，老师所戴的眼镜是______透镜，它对光线有______作用；(4)随着实验的进行，蜡烛变短，为了使像仍成在光屏中央，此时最合理的办法是______。
【答案】10.0 左缩小凸会聚向上调蜡烛【解析】【分析】【详解】(1)[1]像和物大小相等，根据凸透镜的成像规律可知，物距和像距大小都等于两倍焦距，而物距是20.0cm，那么该凸透镜焦距为10.0cm。
(2)[2]张沐同学把蜡烛移到A处，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，像距在一倍焦距与两倍焦距之间，即所成的清晰像在60.0cm到70.0cm之间，那么光屏应向左适当移动。
[3]由上述可知，物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律，此时光屏上的像应该是倒立、缩小的实像。
(3)[4][5]假设老师所戴的眼镜是凹透镜，凹透镜的作用是把光线发散，那么蜡烛的光经过凹透镜后会发散，再经过凸透镜，最后所成的清晰像在光屏的后方，但是题中是把光屏往左移动得到清晰的像，这与题意不符合，所以老师戴的不是凹透镜；假设老师所戴的眼镜是凸透镜，凸透镜的作用是把光线会聚，那么蜡烛的光经过凸透镜后会会聚，再经过凸透镜，最后所成的清晰像在光屏的前方，题中是把光屏往左移动得到清晰的像，这与题意相符合，所以老师戴的是凸透镜。
凸透镜对光线有会聚作用。
(4)[6]随着实验的进行，蜡烛变短，烛焰会向下移动，为了使像仍成在光屏中央，烛焰、凸透镜的光心、光屏的中心应在同一高度，此时最合理的办法是向上调蜡烛。
4．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。
5．小华利用如图所示装置来研究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲可知该凸透镜的焦距为_____cm；(2)如图乙所示，光屏上能呈现清晰的像，此像的性质是倒立、_____的实像，其实际应用是_____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；(3)保持蜡烛在10cm刻度处和光屏在55cm刻度处不动，若想再次在光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜移到_____刻度处；(4)实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分，则蜡烛的像_____（选填“完整”、或“不完整”）；(5)老师摘下自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像不清晰了，他向后移动光屏再次找到了清晰的像，请问老师的眼镜是_____（选填“凸透镜”或“凹透镜”），老师是_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。
【答案】10.0 放大投影仪 40cm 完整凹透镜近视眼【解析】【分析】【详解】(1)[1]平行于主光轴的光经凸透镜折射后会在光屏上形成最小最亮的点，即凸透镜的焦点，由图甲可知该凸透镜的焦距f=-=60.0cm50.0cm10.0cm(2)[2][3]由图乙可知，物距小于像距，光屏上能呈现清晰的像，所以成的是倒立、放大的实像，生活中投影仪是利用这一原理工作的。
(3)[4]根据折射时光路是可逆的，保持蜡烛和光屏的位置不变，此时物距应处于一倍焦距和两倍焦距之间，25.0cm10.0cm15.0cmu=-=像距大于二倍焦距v=-=55.0cm25.0cm30.0cm凸透镜成倒立、放大的实像，将凸透镜移到物距等于像距等于30cm，即40cm刻度线处。
(4)[5]实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分，挡住了部分折射光线，会使像变暗，但是蜡烛的像依然完整。
(5)[6][7]向后移动光屏再次找到了清晰的像，说明像距变大了，物距没变，则只能是光发散了，所以老师的眼镜是凹透镜，可以使近视眼的老师能够看清楚远处的物体。
6．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。
