苏科版物理八年级上册 光的折射 透镜单元综合测试Word版 含答案.docx
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苏科版物理八年级上册光的折射透镜单元综合测试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．某同学利用图示装置来研究凸透镜成像．
（1）如图所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是________（正立/倒立）的像．蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的________方；
（2）在保持
（1）中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，成的是________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像；
（3）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图所示，则该透镜焦距f________L（选填“＞”、“＜”或“=”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=________（用L0、L表示）．
（4）当光屏上呈现清晰的像时，保持发光体“F”和凸透镜位置不变，取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，你可观察到的现象有________．
【答案】倒立上缩小＜L0-2L相比原来暗
【解析】
（1）除了作为放大镜的作用外，凸透镜所成的像都是倒立的实像，蜡烛燃烧一段时间后高度减小，由于所成像是倒立的，烛焰的像将位于光屏中心的上方；
（2）凸透镜向右移动直到再次成清晰的像时，物距必将大于两倍的焦距，所成像为缩小、倒立的实像；
（3）在A点时，成放大、倒立的实像，此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间，即f；在B点时，成倒立、缩小的实像，由于光屏和蜡烛位置不变，则A点时的物距和B点时的像距长度相等，所以A、B间距离为L0-2L．
（4）用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，经凸透镜的光线变少，所成的像与原来的像相比，比原来暗．
故答案为
（1）.倒立上
（2）.缩小（3）.＜L0-2L（4）.相比原来暗
2．小明同学做“探究凸透镜成像规律”的实验，他根据收集的数据作出如图甲所示的图像：
（1）由图像可知，小明同学使用的凸透镜的焦距为___________cm。
（2）当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时，小明应该如何观察烛焰的像？
_________________________。
（3）实验过程中，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，调皮的明明把近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，如图乙所示，小明发现光屏上烛焰的像变模糊了，此时他应该把光屏向_______（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动，才能得到清晰的烛焰的像。
故答【答案】：
（1）10;
（2）在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像;（3）远离
【解析】
（1）由图象可知，u=v=2f=20cm，所以凸透镜的焦距是10cm；
（2）当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时，有图可知此时u=5cm物体处于1倍焦距以内，故此时应该在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察，能看到一个正立、放大的虚像；
（3）近视眼镜是凹透镜，由于凹透镜对光线有发散作用，所以当小明把自己的近视眼镜靠近凸透镜时，像会聚在光屏的后方，这样像距会增大，因此在光屏上要得到清晰的像，应把光屏向远离透镜的方向移动。
3．物理兴趣小组的同学们用如图甲所示的器材“探究平面镜成像的特点”。
（1）实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B，是为了探究像与物的________关系。
（2）在玻璃板的同一侧，小明同学通过玻璃板看到了蜡烛A的两个像。
请写出解决这一问题的办法是___________。
（3）图乙是某组同学用白纸记录的蜡烛和它所成的像的位置关系。
分析图中信息可得出平面镜成像的特点：
像和物到平面镜的距离____________；像和物的连线与平面镜____________。
有同学将白纸沿直线MN对折后发现蜡烛的位置和它的像的位置重合，所以平面镜成像的特点又可表述为：
平面镜成的像与物体关于镜面____________。
（4）关于此平面镜成像特点的探究实验过程，下列说法正确的是________。
A．玻璃板必须与纸面垂直
B．实验中两支蜡烛都必须点燃
C．移去蜡烛B，在其原来的位置上放置一块光屏，光屏上不能呈现蜡烛的像；
D．做多组数据可以减小实验误差
【答案】大小换用较薄的玻璃板相等垂直对称AC
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验中选取完全相同的两支蜡烛A、B，在玻璃板前面放一支点燃的蜡烛A，再拿一支没点燃的相同的蜡烛B，在玻璃板后面移动，直至与蜡像A的像重合，是为了探究像与物的大小关系。
（2）[2]由于像是由光的反射形成的，而普通玻璃的两面都能反射光，能成两个像，所以通过玻璃板该同学看到了同一个蜡烛的两个像，故实验时应换用较薄的玻璃板。
（3）[3][4]分析图2中信息可得出平面镜成像的特点∶像和物到平面镜的距离相等；像和物的连线与平面镜垂直。
[5]如果将白纸沿直线MN对折，会发现蜡烛的位置和它的像的位置重合，这说明平面镜成的像与物体关于镜面对称。
（4）[6]A．为了使蜡烛与前面蜡烛的像完全重合，玻璃板要与纸面垂直，故A正确；
B．在实验中，将一支蜡烛点燃并放在玻璃板的前边，用一支相同的蜡烛放在玻璃板的后边，是为了确定像的位置和比较像的大小。
若将后边的蜡烛点燃，结果使得玻璃后面太亮，更不容易发生反射，所以像会更不清晰，故B错误；
C．光屏能承接实像，虚像不能承接在光屏上，使用光屏是为了验证平面镜所成像的虚实，故C正确；
D．在平面镜成像特点的探究实验中，做多次实验获得多组数据是为了得到普遍的规律，故D错误。
故选AC。
4．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15cm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】12Ⅱ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
则像距大于一倍焦距小于两倍焦距，即
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。
5．丁丁用一个焦距未知的透镜和相关器材探究“凸透镜成像的规律”：
（1）如图甲所示，只需将凸透镜向_______（填“左”或“右”）调节到适当位置即可测出凸透镜焦距；
（2）丁丁把点燃的蜡烛安装在光具座上，如图乙所示。
此时只需调节______（填“蜡烛”或“光屏”）到适当的位置，光屏上便会出现______（填“正立”或“倒立”）、______（填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。
此规律在生活中的应用是______（填“照相机”或“投影仪”）。
（3）若器材的位置仍如图乙所示，丁丁只需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个焦距合适的______（填“凸透镜”或“凹透镜”），也可以在光屏上看到清晰的像。
【答案】左光屏倒立放大投影仪凸透镜
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图可知，将凸透镜向左移动，光屏上的光斑将变小，当光屏上出现最小最亮的光斑时，该点为凸透镜的焦点，测量焦点到凸透镜光心的距离即为凸透镜的焦距。
（2）[2][3][4]由图甲可知，凸透镜的焦距大于15cm，图乙中蜡烛和光屏之间的距离为45cm，小于4倍焦距，所以只移动凸透镜，在光屏上不可能出现实像；图乙中凸透镜到光屏的距离等于15cm，小于1倍焦距，所以只移动蜡烛，在光屏上不可能出现实像；图乙中凸透镜到蜡烛的距离等于30cm，大于1倍焦距小于二倍焦距，而凸透镜到光屏的距离较小，所以只移动光屏到适当位置，光屏上会出现倒立放大的实像，生活中的投影仪就是利用这一原理工作的。
（3）[5]图乙中此时成像在光屏后，相当于远视眼，所以在像在蜡烛和凸透镜之间放置一个焦距合适的凸透镜，也可以在光屏上看到清晰的像。
6．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。
7．小明同学利用如图甲所示的实验装置，进行“探究凸透镜成像规律”的实验，小明将凸透镜放在光具座50cm刻度处，蜡烛放在光具座10cm刻度处。
点燃蜡烛进行实验，依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的蜡烛的像，记录的数据如下表。
（1）在1—6次实验中，所成的像都是倒立的实像，且随着像距的变大，所成的像______（填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）根据表格中的数据，小明也可得出：
凸透镜的焦距是______cm。
（3）如图乙所示，ab是光源S经平面镜反射后的反射光线，并经过凸透镜的焦点F，S'是光源S在平面镜中的像，请利用平面镜的成像特点确定光源S的位置，并完成反射光线ab的入射光线和经凸透镜后的折射光线
（________）
次数
1
2
3
4
5
6
物距（cm）
40
35
30
25
20
15
像距（cm）
13.5
14
15
16.7
20
30
【答案】变大10
【解析】
【分析】
本题考查凸透镜成像规律，平面镜的光源作图及凸透镜三条特殊光线的作法。
【详解】
（1）[1]通过实验可知，当物距变小时，像距变大，成像会变大。
（2）[2]由第5次数据知，
u=v=20cm
即
u=2f=20cm
所以凸透镜的焦距
f=10cm
（3）[3]根据平面镜的成像规律，物与像的连线与镜面垂直，先经S＇作镜面的垂线，再由物和像与镜面距离相等，确定光源S的位置；由反射光线可以确定光在镜中的入射点，连接入射点与光源S，再在线上标出指向镜面的箭头，即为入射光线；反射光线ab经焦点后射向凸透镜，其折射光线平衡于主光轴。
如图。
【点睛】
光线的综合作图，需根据光的各个规律，逐一完成。
本题先根据平面成像规律完成平面镜作图，再根据凸透镜的三条特殊光线作出折射光线。
8．物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：
（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为_____cm。
（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的_____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。
保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向_____（选填“左”或“右”）移动一段距离，像_____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一个同学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”）完整的像。
【答案】10照相机左变小有
【解析】
【详解】
（1）[1]平行光线经过凸透镜时，会会聚在焦点，从图甲可以看到，凸透镜的焦距是10cm；
（2）[2]从图乙可以看到，物距大于像距，根据凸透镜的成像规律可知，成倒立缩小的实像，生活中的照相机是利用这一原理制成的；
[3][4]根据凸透镜的动态成像规律可知，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向左移动一段距离，像是变小的；
（3）[5]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，但仍然有一部分的光通过凸透镜会聚成像，因此光屏上还是会有完整的像。
9．如图所示，将透明的薄壁
厚度可忽略不计
方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小彬通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象．
（1）如图水槽中未注水时可在侧壁上A处得到一个光点，注入一定量的水后，光点移至B处，这是由于光在水面处发生了光的______现象，此时入射角______角
选填“大于”“等于”或“小于”
；
（2）为使B处的光点移至C处，则应使水槽中的水量______，若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量
______
选填“
”“
”或“
”
；
（3）如图所示，小彬将激光笔移至虚线框内向水槽底部照射，为使光束第一次从水面射出后沿DE方向传播，则激光笔照射的方向应满足的条件是______，且激光笔照射在水槽底部的位置必须在区______
选填“①”②”或“③”
内．
【答案】折射小于增加
平行于DE②
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]水槽中未加水水时，由于光的直线传播，激光射到侧壁上的A点；当水槽中加水时，光点下移到B点位置，这是由于光的折射现象引起的，当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角，此时入射角小于角Q；
（2）[3]入射角和折射角都不变，所以要使B处的光点移到C处，则应使水槽中的水量增加；
[4]若BC间距离为2cm，因为两次的折射光线是平行的，光斑移动的竖直高度小于水面上升的高度，故水面高度的变化量大于2cm；
（3）[5]光从空气中进入水中，再从水中射出到空气中，发生折射时，折射角一次减小，一次增大，最终的入射光线与折射光线是平行的，即激光笔照射的方向应满足的条件是：
平行于DE；
[6]且因为第一次折射进入水中时，折射角小于入射角，则激光笔应该与激光笔照射在水槽底部的位置必须在区②内．
【点睛】
重点是根据光的折射定律的应用，关键是记清楚光由空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角，反之折射角大于入射角，可根据光路可逆的特征进行记忆．
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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