最新北师大版八年级上册物理 光的折射 透镜专题练习(解析版)

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．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。

3．探究凸透镜成像的规律。

(1)选取焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光屏，将它们置于光具座上。

点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在______；(2)当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，调整光屏到______（填“A”、“B”或“C”）位置时，生活中的______（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这个成像原理制成的；(3)保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，光屏上______（填“能”或“不能”）再次看到清晰的像。

若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，还想在光屏上看到清晰的像，应将光屏适当______（填“靠近”或“远离”）凸透镜。

【答案】同一高度C投影仪能靠近【解析】【分析】【详解】(1)[1]为使烛焰的像成在光屏的中心，在做实验的过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度。

(2)[2]当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间，像会成在2倍焦距以外，所以光屏要调整光屏到C点。

[3]生活中的投影仪成像原理是物体在1倍焦距和2倍焦距之间，像在2倍焦距以外。

(3)[4]保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，根据光路的可逆性光屏上仍能成清晰的像。

[5]若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，光线通过凸透镜后会会聚一些，还想在光屏上看到清晰的像，就要让光屏靠近凸透镜。

4．实验室常用蜡烛完成以图光学实验：（1）图甲为小孔成像示意图，该现象可以用______来解释。

（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛A到玻璃板距离为10cm，则蜡烛的像B与蜡烛A之间的距离为______cm；若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，从蜡烛A一侧观察玻璃板，______（填“能”或“不能”）看到蜡烛所成的像。

（3）图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。

当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得到清晰的像。

保持凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动到35cm刻度线处，此时可将光屏向______（选填“左”或“右”）移动适当距离能再次得到清晰的倒立、______的实像；若不移动光屏，可在烛焰和透镜之间放置一个适当的______透镜（选填“凸”或“凹”）也能在光屏上得到一个清晰的像。

【答案】光的直线传播 20 能右放大凸【解析】【详解】第一空．图甲为小孔成像示意图，这属于光的直线传播现象，可以用光的直线传播来解释；第二空．图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，若蜡烛A到玻璃板距离为10m，根据平面镜物像到平面镜的距离相等，蜡烛A的像到玻璃板的距离也是10cm，则蜡烛的像B与蜡烛A之间的距离为10cm+10cm=20cm；第三空．平面镜所成的像是虚像，虚像是不能成在光屏上的，但玻璃板仍会出现平面镜成像现象，用不透明的挡板在玻璃板后面挡住蜡烛B，在蜡烛A一侧观察，玻璃板后将仍能观察到蜡烛A的像。

第四空．蜡烛到凸透镜的距离为20cm时，光屏上呈现一个倒立等大的像，则2f=20cm，所以f=10cm，将蜡烛向右移动到35cm刻度线处，由物近像远像变大可知，此时需将光屏向右移动适当距离才能再次呈现清晰地像；第五空．因焦距为10cm，当蜡烛位于35cm刻度线处，物距为50cm-35cm=15cm，大于一倍焦距小于二倍焦距，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像；第六空．若不移动光屏的位置，由物近像远像变大可知，此时像落在光屏的右侧，为了使像提前会聚，重新成在光屏上，因此需在烛焰和透镜之间放置一个适当的凸透镜；5．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小明和小红同学进行了如下实验：(1)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为______cm。

(2)调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，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。

(3)保持图乙中凸透镜的位置不变，当蜡烛向左移动到10cm时，应该向左移动光屏______cm（等于10，小于10 ，大于10），才能再次得到清晰的像。

(4)步骤3中如果不移动光屏也可以在蜡烛和透镜之间加上一个适当______（凸透镜，凹透镜），也能再次得到清晰的像。

【答案】10.0放大投影仪大于10凹透镜【解析】【分析】【详解】(1)[1]焦距为焦点到光心的距离，由图甲得，实验所用凸透镜的焦距为10.0cm（刻度尺的读数要注意估读到分度值下一位）。

(2)[2][3]由乙图得此时物距在意倍焦距到两倍焦距之间，成倒立、放大的实像。

投影仪利用这样的原理成像。

(3)[4]保持图乙中凸透镜的位置不变，当蜡烛向左移动到10cm时，成缩小的实像，像位于60cm~70cm间，所以应该向左移动光屏大于10cm，才能再次得到清晰的像。

(4)[5]步骤3中如果不移动光屏也可以在蜡烛和透镜之间加上一个适当的凹透镜也能再次得到清晰的像。

因为凹透镜具有发散作用，能使像重新呈现在光屏上。

6．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30cm 15cm 15cm u '=-=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。