精选苏科版物理八年级上册 光的折射 透镜易错题Word版 含答案.docx
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精选苏科版物理八年级上册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.康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区,来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片,如图甲,感觉有点小,更换镜头站在原地又拍了一张,如图乙。
两次像的大小不同是何原因呢?
他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的,为此,返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究:
(1)如图丙,他先将f=10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处,再将蜡烛放在10cm刻度处,移动光屏直到成清晰的像,此时光屏应在_____刻度范围内。
(2)基于实验目的,接下来他换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,移动光屏找到最清晰的像,此像大小比
(1)中所成的像_____。
(3)依据
(2)问的结论,他又联想到望远镜的物镜(凸透镜)和目镜(凸透镜)的焦距大小也不同,为了尽可能成更大更清晰的像,则f物_____f目,若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,此时所成像的大小_____不换位置时所成像的大小(均选填“>”“<”“=”)。
【答案】60﹣70cm变小><
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]当焦距为f=10cm,由图可知物距u=40cm,那么u>2f,此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即在60﹣70cm之间。
(2)[2]换用f=5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处,保持蜡烛位置不变,焦距变小,相当于增大了物距,物距变大时实像会变小。
(3)[3][4]望远镜的物镜相当于是照相机,成的是倒立、缩小的实像,为了使像更大一些,应增大焦距,望远镜的目镜相当于是放大镜,在物距不变的情况下,焦距越小,成的像越大,由于望远镜的长度不变,故为了成更大的像,应使f物>f目。
若将物镜和目镜互换位置,站在原地看同一物体,由于在光的折射中,光路是可逆的,放大作用没有改变,此时所成像要小于不换位置时所成像的大小。
2.探究凸透镜成像的规律。
(1)选取焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光屏,将它们置于光具座上。
点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在______;
(2)当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时,调整光屏到______(填“A”、“B”或“C”)位置时,生活中的______(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据这个成像原理制成的;
(3)保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏位置对调,光屏上______(填“能”或“不能”)再次看到清晰的像。
若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间,还想在光屏上看到清晰的像,应将光屏适当______(填“靠近”或“远离”)凸透镜。
【答案】同一高度C投影仪能靠近
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为使烛焰的像成在光屏的中心,在做实验的过程中,调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度。
(2)[2]当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时,蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间,像会成在2倍焦距以外,所以光屏要调整光屏到C点。
[3]生活中的投影仪成像原理是物体在1倍焦距和2倍焦距之间,像在2倍焦距以外。
(3)[4]保持凸透镜的位置不变,将蜡烛和光屏位置对调,根据光路的可逆性光屏上仍能成清晰的像。
[5]若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间,光线通过凸透镜后会会聚一些,还想在光屏上看到清晰的像,就要让光屏靠近凸透镜。
3.小丽同学用焦距为15cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验:
(1)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时,光屏上会得到一个清晰的倒立、______的实像,如果在凸透镜前放一个近视镜,小丽需要向______(填“左”或“右”)移动光屏才能看到烛焰清晰的像;
(2)如图乙所示,一条平行于凹透镜主光轴的光线,经凹透镜和凸透镜折射后恰好经过
点,请在图中画出经过两透镜后的折射光线______。
(F为凹透镜的虚焦点)
【答案】等大右
【解析】
【分析】
(1)根据物体在凸透镜的二倍焦距处的成像性质进行判断;正常的眼睛可以将光线会聚在视网膜上。
近视眼会将物体的像呈在视网膜之前,应该佩戴凹透镜进行矫正。
远视眼会将物体的像呈在视网膜之后,应该佩戴凸透镜进行矫正;
(2)根据凹透镜对光线有发散作用作图。
【详解】
(1)[1]由题意和图甲可知,凸透镜的焦距是15cm,物距
同理像距等于
,由凸透镜成像规律可知,此时光屏上会得到一个倒立、等大的实像。
[2]在蜡烛和透镜之间放上一个近视镜,近视眼镜(凹透镜)对光线有发散作用,使光线延迟会聚,为了使光屏上还能出现清晰的像,则光屏需要适当向右移动。
(2)[3]平行于主光轴的光线,经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线经过焦点,由题意可知该光线经凸透镜折射后恰好经过
点,据此完成光路图,如图所示:
4.探究凸透镜成像的规律:
(1)实验所用凸透镜的焦距为10cm。
某次实验情形如图甲所示,此时光屏上恰好得到烛焰清晰的像,则物距u=______cm,烛焰的像应为图乙中的______,生活中的______就是利用这一原理工作的。
(2)在图甲所示实验情形下,紧靠凸透镜加放另一透镜,发现光屏上的像变模糊。
保持蜡烛和凸透镜的位置不变,只将光屏向右移动又重新得到清晰的像,则所加的透镜为______。
【答案】30C照相机凹透镜
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图甲可知,凸透镜在50cm刻度处,蜡烛在20cm刻度处,则物距
u=50cm-20cm=30cm
[2][3]由图可知,物距大于像距,且光屏上成清晰的像,此时成的是倒立、缩小的实像,所以烛焰的像应该是图乙中的C,生活中照相机是利用这一原理工作的。
(4)[4]保持蜡烛和凸透镜的位置不变,只将光屏向右移动又重新得到清晰的像,即相对于没加透镜之前像距变大了,说明成像光线被扩散了,所以加的透镜为凹透镜。
5.小明和小亮用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律。
(1)实验前将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至同一高度,目的:
______;
(2)如图所示,光屏上呈现一个清晰的像保持凸透镜位置不变,将蜡烛向左移动一段距离,要再次在光屏上得到清晰的像,应将光屏向______移动,像的大小将变______;
(3)小亮认为:
凸透镜成实像时,不但像与物上下是颠倒的,而且左右也是相反的。
请你设计一种简单的方法验证小亮的观点______。
【答案】确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央左变小将蜡烛换成字母“F”的LED灯
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]三心同高的目的是确保蜡烛火焰的像成在光屏的中央。
(2)[2][3]物远像近像变小,所以光屏左移,像变小。
(3)[4]将蜡烛换成字母“F”的LED灯,光屏上可以呈现上下左右都相反的像,即可证明。
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.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。 8.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。 9.某物理兴趣小组利用透明橡皮膜、注射器、乳胶管、止水夹等器材制成凹、凸形状可改变的水透镜,并利用水透镜探究“透镜成像”,如图所示。 (1)图甲中,从形状上可以判别此时的水透镜是_____(凹/凸)透镜;研究小组对水透镜中继续注入少许水,发现焦点左移,抽出少许水后,焦点右移;并测得了水透镜的多个焦距值;这一现象说明水透镜的凸出程度越大,水透镜的焦距越_____(大/小)。 (2)如图乙,在光具座上固定好蜡烛和水透镜,此时物距为_____cm,移动光屏到如图的位置获得了一个清晰的像,这个像是倒立_____(放大/缩小)的实像。 (3)保持蜡烛和水透镜的位置不变,利用甲图装置测量水透镜的焦距,并在乙图中进行透镜成像实验,获得多组数据如下: 实验次数 焦距f/cm 像距v/m /m-1 /m-1 1 15.0 60.0 6.7 1.7 2 12.0 30.0 8.3 3.3 3 20.0 10.0 5.0 4 8.0 13.0 12.5 7.5 5 5.0 6.7 20.0 15.0 A.表格中,第3次实验时水透镜的焦距是_____cm。 根据表中数据可得: 当凸透镜成实像时,物距不变,像的大小跟_____有关。 B.作出 和 的关系图像。 (________) C.根据上述数据和图像,写出v和f的关系是v=_____。 【答案】凸大20.0放大10焦距 【解析】 【详解】 (1)[1]由图甲知,该水透镜中间厚,边缘薄,为凸透镜; [2]注入少许水,发现焦点左移,焦点到凸透镜的距离变小,可知焦距变小;抽出少许水后,焦点右移,焦点到凸透镜的距离变大,可知焦距变大;这一现象说明水透镜的凸出程度越大,水透镜的焦距越小。 (2)[3]由图乙知,蜡烛到凸透镜的距离为20.0cm,则物距为20.0cm; [4]由图可知,像距大于物距,此时成倒立放大的实像; (3)[5]A.由第三组数据可知, ,则f=0.1m=10cm; [6]由数据知,物距不变,凸透镜的焦距改变,像距改变,说明像的大小改变,可知当凸透镜成实像时,物距不变,像的大小与焦距有关; [7]B.根据表格中的数据,描点并连线,如图所示: ; [8]C.由图像可知, 与 成正比例关系,设 ,分别将3、5组数据代入得: , , 联立①②解得: k=1,b=-5;可得 , 进一步可得: 。 10.小明“探究凸透镜成像规律的实验”。 (1)实验开始前,首先在光具座上依次安装好蜡烛(已点燃)、凸透镜和光屏并进行调节,使它们的中心在_____,这样调节的目的是______。 (2)下表是小明同学实验时记录的几组数据: 根据表中数据,完成下列问题: 实验次数 物距u/cm 像距v/cm 物高s/cm 像高h/cm 1 35 14 5 2 2 30 15 5 2.5 3 20 20 5 5 4 15 30 5 10 5 12 60 5 25 ①该凸透镜的焦距为________cm。 ②从表中的数据进一步分析可以看出,当物体从2倍焦距以外向焦点靠近的过程中,发现新的变化规律是(只写一种)_____。 (3)保持凸透镜的位置不变,当把点燃的蜡烛向透镜方向移动至图中位置时,来回调节光屏,光屏上不能接收到像,原因是____,保持蜡烛和透镜的位置不变,小明想看到烛焰的像,请你帮小明想出合理的办法。 _______________________ 【答案】同一高度上使像成在光屏的中央10凸透镜成实像时,物距减小像距增大,像也变大此时u<f,所成的像为虚像,无法用光屏承接人眼在光屏一侧逆着折射光看即可 【解析】 【详解】 (1)[1][2]首先在光具座上依次安装好蜡烛(已点燃)、凸透镜和光屏并进行调节,使它们的中心在同一高度上;这样调节的目的是使像成在光屏的中央; (2)[3]从表中数据可以知道,第三次实验时,物高等于像高,根据凸透镜的成像规律可知,这是成等大的实像,那么物距等于像距,大小都是等于2倍焦距,即 可求得焦距 ; [4]从表中数据可以知道,当物体从2倍焦距以外向焦点靠近的过程中,即物距从35cm到变成12cm过程中,物距在减小而像距从14cm增大到60cm,即像距在增大,像高也从2cm增大到25cm,即像也变大; (3)[5]当把点燃的蜡烛向透镜方向移动至图中位置时,此时物距 ,来回调节光屏,光屏上不能接收到像,原因是物距小于一倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,所成的像为虚像,无法用光屏承接; [6]根据凸透镜的成像规律可知,当u<f时,成正立、放大的虚像,虚像在凸透镜的左侧,小明想看到烛焰的像,那么小明应该在光屏一侧逆着折射光看即可。
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