最新苏科版八年级物理上册 光的折射 透镜(培优篇)(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．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。

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．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．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。

(4)[6]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，即像距变大所以像变大。

6．小徐同学用焦距f为10厘米的凸透镜、高度为3厘米的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h 分别记录在表中：

实验序号物距u（厘

米）

像距v（厘

米）

像高h（厘

米）

140.013.3 1.0

(1)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、像高h随物距u的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成实像时，物距u变小，____________；

(2)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、物距u的大小及发光体高度和像高h情况，可得出的初步结论是：

①同一凸透镜成缩小的实像时，________________；

②同一凸透镜成放大的实像时，________________；

(3)分析比较实验序号1~6数据中像距v与物距u的比值及像高h与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，___________；

(4)根据表中信息，可以提出了一个猜想：“当物距u等于某一值时，可能会成等大的实像”。为了验证这一猜想，可以在本实验中将物体置于离凸透镜___________厘米的范围中进行实验。

【答案】像距v变大，像高h变大物距u大于像距v物距u小于像距v像距v与物距u的比值等于像高h与物高的比值 25.0~16.6

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据实验序号1~6数据可以看出，同一凸透镜成实像时，物距u变小时，像距变大，像变大。

(2)①[2]根据表格可以看出，同一凸透镜成缩小的实像时，物距大于像距。

②[3]根据表格可以看出，同一凸透镜成放大的实像时，物距小于像距。

(3)[4]分析比较实验序号1~6数据中像距v与物距u的比值及像高h与物高的比值，凸透镜成实像时，像距v与物距u的比值等于像高h与物高的比值。

(4)[5]第三次实验像高小于物体的高度，第四次实验像高大于物体，所以要得到等大的像物体离凸透镜应该大于16.6cm小于25.0cm。

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。

【答案】10 照相机右倒立放大的实凸取下右

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]平行于主光轴的光线经过凸透镜后，会会聚于焦点，从图甲可以看到，凸透镜所在的位置是10cm，会聚点在0cm，所以该凸透镜的焦距是10cm。

(2)[2]从图乙可以看到，物距大于两倍焦距，像距大于一倍焦距、小于两倍焦距，这是成倒立缩小的实像，生活中利用此时成像原理工作的仪器是照相机。

(3)[3][4]根据凸透镜的成像规律，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向右移动到35cm刻度处时，这时物距大于一倍焦距、小于两倍焦距，得到清晰的像是倒立放大的实像，而像距是大于两倍焦距的，这时光屏应该向右移动。

(4)[5]若步骤(3)中未调节光屏的位置，这时所成的像在光屏后方，则可以在凸透镜的左侧加一个凸透镜，使光线会聚程度大些，所成的像往前移，成在光屏上。

(5)[6][7]若将蜡烛移到标尺上40cm和50cm之间的某一位置，这时物距小于一倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，成正立放大的虚像，此时应取下光屏，从凸透镜的右侧透过透镜去观察成像情况。

8．如图在探究“凸透镜成像规律”的实验中：

（1）蜡烛、凸透镜（焦距为10cm）光屏依次放在光具座上，要使烛焰的像能呈在光屏的中央，需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________上；

（2）①将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏到65cm刻度线处，蜡烛

在光屏上成清晰的像，该像是________（填“倒立”或“正立”）的________（填“缩小”或“等大”或“放大”）的实像；________（选填“照相机”或“幻灯机”）就是利用这一成像特点制成；

②保持透镜位置不变，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应进行的操作是：

________；

③保持透镜位置不变，若将图中点燃的蜡烛和光屏互换位置，则在光屏上________成像（选填“能”或“不能”）。

【答案】同一高度倒立缩小照相机蜡烛往透镜方向移动，同时光屏往远离透镜方向移动能

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]要使烛焰的像能呈在光屏的中央，需要调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上。

(2)[2][3][4]由题意可知，物距大于两倍焦距，像距大于一倍焦距，小于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，这时所成的清晰像是倒立、缩小的实像；照相机就是利用这一成像特点制成的。

[5]根据凸透镜的动态成像规律，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应进行的操作是：蜡烛往透镜方向移动，同时光屏往远离透镜方向移动，这时清晰的像会越来越大。

[6]在互换位置之前，成倒立、缩小的实像，互换位置之后，物距小于两倍焦距、大于一倍焦距，而像距大于两倍焦距，根据光路的可逆性，这时成倒立、放大的实像。在光屏上是能成像的。

9．如图所示，小明用光具座、F光源、凸透镜、半透明光屏等器材，探究“凸透镜成像规律”。

（1）实验前先测凸透镜焦距，如图甲所示，该透镜的焦距为_______cm；

（2）如图乙中，将透镜处于50cm刻度处，把光源向右移至35cm刻度处时，将光屏左右移动适当调节，可得到清晰的像，人眼沿着如图甲所示的方向，看到光屏上所成的像是图丙中的_______；

（3）在第（2）小题的情况下，如果用物理书将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是图丁中的_______；

（4）当光源F靠近凸透镜时，光源F的像将落在光屏的_______（选填“前”或“后”）方；

（5）在第（4）小题的情况下，若用此实验模拟人眼的调节功能，重新在光屏上得到清晰的像，应该进行的操作是______________。

A．换焦距更大的凸透镜B．换焦距更小的凸透镜

C．将光屏靠近凸透镜D．将光屏远离凸透镜

【答案】10.0 D D 后 B

【解析】

【详解】

(1)[1]从图甲可以看到，两条平行光线经过凸透镜后，会聚于一点，这说明了该凸透镜的焦距是10.0cm。

(2)[2]根据凸透镜的成像规律可知，光源在35cm刻度处时，物距在一倍到二位焦距之间，所成的像是倒立、放大的实像。

故选D。

(3)[3]如果用物理书将凸透镜的上半部分罩住，其余部分仍能折射成像，所以还是可以成像的，依然还是倒立、放大的实像，只不过像会变暗。

故选D。

(4)[4]根据凸透镜的动态成像规律，物近像远像变大，故当光源F靠近凸透镜时，光源F的像将落在光屏的后方。

(5)[5]人眼的晶状体和视网膜距离不变，当光源F靠近凸透镜时，光源F的像将落在光屏的后方，这时要求光会聚加强，那么应该换焦距更小的凸透镜，使像往前移动。不能将光屏

靠近或远离凸透镜。

故选B。

10．小明同学在探究凸透镜成像”的实验中：

(1)将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10m处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是_____cm；

(2)如图是小明“探究凸透镜成像规律”的实验装置图：

如果你是他的合作者，请你帮他指出该装置中的两处错误：

①_____；②_____；

(3)错误改正后，小明将凸透镜固定在50cm处，小明将点燃的蜡烛放在10cm处，移动光屏后在屏上得到清晰的倒立、_____的实像；

(4)小明继续将点燃的蜡烛靠近凸透镜，当烛焰移至35cm处，移动光屏后在屏上得到清晰的倒立、_____的实像，_____（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）是应用这一原理制成；

(5)小明在实验中发现：当物距在不断减小的过程中，成像性质发生改变的两个转折点是

_____cm和_____cm处。

【答案】10 三者的中心不在同一高度凸透镜没有放在蜡烛和光屏之间缩小放大投影仪 20 10

【解析】

【分析】

(1)根据凸透镜的焦点和焦距的定义进行判断；

(2)探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；

(3)求出物距，根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况；

(4)求出物距，根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况和应用；

(5)凸透镜成像时，一倍焦距是实像和虚像的分界点；二倍焦距是放大和缩小像的分界点。【详解】

(1)[1]根据焦点和焦距的定义，当拿着凸透镜正对太阳光，在距凸透镜另一侧10cm处得到了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离，即焦距为10cm；

(2)[2]①从图上看，将蜡烛放在了凸透镜和光屏的中间，这样无法在光屏上成像；

[3]②而光屏、烛焰、凸透镜的中心未在同一高度处，并且相差很大，这样使像不能成在光屏的中央；

(3)[4]将点燃的蜡烛移到光具座上10cm刻线处，则有：

u＝40cm＞2f，

由凸透镜成像规律可知，则该像是倒立、缩小的实像；

(4)[5][6]将点燃的蜡烛移到光具座上35cm刻线处，则有：

2f＞u＞f，

由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，应用与投影仪或幻灯机；

(5)[7][8]当物距在不断的减小的过程中，一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，即一倍焦距是实像和虚像的分界点，二倍焦距是像大小的分界点，因此成像性质发生改变的两个转折点是：二倍焦距和一倍焦距，即20cm和10cm处。