嘉兴物理光的折射 透镜易错题Word版 含答案.docx
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嘉兴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.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.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:
3.如图所示,张沐同学在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)当蜡烛位于图中B处时,移动光屏到D处,观察到光屏上呈现清晰的像,此时像和物大小相等,则该凸透镜焦距为______cm;
(2)张沐同学把蜡烛移到A处,屏上的像变模糊,要使像变清晰,光屏应向______(选填“左”或“右”)适当移动,此时光屏上的像应该是倒立、______的实像;
(3)在上述
(2)操作的基础上,老师取下自己戴的眼镜放于蜡烛和凸透镜之间,光屏上的像又变得模糊,张沐同学发现当光屏向左移动适当距离后像又清晰。
由此可知,老师所戴的眼镜是______透镜,它对光线有______作用;
(4)随着实验的进行,蜡烛变短,为了使像仍成在光屏中央,此时最合理的办法是______。
【答案】10.0左缩小凸会聚向上调蜡烛
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]像和物大小相等,根据凸透镜的成像规律可知,物距和像距大小都等于两倍焦距,而物距是20.0cm,那么该凸透镜焦距为10.0cm。
(2)[2]张沐同学把蜡烛移到A处,这时物距大于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,像距在一倍焦距与两倍焦距之间,即所成的清晰像在60.0cm到70.0cm之间,那么光屏应向左适当移动。
[3]由上述可知,物距大于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律,此时光屏上的像应该是倒立、缩小的实像。
(3)[4][5]假设老师所戴的眼镜是凹透镜,凹透镜的作用是把光线发散,那么蜡烛的光经过凹透镜后会发散,再经过凸透镜,最后所成的清晰像在光屏的后方,但是题中是把光屏往左移动得到清晰的像,这与题意不符合,所以老师戴的不是凹透镜;假设老师所戴的眼镜是凸透镜,凸透镜的作用是把光线会聚,那么蜡烛的光经过凸透镜后会会聚,再经过凸透镜,最后所成的清晰像在光屏的前方,题中是把光屏往左移动得到清晰的像,这与题意相符合,所以老师戴的是凸透镜。
凸透镜对光线有会聚作用。
(4)[6]随着实验的进行,蜡烛变短,烛焰会向下移动,为了使像仍成在光屏中央,烛焰、凸透镜的光心、光屏的中心应在同一高度,此时最合理的办法是向上调蜡烛。
4.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。
5.在探究“凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图甲,平行光正对凸透照射,光屏上出现一个最小最亮的光斑,如图乙,光屏上呈现清晰的像,此像的性质是______的实像(选填“放大”或“缩小”),若保持烛和光屏位置不变,移动镜至______cm刻度线处,光屏上能再次呈现清晰的像;
(2)课后,小丽和小明又尝试,当他们相距2m,通过同一块焦距为15cm的凸透镜观看对方,小明好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像,如图丙,则下列说法中不正确的是__________;
A.此时小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内
B.若图片中小丽将透镜水平向右移动一定距离,小明看到正立的像可能变大
C.小丽从透镜中看不到小明的像
D.小丽从透镜中看到小明倒立缩小的像
【答案】放大40D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图甲可知凸透镜的焦距为10.0cm,图乙中物距为15cm,在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,所以成一个倒立、放大的实像;
[2]若保持烛和光屏位置不变,根据光路的可逆性,将物距和像距互换,可以成一个倒立、缩小的实像,即将物距变为30cm,也就是要将凸透镜移到40cm刻度处。
(2)[3]A.小明刚好通过透镜能看到小丽眼睛正立的像,所以小丽的眼睛在凸透镜的一倍焦距以内,故A正确,A不符合题意;
B.成虚像时,物距越大,所成的像越大,所以小丽将透镜水平向右移动一定距离,小明看到正立的像可能变大,故B正确,B不符合题意;
C.小丽和小明相距2m,小丽在凸透镜的一倍焦距以内,所以小明肯定在凸透镜的2倍焦距以外,成一个倒立、缩小的实像,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,而小丽的眼睛离凸透镜距离小于1倍焦距,所以,小丽的眼睛无法看到这个实像,故C正确,C不符合题意;
D.据C的分析,D错误,D符合题意。
故选D。
6.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。
7.在某次光学实验活动中,小明做了如下两个实验:
(1)探究“凸透镜成像规律”的实验如图甲所示。
①蜡烛放在A点,移动光屏直到光屏上出现最清晰的像,利用此成像原理可以制成________;
②保持蜡烛位置不变,小明将自己的近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间,并靠近凸透镜,若想在光屏上再次得到清晰的像,小明应该向_______(填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏;
③小明又把蜡烛放在B点,继续观察蜡烛所成的像,此时眼睛应在_______(填“蜡烛一侧”或“光屏一侧”)观察;
(2)探究“平面镜成像特点”的实验如图乙所示。
①在水平桌面上平铺一张大白纸,玻璃板应______放置;
②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,再拿支外形相同的未点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。
两支蜡烛外形相同是为了验证像与物____________;
③多次实验后,小明将数据记录在表格中。
分析表中数据可以得出平面镜成像时,像与物______。
次数
蜡烛到玻璃板的距离/cm
像到玻璃板的距离/cm
1
10
10
2
15
15
3
20
20
【答案】照相机远离光屏一侧垂直的大小关系到平面镜的距离相等
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]从图甲可以看到,物距大于像距,光屏上出现最清晰的像,根据凸透镜成像规律可知,这是成倒立缩小的实像,利用此成像原理可以制成照相机。
[2]近视镜片是凹透镜,有发散作用,由题意可知,所成的像会后移,若想在光屏上再次得到清晰的像,小明应该向远离凸透镜的方向移动光屏。
[3]小明把蜡烛放在B点,这时物距小于1倍焦距,成正立放大的虚像,应该在光屏一侧观察。
(2)[4]在水平桌面上平铺一张大白纸,玻璃板应垂直放置,所成的像位置才正确。
[5]两支蜡烛外形相同是为了验证像与物的大小关系,未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛像重合,而这两支蜡烛外形相同,那么点燃的蜡烛与它的像大小相同。
[6]分析表中数据可以得出平面镜成像时,像与物到平面镜的距离相等。
8.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。
9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示。
(1)图甲中光屏上呈一清晰的像,该像是倒立、_______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像。
(2)图甲中固定蜡烛位置不变,将透镜移到60cm刻度线处,要在光屏上再次看到清晰的像,应将光屏向__________(选填“左”或“右”)移动。
(3)图甲中固定透镜位置不变,将蜡烛移到35cm刻度线处,要在光屏上再次看到清晰的像,应将光屏向__________(选填“左”或“右”)移动。
(4)图甲中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次呈现清晰的像,该眼镜片是__________(选填“近视”或“远视”)眼镜的镜片。
(5)图乙是通过实验得到的凸透镜成像时像距v和物距u关系图像,由图像可知:
凸透镜成缩小的像时,物体移动速度v1与像移动的速度v2的大小关系是:
v1________v2。
【答案】等大右右远视>
【解析】
【详解】
(1)[1]如图甲所示,蜡烛到凸透镜的距离即物距,与光屏到凸透镜的距离即像距都为20cm,物距等于像距等于两倍焦距,则该凸透镜的焦距为10cm,根据凸透镜成像规律,此时光屏上成的是倒立、等大的实像;
(2)[2]图甲中固定蜡烛位置不变,将透镜移到60cm刻度线处,此时物距大于两倍焦距,成倒立、缩小的实像,像距在一倍焦距与两倍焦距之间,所以应该将光屏向右移动;
(3)[3]图甲中固定透镜位置不变,将蜡烛移到35cm刻度线处,此时物距在一倍焦距与两倍焦距之间,成倒立、放大的实像,像距大于两倍焦距,所以应该将光屏向右移动;
(4)[4]图甲中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,说明像距变小,即凸透镜的会聚能力变强,故放置的是凸透镜,而凸透镜能矫正远视眼,所以该眼镜片是远视眼镜的镜片;
(5)[5]根据凸透镜成像规律可知,当物体位于两倍焦距以外时才成缩小的像,所以通过乙图分析凸透镜成像时像距v和物距u关系图像,应该看物距大于20cm时,从图中我们可以看到当物距由20cm增大到40cm时,像距由20cm减小到15cm,由此可知,物体移动的速度v1是大于像移动的速度v2的
10.同学们在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)如图甲所示,先让平行光正对着凸透镜照射,左右移动光屏,直到光屏上出现一个最小最亮的光斑,测得凸透镜的焦距,然后组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于___________上,进行实验,
(2)小强同学经过规范操作,准确测量,实验记录如下表:
序号
物距u/cm
像距v/cm
像的性质
1
45.0
22.5
a
2
30.0
30.0
倒立、等大、实像
3
20.0
60.0
b
4
6.0
/
正立、放大、虚像
表格中有几项内容漏写了,请你帮助填补:
a___________;
b___________。
(3)在进行第三次实验时如图乙所示,如果此时撤去光屏,人眼在如图所示的位置_______(选填“能”或“不能”)直接看到烛焰的实像。
(4)在进行第三次实验时,若保持凸透镜的位置不变,小明同学取了一副近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,观察到光屏上的像变模糊了,此时要使光屏上成清晰的像,应该将光屏向_____(选填“左”或“右”)移动。
(5)在各组汇报数据时,有两个小组使用的凸透镜焦距都是15.0cm,物距都是25.0cm时,所测像距分别为37.5cm,36.6cm.他俩讨论后认为:
数据出现差别的原因不是测量像距时的误差所致,而是由于实验时的操作引起的.请你写出数据出现差别的原因___________。
【答案】凸透镜的主光轴倒立、缩小、实像倒立、放大、实像能右没有前后移动光屏寻找到最清晰的像
【解析】
【详解】
(1)[1]为了保证烛焰所成的像呈现在光屏的正中央,应该使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上;
(2)[2]由表格中第二行数据可知,物距等于像距为30cm,则凸透镜的焦距为15cm,第一行中物距大于两倍焦距,所以a中填倒立、缩小的实像;
[3]第三行中物距大于一倍焦距且小于两倍焦距,所以b中填倒立、放大的实像;
(3)[4]第三次实验中成的是倒立缩小的实像,右侧的光屏能够承接,撤掉光屏,人眼的视网膜相当于光屏,能够接收到烛焰的实像;
(4)[5]近视眼是因为晶状体比较厚,折光能力比较强,光线会聚在视网膜的前面,所以需要用凹透镜对光发散一下,所以当将一副近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光线的会聚点会落在光屏的右边,此时要使光屏上成清晰的像,应该将光屏向右移动;
(5)[6]在做凸透镜成像实验时,我们需要让物体在光屏上成清晰的像时,记录物距、像距等相关数据,所以像距记录有差别,原因是因为没有左右移动光屏使像清晰后记录数据。
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