深圳布吉街道龙岭学校初中部物理光的折射 透镜专题练习解析版.docx
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深圳布吉街道龙岭学校初中部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.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验
(1)实验前,组装并调整实验器材,使烛焰中心和光屏中心位于凸透镜的______上。
(2)在图示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这个像的成像原理与___________(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同。
此时不小心在凸透镜上溅了一个小泥点,则光屏上________(选填“有”或“没有”)小泥点的像或影子。
当蜡烛燃烧一段时间后会变短,烛焰的像会往_______偏离光屏中心。
(3)若将蜡烛向左移动少许,光屏上的像变模糊。
若要再次在光屏上得到清晰的像,可采用下列方法:
①若移动光屏,则应将光屏向___________移动,此时像的大小比原来的像要________些。
②若不移动光屏,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的_______________(选填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。
(4)若小明保持蜡烛和光屏的位置不动,移动凸透镜到________cm刻度线处,光屏上能再次成清晰的像,像的大小较之原来_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】主光轴投影仪没有上左小近视眼镜65变小
【解析】
【分析】
(1)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,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,像才能呈在光屏的中心。
(2)凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立缩小的实像;物距等于像距时,成倒立等大的实像;物距小于像距时,成倒立放大的实像,应用于投影仪或幻灯机;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;实验一段时间后,蜡烛变短了,根据过光心不改变方向,判断透镜的移动方向。
(3)①根据凸透镜成实像时,物远(物距变大)像近(像距变小)像变小。
②凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散的作用。
(4)光的折射中光路是可逆的,据此进行分析。
【详解】
(1)[1]探究凸透镜成像规律时,调整蜡烛烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,这样烛焰、光屏和光屏的中心在同一高度,像才能呈在光屏的中心。
(2)[2]由图可知,物距小于像距,成倒立、放大的实像,日常生活中投影仪就是利用这一原理制成的。
[3]凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,凸透镜上溅了一个小泥点,整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,大小不变;由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,像将完好,但亮度会变暗,所以不会出现泥点的影子。
[4]蜡烛变短了,根据过光心不改变方向可知,光屏上的像会向上移动。
(3)[5][6]①根据凸透镜成实像时,物远(物距变大)像近(像距变小)像变小,若采用移动光屏的方法,则应将光屏靠近凸透镜即左移,此时像的大小比原来的像要小些。
[7]②若不移动光屏,根据凹透镜对光线有发散作用,则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜(近视眼镜),延迟了对光线会聚,也可再次在光屏上得到清晰的像。
(4)[8]根据折射中光路可逆可知,保持蜡烛和光屏位置不变,当物距为35cm时,即凸透镜移动至65cm刻度线处,在屏上能再次呈现清晰的像。
[9]移动凸透镜后,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,故像的大小较之原来变小。
2.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40B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.
3.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。
4.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,凸透镜焦距为10cm。
蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。
(1)点燃蜡烛后,在调整过程中,应调整光屏、凸透镜或烛焰,使三者的中心大致在_________上;
(2)当调节到如图所示的位置时,光屏上出现最清晰的倒立、_________(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的烛焰的实像;生活中我们使用的_________就是利用了该原理(选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”);
(3)小明将自己的一个近视眼镜片放在图中烛焰和透镜之间,光屏上的像变模糊了,此时应将光屏向_________(选填“左”或“右”)移动,光屏上再次呈现清晰的像;
(4)随着蜡烛燃烧变短,可将凸透镜向____(选填“上”或“下”)移动,以便使像仍成在光屏中央;
(5)若遮住凸透镜的下半部分,则烛焰在光屏上的成像情况是_________(选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”)。
【答案】同一高度缩小照相机右下完整的像
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了取得更好的实验效果,像最好成在光屏的中心,只有透镜、光屏、烛焰中心在同一高度上,才能整个实验过程中像能成在光屏中心。
(2)[2][3]观察图像可知,成像时,物距大于二倍焦距,此时成倒立的缩小的像。
照相机就是利用这种成像情况工作的。
(3)[4]凹透镜对光起发散作用,此时像的位置远离凸透镜了,因此,为了让像成在光屏上,必须将光屏远离凸透镜,即向右移动。
(4)[5]蜡烛燃烧变短的过程中,它发出的通过凸透镜中心的光线在光屏上的落点就会向上移动,因此,要想像依然成在光屏的中间,需要将透镜向下移动。
(5)[6]将透镜遮住一半,只是减小了通过透镜的光的强度,像变得模糊一些。
但烛焰发出的光通过透镜其他部分依然能在光屏上成完整的像。
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.小方在“探究凸透镜成像特点”的实验中,将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处不动,移动蜡烛和光屏至如图所示位置时,光屏上承接到清晰的像。
(1)如图所示位置,此时蜡烛在光屏上成倒立、_____(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(2)小方将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间的适当位置,此时应将蜡烛向_________(选填“左”或“右”)移动,光屏上才能再次承接到清晰的像。
(3)取走镜片,小方将蜡烛放到光具座上20cm处然后向左移动一段距离后,应将光屏移至______(选填序号)范围内才能承接到清晰的像,此时成的像和蜡烛在光具座上20cm处成的像相比是_________(选填“变大”、“变小”或“等大”)的。
A.50~65cmB.65~80cmC.80~95cm
(4)小方想用大小合适的玻璃板替换凸透镜探究平面镜成像规律,她取两只相同的蜡烛是为了比较像与物的_______关系;光具座上的刻度可以方便比较像与物到玻璃板的____________关系。
【答案】等大右B变小大小距离
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]如图知,物距u=30cm,像距v=30cm,物距等于像距,所以蜡烛在光屏上成的像为倒立、等大的实像。
(2)[2]将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置,对光线能够起到提前会聚的作用,此时应将光屏向左移动,才能再次承接到清晰的像。
(3)[3][4]取走镜片,将蜡烛向左移动一段距离后,此时物距大于2倍焦距,像距应在2倍焦距与1倍焦距之间,凸透镜在50cm处,应将光屏移至65~80cm 范围内才能承接到清晰的像,且此时成的像和蜡烛在光具座上20cm处成的像相比变小了。
(4)[5]两只蜡烛大小相同,后面蜡烛又能与前面蜡烛的像完全重合,这样就证明了像与物大小相同,所以用两段相同的蜡烛是为了比较像与物的大小关系。
[6]光具座上的刻度可以测出两支蜡烛到玻璃板的距离,方便得出像和物体到玻璃板的距离关系。
7.小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中,所用的实验器材有:
光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等:
次数
1
2
3
4
5
6
7
物距u/cm
14
16
18
20
22
24
26
像距v/cm
35
27
22
20
18
17
16
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度上的目的是___;
(2)记录的实验数据如表所示,请在方格纸上画出像距与物距的关系图像;
(______)
(3)根据图像可得出的结论:
______________;
(4)根据表格数据或图像可知当蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时,像的移动速度____(选填“大于”“小于”或“等于”)蜡烛移动速度。
【答案】使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心
凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小得越来越慢大于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]使它们的中心大致在同一高度上的目的是使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心。
(2)[2]根据表中的数据,物距是横轴,像距是纵轴,在表格纸上描点,如下图所示。
(3)[3]从图像可以看到,凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小,这个减小速度是越来越慢。
(4)[4]从图像可以看到,相同时间内,蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时,像距的大小大于物距的大小,那么根据
可知,像的移动速度大于蜡烛移动速度。
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
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
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.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距为10cm。
(1)如图甲,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是倒立_____的实像,生活中的_____(选填序号“A.照相机”、“B.投影仪”、“C.放大镜”)利用了该原理工作;
(2)如图乙,保持蜡烛位置不变,移动凸透镜至16cm刻度线处,移动光屏,_____(选填“能”或“不能”)在光屏上出现蜡烛的像,而人眼在图中A处应向_____(选填“左”或“右”)看才能观察到烛焰的像;
(3)如图丙,在烛焰和凸透镜之间放一眼镜的镜片,发现光屏上的像由清晰变模糊了,将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜的镜片是_____(选填“凸透镜”或“凹透镜”),可用于矫正_____(选填“近视眼”或“远视眼”)。
【答案】放大;B;不能;左;凸透镜;远视眼。
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜成像规律实验探究步骤和实验结论,还有远视眼的矫正。
【详解】
(1)[1]由图甲可知,蜡烛与凸透镜的距离即物距u=15cm,而焦距f=10cm,那么2f=20cm,即此时f
[2]照相机成的是倒立缩小的实像,投影仪成的是倒立放大的实像,放大镜成的是正立放大的虚像,故是投影仪利用了该原理;
(2)[3]凸透镜移至16cm处,则物距u´=6cm,那么u´ [4]凸透镜成的虚像与物体在同一侧,所以在A处应向左看才能观察到烛焰的像; (3)[5][6]在烛焰和凸透镜之间放入镜片前后,光屏的移动是由远及近,说明镜片对光有会聚作用,让成像的距离变近,所以放入的眼睛镜片就是凸透镜,用于矫正远视眼。 10.小林同学利用图示装置来研究凸透镜成像。 (1)实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度的目的是_______。 (2)如图a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;保持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,此时所成的像是倒立_______的实像。 (3)实验过程中蜡烛燃烧一段时间后,若仍使烛焰的像位于光屏中央,蜡烛和凸透镜不动,则光屏应_______(选填“向上”或“向下”)移动。 (4)在上述探究活动中,若一支蜡烛与光屏间的距离为L,与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L0,如图b所示,则该透镜两倍焦距2f_______L(选填“>”“<”或“="),透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=______(L0、L表示)。 【答案】使烛焰成的像在光屏的中央位置;缩小;向上;<; 。 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]实验前,应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度的目的是使烛焰成的像在光屏的中央位置,便于观察; (2)[2]凸透镜位于光具座上A处时,恰好在光屏上成清晰的像,因为物距小于像距,成倒立、放大的实像,保持蜡烛和光屏位置不变的情况下,将凸透镜向右移到B处,物距大于像距,成倒立、缩小的实像。 (3)[3]蜡烛燃烧变短时,所成的像移到了光屏中心的上方,为了使像成在光屏的中央,则光屏应向上移动。 (4)[4]当凸透镜位于光具座上A处时 , 所以 [5]当凸透镜位于光具座上A处,透镜到蜡烛的距离为L0,将凸透镜向右移到B处,透镜到蜡烛的距离为 ,所以透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=
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