苏科版八年级物理上册 光的折射 透镜章末训练(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．小兰利用如图所示的装置做实验研究凸透镜成像规律。设u为烛焰至透镜的距离，v为光屏上得到最清晰的像时，光屏至透镜的距离。小兰调整u，测量相对应的v，部分实验数据如下表所示。根据表中数据可知

u/cm6030201513…

v/cm1215203045…

(1)此凸透镜的焦距f=_________cm；

(2)如果u=16cm，光屏上能得到烛焰的_________的像；（选填“放大”或“缩小”）

(3)设想光具座足够长，u足够大，则v的值接近_________cm；（选填“0”、“5”或“10”）

(4)若透镜的下半部以黑布遮住则看到烛焰的像会变_________；（选填“亮”或“暗”）

(5)完成上述实验后小兰发现了一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜，如图所示。如果有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是_________（选填“会聚”或“发散”）光束。请说明你判断的理由_________（可画图辅助说明）。

【答案】10 放大 10 暗发散可将此玻璃砖看成两个玻璃凹透镜A、B的组合，如图所示。

平行光束通过两个凹透镜时，先后经历了两次发散过程，因而出射光是发散的

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由表格知，当u=20cm，v=20cm时，凸透镜成的是等大的实像，而

2f=20cm

所以凸透镜的焦距

f=10cm

(2)[2]u=16cm时，f

(3)[3]据凸透镜的成像特点，成实像时物距越远，则像距离越小。而u足够大时，v会逐渐靠近焦点，但不会越过焦点，所以v的值接近10cm。

(4)[4]若透镜的下半部以黑布遮住，则看到的像会暗，因为黑布遮住了部分射入透镜的光线。

(5)[5][6]因为平行玻璃砖中间是空的，则此玻璃砖相当于两个凹透镜的组合（具体见下图），

平行光束通过两个凹透镜时，先后经历了两次发散过程，因而出射光是发散的。

2．在做“观察水的沸腾”实验，用所学知识回答下面问题：

（1）甲、乙、丙三个实验小组的同学用相同规格的实验器材如图装置进行实验．三组同学

都根据自己的实验数据描绘了图象（如图），其中______（填a、b、c中的两个）两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况．由图象还可以判断水面上方的气压

_____（填“大于”“等于”或“小于”）一个标准大气压．

（2）在光具座上，蜡烛、凸透镜、光屏三者位于如图所示位置时，光屏上出现蜡烛清晰的像．当不移动凸透镜，只将蜡烛和光屏平位置互换，则光屏上________（填“能”或“不能”）收集到蜡烛的像．

【答案】a、b 小于能

【解析】

【详解】

（1）根据图2可知，a、b、c沸点相同，其中a、b初温相同，到沸腾时的时间不同，则两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况。

由图象还可以得出，此时水的沸点是98℃，由液体的沸点跟气压的关系可知，此时水面上方的气压小于一个标准大气压。

（2）已知物距大于像距，与凸透镜成像规律可知，得到倒立、缩小是实像。将调光屏和蜡烛的位置，根据光路可逆的特点知，则光屏上会成一个倒立、放大的实像。即能成清晰的像。

3．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。

4．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 。

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，

u=-=

25.0cm10.0cm15.0cm

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．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．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小明同学实验时记录的几组数据：

实验次数物距u/cm像距v/cm

13015

22020

31530

(1)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、光屏的中心大致在相同_______上；

(2)若图中光屏上成烛焰清晰的像，那么此像是______（选填“放大”或“缩小”）的；

(3)当光屏上得到一个倒立、缩小的像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大，应将蜡烛________透镜，并将光屏_______透镜（选填“靠近”或“远离”）；

(4)若第4次实验物距为5cm时，成像的特点是_____________________。

【答案】高度放大靠近远离正立、放大、虚像

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在相同高度上。

(2)[2]物体到凸透镜的距离是物距，像到凸透镜的距离是像距，如图，物距小于像距，成倒立、放大的实像。

(3)[3][4]光屏上得到一个倒立缩小的实像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应减小物距，增大像距，即应将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜移动。

(4)[5]由表格第2次数据

u＝v＝2f＝20cm

解得

f＝10cm

若第4次实验物距为5cm，则

u′＝5cm＜f

根据凸透镜成像特点所成像为：正立、放大的虚像。

8．在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中：

（1）测量凸透镜的焦距如图甲所示，则该凸透镜的焦距约为_____。

（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次从左向右放在光具座上。点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_____上。

（3）当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立的_____（填“缩小”或“放大”）的像。拿走光屏，将蜡烛放在原光屏位置处，则此时光屏应放在原先放_____的位置才能成清晰的像，此现象说明凸透镜的光路是_____的。

（4）经实验发现，凸透镜成放大像与缩小像的分界点是图乙中的_____处。

【答案】10cm 同一高度缩小蜡烛可逆P

【解析】

【详解】

(1)[1]焦点到凸透镜的距离为

60cm-50cm10cm

所以凸透镜的焦距为10cm；

(2)[2]为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；

(3)[3]当物距为30cm时，物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成倒立缩小的实像；

[4][5]当2u f 时，光屏上成倒立、缩小的实像，如果蜡烛和光屏互换位置，光屏上会得到倒立、放大的实像，说明凸透镜的光路是可逆的；

(4)[6]焦点F 是虚像和实像的分界线，二倍焦距处是放大像和缩小像的分界线。由图可知此凸透镜放大像与缩小像的分界点是P 点。

9．某小组同学用如图甲的装置“探究凸透镜成像特点”，他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和大小，如图乙（用带箭头的线段表示物或像，A '、B '分别表示蜡烛在A 、B 处像的位置）

（1）他们将平行光正对凸透镜照射，在距离凸透镜15cm 的光屏上出现了一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f =_____cm 。

（2）从图乙中可以看出，蜡烛在A 、B 位置时光屏上得到的都是倒立、_____的实像。生活中利用这个成像特点制成了_____（写出一个即可）。

（3）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15 cm ～30 cm 之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30 cm 以外处。但是，当它们把蜡烛放在C 位置时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是像距_____。

（4）为了让蜡烛在C 位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法：

做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这表明像距变_____了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，此透镜焦距_____15 cm （选填“大于”“小于”或“等于”）。

做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此实验联系实际，远视眼的晶状体焦距较_____（选填“大”或“小”），将近处物体的像成在视网膜_____方（选填“前”或“后”），故需配戴_____透镜矫正。

【答案】15 放大 投影仪/幻灯机 太大/超出光具座长度范围 小 小于 大 后 凸

【解析】

【分析】

（1）根据凸透镜焦距的定义和用平行光测焦距的方法得出凸透镜的焦距；

（2）当2f ＞u ＞f 时，凸透镜成倒立放大的实像，应用是幻灯机或投影仪；

（3）成实像时，物距越小，像距越大，据此分析；

（4）要重新成像：做法一：更换焦距更小的凸透镜；

做法二：增加一个凸透镜，增强对光的会聚能力。

【详解】

（1）当凸透镜将平行光汇聚为最小、最亮的光斑时，此处为焦点，焦点到光心的距离为焦距，所以此凸透镜的焦距为15cm ；

（2）从图乙中可以看出，蜡烛在A、B位置时光屏上得到的都是倒立、放大的实像。

此时2f＞u＞f，凸透镜成倒立放大的实像，应用是幻灯机或投影仪；

（3）当蜡烛在C点时，物距接近于焦距，像距太大，光具座的长度，像不能成在光屏上，即原因是此时像距太大，超出了光具座的长度范围；

（4）保持蜡烛和透镜的位置不变，做法一：更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，说明像距变小了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，焦距变小，则此透镜焦距小于15cm；

做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像；

根据远视眼的成像特点知，远视眼的晶状体焦距较大，将近处物体的像成在视网膜后方，故需配戴凸透镜矫正，与此时的成像情况类似。

10．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，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，将光屏向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 40cm B 远视

【解析】

【详解】

（1）如图，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则该光斑是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离等于焦距，所以凸透镜的焦距f=20.00cm-10.00cm=10.00cm．

（2）如图乙，物距u=25.00cm-10.00cm=15.00cm，像距v=55.00cm-25.00cm=30.00cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以成倒立、放大的实像．根据折射光路是可逆的，若保持蜡烛和光屏位置不变，当物距u=30cm时，即移动透镜至40cm刻度线处，光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16 cm刻度线处，则物距u=16cm-10cm=6cm＜f，此时成正立放大的虚像，所以光屏上承接不到．通过凸透镜看到正立放大的虚像，所以像与蜡烛在透镜的同侧，人眼在图中B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，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像．说明眼镜的作用是提前成像了，所以眼镜是会聚透镜，这种眼镜是远视眼镜．