八年级光的折射 透镜单元测试与练习(word解析版)
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一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.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.2.探究“凸透镜成像规律”实验时(1)小明在光具座上放置点燃的蜡烛、凸透镜、光屏情况如图所示,此时应______。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.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。
2.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。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.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;2.小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,光屏上会得到一个清晰的倒立、______的实像,如果在凸透镜前放一个近视镜,小丽需要向______(填“左”或“右”)移动光屏才能看到烛焰清晰的像;(2)如图乙所示,一条平行于凹透镜主光轴的光线,经凹透镜和凸透镜折射后恰好经过A 点,请在图中画出经过两透镜后的折射光线______。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.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。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.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.2.探究“凸透镜成像规律”实验时(1)小明在光具座上放置点燃的蜡烛、凸透镜、光屏情况如图所示,此时应______。
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.丁丁用一个焦距未知的透镜和相关器材探究“凸透镜成像的规律”:(1)如图甲所示,只需将凸透镜向_______(填“左”或“右”)调节到适当位置即可测出凸透镜焦距;(2)丁丁把点燃的蜡烛安装在光具座上,如图乙所示。
此时只需调节 ______(填“蜡烛”或“光屏”)到适当的位置,光屏上便会出现______(填“正立”或“倒立”)、______(填“放大”、“等大”或“缩小”)的像。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.某同学利用图示装置来研究凸透镜成像.(1)如图所示,当凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰的像,成的是________(正立/倒立)的像.蜡烛燃烧一段时间后,烛焰的像将位于光屏中心的________方;(2)在保持(1)中蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处(图中未标出),光屏上再次成清晰的像,成的是________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像;(3)在上述探究活动中,若已知蜡烛与光屏间的距离为L0,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L,如图所示,则该透镜焦距f________ L(选填“>”、“<”或“=”),透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=________(用L0、L表示).(4)当光屏上呈现清晰的像时,保持发光体“F”和凸透镜位置不变,取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,所成的像与原来的像相比,你可观察到的现象有________.【答案】倒立上缩小<L0-2L相比原来暗【解析】(1)除了作为放大镜的作用外,凸透镜所成的像都是倒立的实像,蜡烛燃烧一段时间后高度减小,由于所成像是倒立的,烛焰的像将位于光屏中心的上方;(2)凸透镜向右移动直到再次成清晰的像时,物距必将大于两倍的焦距,所成像为缩小、倒立的实像;(3)在A点时,成放大、倒立的实像,此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间,即f;在B 点时,成倒立、缩小的实像,由于光屏和蜡烛位置不变,则A点时的物距和B点时的像距长度相等,所以A、B间距离为L0-2L.(4)用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,经凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比,比原来暗.故答案为(1). 倒立上 (2). 缩小 (3). <L0-2L (4). 相比原来暗2.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距是10cm,按照实验要求安装好实验器材,如图所示。
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60.0cm-50.0cm10.0cmf==(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′。
第4章光的折射透镜单元测试(时间:100分钟共31小题满分:100分)一、选择题(每题2分,共24分)1. 如图所示的现象中,由光的折射形成的是()A.光污染B.手影C.月亮的“倒影”D.海市蜃楼【答案】D【解析】A、光污染是因为发生了镜面反射,是由于光的反射形成的,A不符合题意;B、手影是由于光的直线传播形成的,B不符合题意;C、月亮的“倒影”属于平面镜成像,是光的反射形成的现象,C不符合题意;D、海市蜃楼是由于光的折射形成的,D符合题意。
故答案为:D。
2. 光从玻璃射向空气中,在玻璃与空气的交界面上发生折射和反射,以下符合实际情况的是()A. B. C. D.【答案】D【解析】A、图中描述的是光从玻璃斜射入空气中的情境,反射光线的方向错误,不符合反射定律;折射角小于入射角,不符合折射定律,A图不符合题意。
B、图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境,反射光线的方向错误,不符合反射定律;折射角大于入射角,符合折射定律,B图不符合题意。
C、图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境,反射角等于入射角,符合反射定律;折射角等于入射角,不符合折射定律,C图不符合题意符合题意。
D、图中描述的是光从空气斜射入玻璃中的情境,反射角等于入射角,符合反射定律;折射角大于入射角,符合折射定律,D图符合题意。
故答案为:D。
3.人们在生活中遇到的透镜及其组合所成的像,其中只能成实像的是()A.眼睛B.放大镜C.显微镜D.望远镜【答案】A【解析】A、眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏,外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。
正确;B、放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像制成的,错误;C、显微镜的目镜和物镜都是利用凸透镜成放大的像制成的,物镜使物体成倒立、放大的实像,目镜使物体成正立、放大的虚像,错误;D、望远镜是利用两个凸透镜的组合制成的;目镜使物体成正立、放大的虚像,错误。
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f==60.0cm-50.0cm10.0cm(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′。
一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题(难)1.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。
2.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜的焦距是10cm,按照实验要求安装好实验器材,如图所示。
(1)点燃蜡烛,当蜡烛、凸透镜在图所示位置时,移动光屏,在光屏上______ (选填“能”或“不能”)得到清晰的像。
(2)保持凸透镜位置不变,将光屏移回至50cm刻度处,把蜡烛移至15cm刻度处后,再将光屏向________ (选填“左”或“右”)移动到适当位置,能在光屏上得到清晰的__________(选填“正立”或“倒立”)、______ (选填“放大”或“缩小”)的像。
【答案】不能右倒立放大【解析】【分析】【详解】(1)[1]已知凸透镜的焦距是10cm,如图所示物距u=30cm-20cm=10cm物距等于一倍焦距,此时光屏上不能成像。
(2)[2][3][4]保持凸透镜位置不变,把蜡烛移至15cm刻度处后,此时物距u'=-=30cm15cm15cm物距大于一倍焦距且小于两倍焦距,此时光屏上成倒立、放大的实像,像距大于两倍焦距;由题意可知应将光屏向右移动才能在光屏上得到清晰的像。
3.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。
4.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。
5.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12345物距u/(cm)302015105像距v(cm)15203040/①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。
6.小明和小红做“探究凸透镜成像规律”的实验:(1)利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小明将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上,观察尺在地面上形成的影子,不断调节刻度尺,使其在地面上的影子______,这时尺的方向就与太阳光的方向平行。
小明保持尺不动,小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放,光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。
则该凸透镜的焦距为______dm;(2)实验中各器材的摆放位置如图甲所示,若要研究物距大于2倍焦距时,凸透镜的成像特点,则接下来的操作应该是______(填字母);a.蜡烛,凸透镜的位置保持不变,移动光屏直到找到清晰的像b.光屏位置保持不变,将蜡烛移至15cm刻线处,移动凸透镜直到找到清晰的像c.凸透镜位置保持不变,将蜡烛移至15cm刻线处,移动光屏直到找到清晰的像(3)凸透镜能成等大的像吗?为了在实验中准确的比较像和物的大小关系,小明采用了以下的做法:①为了画出相同的蜡烛,小明将白纸铺在水平桌面上,把点燃的蜡烛和玻璃板放置在如图乙所示的位置上,用笔在纸上画出蜡烛的“像”;(______)②将画有烛焰“像”的纸______ (填“正”或“倒”)贴在光屏上,这样便能在接下来的实验中准确的比较像和物的大小关系。
【答案】最短 1 c 倒【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]小明保持尺不动,小红将光屏A和凸透镜L按照图甲所示的方式均垂直于刻度尺摆放,光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。
则该凸透镜的焦距为f=10.0cm-0= 10.0cm=1dm(2)[3]此时物距小于两倍焦距,所以需要调节蜡烛距离大于两倍焦距,根据凸透镜成像规律,物距大于两倍焦距,像距在一倍焦距到二倍焦距间。
[4]作出A点关于平面镜的对称点A'即A的像。
如图所示:[5]根据凸透镜的成像规律可知,当u=2f时,物体通过凸透镜成倒立等大的实像,所以比较像和物的大小关系,应将画有烛焰“像”的纸倒贴在光屏上。
7.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。
生活中利用此时成像原理工作的仪器是___________(选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”);(3)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛向右移动到35cm刻度处时,光屏向________(填“左”或“右”)移动会得到一个______________________像;(4)若步骤(3)中未调节光屏的位置,则可以在凸透镜的左侧加一个__________(填“凸”或“凹”)透镜,才可能在光屏上得到清晰的像;(5)若将蜡烛移到标尺上40cm和50cm之间的某一位置,此时应_________光屏,从凸透镜的_________侧(选填“左”或“右”)透过透镜去观察成像情况。