精选八年级物理光的折射 透镜易错题Word版 含答案.docx
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精选八年级物理光的折射透镜易错题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.学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验,发现像的大小不同,亮度也不一样.
(1)关于像的亮度与哪些因素有关,他们提出以下猜想;
猜想1:
与小孔到光屏的距离有关;
猜想2:
与小孔的形状有关:
猜想3:
与小孔的大小有关:
①类比利用太阳光测凸透镜焦距时,光屏从焦点处远离透镜过程中,光斑越大越暗的现象,可判断猜想1是________的.
②验证猜想2时,固定烛焰、纸筒和光屏的位置,更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验,分别观察比较所成像的亮度.他们实验中存在的问题是________.
③为验证猜想3,固定烛焰、小孔和光屏位置,只改变圆孔直径,观察到的现象如下表:
圆孔的直径/mm
小于1.0
1.0
1.5
2.0
2.5
4.0
像的清晰度
清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
清晰
像的明亮程度
……逐渐变亮
实验现象表明:
在小孔成像清晰时,________.
(2)学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究,如图丙所示:
①在纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是________.
②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合,则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________(选填“大”或“小”)
③若只用a孔替代凸透镜,在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度________,像的大小________.
【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大,亮度越亮C小更暗不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①根据题意知道,当光屏从焦点处远离透镜过程中,出现光斑越大越暗的现象,则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关,故可判断猜想1是正确的;
②要探究像的亮度与小孔的形状的关系,则需要控制孔的大小不变,只改变形状,而图乙中既改变了孔的形状,也改变孔的大小,所以此过程中存在的问题是:
没有控制小孔的大小相等;
③分析表格的实验数据知道:
在小孔成像清晰时,小孔越大,像的明亮程度越亮.
(2)①光屏上原本三个像,在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像,说明该经过透镜组折射后把三个像重叠在一起,那么三棱镜组合相当于凸透镜的作用,所以C选项中的组合合理;
②根据凸透镜对光线的作用,平行于主光轴,越靠近光心的光线经折射后汇聚于凸透镜的焦点其偏折程度小,所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小.
③若只用a孔替代凸透镜,平行于主光轴的光线经透镜折射后在光屏上成像,但要损失一部分能力,所以在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度变暗,但大小不变;
2.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。
3.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,实验过程如下:
(1)实验前,需要选择焦距恰当的凸透镜。
实验室有A、B两种凸透镜,图甲是平行光通过两种凸透镜后,在光屏上会聚在一点时的光路示意图;从图中读出透镜A的焦距为________
;为了便于完成探究过程,应该选择透镜______(选填“A”或“B”)进行实验,并将此透镜固定在光具座上的50cm刻度处;
(2)在调节光具座上光学器材的高度时,蜡烛应该_________(选填“点燃”或“不点燃”);
(3)当把蜡烛移动到光具座上的15cm刻度处,如图乙所示,此时想在光屏上成像,应该将光屏移动到光具座的_________(选填“A”“B”或“C”)刻度范围内;
A.
B.
C.
(4)当
,且像成在光屏上时,把蜡烛向远离凸透镜的方向移动一段距离,那么要想在光屏上继续成像,应该将光屏_________(选填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(5)随着实验的进行,蜡烛越烧越短,会看到烛焰在光屏所成的像_________(选填“上移”或“下移”);
(6)调整蜡烛的高度后继续探究成像特点,如图丙所示,调节光屏的位置可以在光屏上得到一个倒立、_________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像;若把光屏和蜡烛的位置互换,在光屏上_________(选填“能”或“不能”)看到像。
【答案】10.0A点燃B靠近上移放大能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图甲知,透镜A焦距为10.0cm。
[2]由图甲知,透镜B焦距为40.0cm,由图乙知,光具座的最大刻度为100.0cm,那么应选透镜A进行实验。
(2)[3]调节光具座上光学器材的高度时,蜡烛应该点燃,才能准确判断蜡烛中心、透镜中心和光屏中心是否在同一水平高度。
(3)[4]蜡烛移动到光具座上的15cm刻度处,则此时物距为35cm,即物距大于二倍焦距,那么像距小于二倍焦距而大于一倍焦距,即光屏在光具座的位置应在60cm至70cm刻度处,故B选项正确。
(4)[5]据凸透镜的成像规律知,蜡烛远离凸透镜,那么光屏应靠近凸透镜,才能再次继续成像。
(5)[6]当蜡烛的长度变短后,据过透镜光心的光线传播方向不变知,烛焰所成的像向上移。
(6)[7]由图丙知,此时的物距小于20.0cm,即物距小于二倍焦距而大于一倍焦距,则所成的像是倒立、放大的实像。
[8]据光路可逆知,若透镜位置不变,光屏和蜡烛的位置互换,光屏上能看到像。
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.小莉同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,在光屏上可得到一个清晰的像,若保持蜡烛和光屏的位置不变,移动透镜至______cm处,光屏上能再次呈现清晰的像;
(2)实验中将凸透镜从图甲处逐渐远离蜡烛,物距u随时间t的变化图像如图乙所示,则如图丙所示的图像中,像距v随时间t的大致变化图像正确的是______;
(3)如图丁所示,保持蜡烛的位置不变,移动透镜至16cm处,人眼能观察到蜡烛的像,像是图戊中的____(选填“A”“B”“C”或“D”)。
【答案】40CD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]如图甲所示时,物距小于像距,当
,成倒立放大的实像,当
,应用是照相机;而且此时
,像距
;若保持蜡烛和光屏位置不变,光屏上能再次呈现清晰的实像,根据折射现象中光路可逆,需要移动透镜至40cm刻线处。
(2)[2]当物距大于焦距时凸透镜成的是实像;将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,当物体在一倍焦距到二倍焦距之间移动时,像距变化大于物距变化;当物体在二倍焦距以外移动时,像距变化小于物距变化。
即像距先减小得快,后减小得慢。
故图象为C图。
(3)[3]凸透镜焦距为10cm,使蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,u=6cm,小于焦距,物距小于焦距成正立放大虚像,像是图戊中的D。
6.如图a所示小王用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验,凸透镑的焦距为20cm;
(1)保持凸透镜和光屏的位置不变,要使光屏承接一个倒立清晰的实像,可将蜡烛向___________(选填“左”或“右”)移动一段距离;
(2)保持凸透镜位置不变,小王又将蜡烛移至光具座30cm刻度线处,发现无论怎样在光具座上移动光屏,都无法呈现清晰的像,原因是_________________________________;
(3)为进一步探究凸透镜成像特点,小李又将蜡烛移至光具座40cm刻度线处,移动光屏仍接不到像,如图b所示,MN为透镜L的主光轴,试通过光路作图确定蜡烛AB通过透镜L所成的像______________。
【答案】右物体处于一倍焦距处不成像
【解析】
【分析】
凸透镜成像的规律:
①u>2f时,2f>v>f,成倒立、缩小的实像;
②2f>u>f时,v>2f,成倒立、放大的实像;
③u=f时,不成像;
④u 【详解】 (1)[1]保持凸透镜和光屏的位置不变,即像距为50cm,大于二倍焦距,要使光屏承接一个倒立清晰的实像,物距应为一倍到二倍焦距之间,所以应将蜡烛向右移动一段距离。 (2)[2]保持凸透镜位置不变,小王又将蜡烛移至光具座30cm刻度线处,此时物距等于焦距,即蜡烛位于焦点上,此时是不能成像的,所以发现无论怎样在光具座上移动光屏,都无法呈现清晰的像,即原因是: 物体处于一倍焦距处不成像。 (3)[3]为进一步探究凸透镜成像特点,小李又将蜡烛移至光具座40cm刻度线处,物距小于焦距,此时凸透镜成正立放大的虚像,像与物在凸透镜的同侧;依据凸透镜的特殊光线,作出蜡烛的顶点的光路图,即与光轴平行的光线,折射后,过焦点;过光心的光线传播方向不变,然后反射延长两条折射光线,交于一点,此点为蜡烛顶点的像,过此点向光轴作出垂线,垂线段为蜡烛的像,如图所示: 【点睛】 凸透镜成像规律是常考试的内容,应牢记凸透镜的成像规律,有些同学总是记不住,要下点功夫,可以结合成像光路图进行练习、记忆。 7.小明用如图所示的装置探究凸透镜成像规律,凸透镜的焦距是15cm,把凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛固定在15cm刻度线处: (1)实验时,应调节烛焰、凸透镜与光屏三者的中心在____________; (2)当装置如上图所示时,光屏应该在_______区域内移动(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”),烛焰才能在光屏上成清晰的像,像是倒立的、_______的实像,生活中的_________就是利用这个原理制成的,当烛焰向右移动10cm后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向_______(选填“左”或“右”)移,此时所成像将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”); (3)实验中蜡烛在原来的位置越烧越短,则像在光屏上的位置会___________(选填“往下移”、“不变”或“往上移”); (4)上图中(蜡烛在15cm刻度线处)调整好像的位置后,小明取了一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,可将蜡烛适当________(选填“左”或“右”)移; (5)保持蜡烛、凸透镜、光屏位置不变,小华用不透光的纸板遮住凸透镜上半部分,则在光屏上观察到的像是________(填选项前的字母)。 A.烛焰的上半部分,亮度变暗B.烛焰的下半部分,亮度变暗 C.完整的烛焰,亮度变暗D.完整的烛焰,亮度不变 【答案】同一高度Ⅰ缩小照相机右变大往上移左C 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]实验时,应调节烛焰、凸透镜与光屏三者的中心在同一高度。 (2)[2]由图知,若蜡烛在15cm刻度处,则物距 u=50cm−15cm=35cm>2f 像距处于f和2f之间,光屏离凸透镜的距离应在15cm到30cm之间,光屏应该在区域Ⅰ。 [3]此时成倒立缩小的实像。 [4]照相机是根据这个原理制成的。 [5]若蜡烛靠近透镜,物距变小,则像距会变大,应将光屏远离透镜,即向右移动。 [6]根据物近像远像变大的特点可知,此时所成像将变大。 (3)[7]蜡烛在燃放中不断缩短,向下移动,根据像与物体的变化方向恰好相反可知,光屏上的像往上移。 (4)[8]近视眼是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,取一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间,使原来会聚的光线推迟会聚,蜡烛向左远离凸透镜,才能在光屏上得到清晰的像。 (5)[9]遮住凸透镜的上半部,物体上任一点射向凸透镜的下半部,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,折射光线减少,会聚成的像变暗。 故选C。 8.小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验。 如图所示,实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、凸透镜A、凸透镜B、平行光光源(接通电源后可发出平行光)、光具座等器材。 (1)根据图甲所示,该凸透镜A的焦距是fA=_____cm。 (2)如图乙,实验时,需要把凸透镜A、光屏和蜡烛烛焰的中心调到_____。 (3)如图乙,小华把凸透镜A固定在光具座上50cm刻度线处,将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在在光屏上成清晰的像,则该像是_____(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像,此成像特点常应用在_____(选填“放大镜”“照相机”或“幻灯机”)上。 (4)保持蜡烛位置不变,小华用焦距fB为12cm的凸透镜B替换凸透镜A,将凸透镜B固定在光具座上50cm刻线处,若想在光屏上得到清晰的像,光屏向_____(选填“左”或“右”)移动。 【答案】10cm同一水平高度缩小照相机右 【解析】 【分析】 (1)根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断.焦点到凸透镜光心的距离即为焦距。 (2)为使像成在光光屏中央,应把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上。 (3)掌握凸透镜成像的规律及应用,知道照相机是根据当物距大于2倍焦距时,成缩小倒立实像的原理制成的。 (4)物距大小不变,但是凸透镜的焦距变小,会聚能力变强,相当于物距增大,根据凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大进行判断。 【详解】 (1)[1]由图甲可知,平行光光源发出平行于透镜主光轴的平行光照射到凸透镜A上,在透镜另一侧移动光屏直到光屏上的光斑最小,则最小的光斑即为焦点,焦点到凸透镜光心的距离为10.0cm,所以凸透镜的焦距fA=10.0cm。 (2)[2]把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛,将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度上,其目的是使像成在光屏中央。 (3)[3][4]如图乙所示,保持凸透镜A位置不变,将点燃的蜡烛放在光具座上20cm刻线处时,此时物距 则物距大于2倍焦距,移动光屏,此时应该能成一个倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的。 (4)[5]保持蜡烛与凸透镜在如图所示的位置不变,用焦距fB为12cm的凸透镜B替换凸透镜A,凸透镜的焦距变大,对光线的会聚能力变弱,像距要增大,则光屏要向右移动靠近凸透镜。 9.如图,在“探究凸透镜成像规律的实验”中: (1)如图甲所示,是小明确定焦距时所做的实验,则该凸透镜的焦距为_________cm(不要求估读),当烛焰距凸透镜15cm时,能成倒立、__________的实像,当烛焰向左(远离透镜)移动后,要在光屏上再次成清晰的像,需将光屏向_________(选填“左”或“右”)移,此时所成像将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”); (2)实验一段时间后,蜡烛因燃烧变短,所成像如图乙,要使像能够在光屏的中央,应将凸透镜向_________(选填“上”或“下”)调整; (3)在上一步实验调整好像的位置后,小明取了一副近视镜放在凸透镜和蜡烛之间,要使光屏上还能呈清晰的像,可将光屏适当__________(选填“左”或“右”)移。 【答案】11放大左变小下右 【解析】 【分析】 (1)①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点和光心的距离是凸透镜的焦距; ②根据凸透镜成像的三种情况和应用: u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机; 2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪; u ③凸透镜成实像时,物距增大,像距减小; (2)凸透镜成的实像是倒立的,像与物体的变化方向恰好相反; (3)近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,能使会聚的光线推迟会聚。 【详解】 (1)[1]使平行光线通过凸透镜,并移动光屏,直到白纸上的光斑最小,这个光斑是凸透镜的焦点,凸透镜到焦点的距离为: 41.0cm−30.0cm=11.0cm, 则凸透镜的焦距为11.0cm; [2]把蜡烛放在距凸透镜15cm处,2f>u>f,成倒立、放大的实像; [3][4]当烛焰向左(远离透镜)移动后,物距在不断增大,由凸透镜成实像的规律可知: 物距增大,像距减小,像变小;则应将光屏向左移动,才能在光屏上再次成清晰的像; (2)[5]蜡烛在燃放中不断缩短,向下移动,光屏上的像向上移动,要使像能够成在光屏中央,可向上移动光屏;或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜; (3)[6]近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,能使原来会聚的光线推迟会聚(即此时清晰的像在光屏的右侧),要在光屏上得到清晰的像,则可将光屏适当右移。 10.小伟用如图甲所示的实验装置探究“凸透镜成像的规律”,所用凸透镜的焦距为10cm (1)小伟在组装器材时,将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上,这样做的目的是: _____。 (2)实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。 当蜡烛距离凸透镜15cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、_____的实像(选填“放大”、“等大”或“缩小”)。 (3)接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,他应将光屏向_____透镜方向移动(选填“靠近”或“远离”)此时的像与步骤 (2)中的像相比,大小将变_____。 (4)如图乙所示,小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处,移动光屏,再次得到烛焰清晰的像,利用该成像规律制成的光学仪器是_____(选填“放大镜”投影仪”或“照相机”)。 小伟发现,随着蜡烛燃烧变短,烛焰在光屏上的像会向_____移动。 【答案】使像成在光屏的中央放大靠近小照相机上 【解析】 【详解】 第一空.将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。 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在同一水平直线上。 其目的是使像成在光屏的中央; 第二空.实验过程中,凸透镜始终固定在光具座50cm刻度线处。 当蜡烛距离凸透镜15cm时,f<u<2f,凸透镜成倒立放大的实像,所以移动光屏,可在光屏上得到一个倒立、放大的实像; 第三空.接下来小伟将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离,为了能在光屏上再次看到烛焰清晰的像,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,他应将光屏向靠近透镜方向移动; 第四空.像距变小了,所以此时的像与步骤 (2)中的像相比,像将变小; 第五空.如图乙所示,小伟将蜡烛固定在光具座10cm刻度线处,此时物距大于2倍焦距时,成倒立缩小实像,利用该成像规律制成的光学仪器是照相机; 第六空.实验一段时间蜡烛变短,由于凸透镜成的是倒立的实像,或根据过光心的光线传播方向不变,可判断光屏上成的像会向上移动。
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