苏科版八年级上册物理 光的折射 透镜单元练习(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．在探究光的折射规律时，从水面上方看水中的物体变浅了.为了确定水中物体所成像的位置，某学习小组进行了如下探究:
u/mm306090120150180
v/mm23456790113134
A．把一个小灯泡a放在水中某处，观察灯泡所成像的位置。
B．将另一个相同的小灯泡b放在水面上方，调整其位置，使它的像与灯泡a的像重合。C．用刻度尺测量灯泡b到水面的距离。
（1）测量时，把刻度尺的零刻度线对准灯泡b，水面处对应的刻度如图甲所示，则灯泡b 到水面的距离为_____cm。
（2）灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等，理由是:_______
（3）测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，则刻度尺在水面处的示数表示_________。
（4）某小组实验时，每次都从灯泡a的正上方观察，测得灯泡a到水面距离u和灯泡a的像到水面距离v的对应关系如上表所示。根据表中数据，请在图乙坐标中描点作出v-u关系图线。
（___________）
由图线可知，v与u成______(选填“正比”、“反比”)。
【答案】8.20 像与物到镜面的距离相等灯泡a的深度
正比
【解析】
【详解】
(1)[1]从图甲可以看到，灯泡b到水面的距离为8.20cm；
(2)[2]根据平面镜的成像规律可知，灯泡b到水面的距离大小等于灯泡b的像到水面的距离，而灯泡b的像与灯泡a的像是重合的，所以灯泡a的像到水面的距离与灯泡b到水面的距离一定相等；
(3)[3]测量时，如果直接将刻度尺竖直插入水中，使看到的零刻度线与灯泡a的像重合，因为光的折射，刻度尺的零刻度线真实位置应该是在灯泡a的位置，所以刻度尺在水面处的示数表示灯泡a的深度；
(4)[4]根据表中数据，在坐标中描点作出v-u关系图线，如下图所示；
[5]由图线可知，v与u成正比。
2．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑（未画出）。
(1)凸透镜的焦距是______cm；
(2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、______的实像。若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，则将光屏移动到______cm刻度线处，可以再次看到清晰的像；
(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向______（左/右）移动才能再次看到清晰的像，若放上镜片后，保持光屏的位置不动，将凸透镜换成一个焦距更
______（选填“大”或“小”）的凸透镜，也能够在光屏上看到清晰的像；
(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向______（左/右）移动，“烛焰尖部”又会变清晰。
【答案】10.0 放大 75 右小左
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点；则由图知，该凸透镜的焦距为
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2)[2]当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，物距为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
物距大于1倍焦距而小于2倍焦距，所以此时凸透镜能成倒立、放大的实像。
[3]若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，物距为
55.0cm-35.0cm=20.0cm=2f
物距等于2倍焦距，所以此时凸透镜能成倒立、等大的实像，像距也等于2倍焦距，故将光屏移动到75cm刻度线处，可以再次看到清晰的像。
(3)[4][5]图乙中光屏上恰好成一清晰的像，在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片后，因近视眼镜的镜片为凹透镜，对光线起发散作用，将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。若放上镜片后，保持光屏的位置不动，将凸透镜换成一个焦距更小的凸透镜，也能够在光屏上看到清晰的像。
(4)[6]在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，A点气体流速变大，则A点处气体压强变小，烛焰将向左移动，物距增大，像距应减小，所以应将光屏向左移动，“烛焰尖部”又会变清晰。
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．如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛在光屏上成倒立、等大的像，则凸透镜的焦距为____ cm。实验时，老师把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了；接着，她可将蜡烛 _____（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，在光屏上又看到烛焰清晰的像，老师的视力缺陷是_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。
【答案】10.0 远离近视眼
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图示可知物距为20.0cm，且此时所成的是倒立、等大的实像，那么2f=20cm，所以凸透镜的焦距f=10.0cm。
[2][3]实验时把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，是因为此蜡烛发出的光被发散了，所成的像应在光屏的位置之后，所以光屏上的像变模糊了，那么光屏的位置应远离凸透镜。而老师的眼镜是近视眼镜。若放在蜡烛和凸透镜之间的远视镜，那么蜡烛的光线被会聚了，则它的像在光屏尚未移动时，不会出现在光屏上。
5．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑。则该凸透镜的焦距为__________cm；
(2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出)
①若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片，将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像。说明该眼镜对光线具有_________(选填“发散”或“会聚”)作用，是_______________(选填“近视”或“远视”)眼镜；
②若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处，则将光屏移动到_______cm刻度线处，可以再次看到清晰的像，此时的像是_________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的。日常生活中，________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的；
③若在图乙所示位置的基础上，保持蜡烛位置不动，将凸透镜和光屏同时向右移动相同的距离后，光屏上______________(能或不能)看到清晰的像；
④若将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜，保持蜡烛和凸透镜在原来位置不变，在光具座上移动光屏，_______(能或不能)找到一个位置，使像清晰的呈现在光屏上。(光具座总长100cm)
【答案】10.0 发散近视 80 放大投影仪不能不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑；根据焦点的定义光斑即焦点处，由图可知凸透镜位于30.0cm处，光屏位于40.0cm处，则该凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2][3]图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，此时物距为30cm，大于两倍焦距，像距15cm，在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小的实像；若在图乙中烛焰和凸透镜之间合
适位置放一眼镜的镜片，将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像，说明该眼镜对光线具有发散作用延迟聚焦，是凹透镜制成的近视眼镜。
[4][5][6]若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处，此时物距为15cm，根据光的可逆性，像距调整至30cm，即将光屏移动到80cm刻度线处，可以再次看到清晰的像，此时的像是倒立放大的实像；日常生活中，投影仪、幻灯机、电影放映机就是利用这一原理制成的。[7]若在图乙所示位置的基础上，保持蜡烛位置不动，将凸透镜和光屏同时向右移动相同的距离后，光屏与透镜间的距离不变，但物距增大，故光屏上不能看到清晰的像。
[8]若将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜，保持蜡烛和凸透镜在原来位置不变，此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间，使像清晰的呈现在光屏上，则像距应大于2倍焦距即50cm，应在光具座上移动光屏至刻度值上100cm以外，而图中刻度尺最大量程不足，故不能找到这个位置。
6．如图，在某次探究凸透镜成像规律的实验中：
(1)小明想知道实验中某块透镜的焦距，做了实验甲，镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图像乙，可判断该透镜的焦距f为______cm；
(2)如图丙，当把一块焦距为15 cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm
刻度线位置时，光屏应在______（填“Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ”）区域内左右移动，直到在光屏上像最________时，才能确定像的位置。
(3)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向____（上/下）移动；为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，最科学可行的方法是将
___________。
【答案】12 Ⅱ清晰上蜡烛向上移动适当的距离
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]太阳光是平行光，经凸透镜折射后，会聚在焦点，在焦点光线的能量最强，其它位置光线较弱，能量最强则温度上升最快，在较短时间内能把白纸烤焦，从图乙可看到，当透镜与白纸间距是12cm时，烤焦的时间最短，那么焦距是12cm。
(2)[2][3]根据凸透镜的成像规律可知，物距
u f
=>
35cm2
则像距大于一倍焦距小于两倍焦距，即
<<
15cm30cm
v
清晰像应该在65.0cm至80.0cm处，即光屏应在Ⅱ区域内左右移动，才能成清晰的像。(3)[4]实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，光屏上的像向上移动。
[5]为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，由过光心的光线传播方向不变可知最科学可行的方法是将蜡烛向上移动适当的距离，那么烛焰的像会向下移动。
7．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。
8．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 （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 。 9．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）。 10．某同学做“探究凸透镜成像规律”的实验，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时光屏上出现了烛焰清晰的像： (1)该同学看到光屏上所成的像是一个烛焰_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像； (2)若将蜡烛向右移动少许，光屏应向_________移动才能再次成清晰的像，此像的大小比刚才的像要_________（选填“大”或“小”）一些； (3)若蜡烛和光屏保持图示位置不变，将透镜向左移动_________cm可以在光屏上再次形成清晰的像。 【答案】缩小右大 25 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]由图知，物体和所成的像在凸透镜的两侧，而物距u=40cm，像距v=15cm，即u>v，所以光屏上所成的像是缩小的。 (2)[2][3]由凸透镜的成像规律知，当物距变小时，像距要变大，才能再次在光屏上得到清晰的像，而像的大小要比移动前的要大一些。 (3)[4]根据光路可逆，若蜡烛与光屏不动，只移动透镜，要想再次成清晰的像，须让此时的物距为15cm，像距为40cm，那么凸透镜就应该移动到25cm处。