光的折射 透镜单元测试与练习word解析版.docx
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光的折射透镜单元测试与练习word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.小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)如图1,让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜,移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,则该凸透镜的焦距为____________cm。
(2)如图2,要使像成在光屏的中央,应将光屏向____________调整(选填“上”或“下”)。
(3)当烛焰距离凸透镜12cm处时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的像,生活中的________就是利用这个原理制成的。
(4)当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将____________(选填“变大”或“变小”)。
(5)蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图,此时光屏上得到了一个清晰的像,这个像是倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。
(6)随着实验的进行,蜡烛在逐渐变短,出现了如图甲所示现象,为了把像调整到光屏中央,应选_______。
A.将蜡烛向下移动B.将凸透镜向下移动C.将光屏向下移动
(7)在上一步实验获得清晰的像后,小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前(如图乙),要使光屏上再次成清晰的像,可将蜡烛向____________(左/右)移。
(8)如图,蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C,为在光屏上再次成清晰的像,则他应将光屏向左移动,光屏移动距离为s′______s(填“>”“=”或“<”)。
【答案】10.0下投影仪变小放大B左>
【解析】
【详解】
(1)[1]移动光屏,直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑,凸透镜所在的位置是50.0cm,光屏所在的位置是60.0cm,那么凸透镜的焦距是
(2)[2]从图2可以看到,光屏的位置过高,要使像成在光屏的中央,应将光屏向下调整;
(3)[3]当烛焰距离凸透镜12cm处时,物距大于一倍焦距,小于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,移动光屏,这时会成倒立、放大的实像,生活中的投影仪就是利用这个原理制成的;
(4)[4]根据凸透镜的动态成像规律可知,当烛焰逐渐远离凸透镜时,烛焰所成的实像将变小;
(5)[5]从图中可以看到,物距等于15cm,物距大于一倍焦距小于两倍焦距,根据凸透镜的成像规律可知,这个像是倒立、放大的实像;
(6)[6]从图甲可以看到,像的位置偏上了,为了把像调整到光屏中央,应选将凸透镜向下移动,这样像会下移,重新在光屏中央,故选B;
(7)[7]近视眼镜是凹透镜,对光线有发散作用,小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前,那么所成的清晰像会往右移动,要使光屏上再次成清晰的像,根据凸透镜的动态成像规律可知,要使光屏上再次成清晰的像,可将蜡烛向左移;
(8)[8]当物距等于2f,此时像距也是2f,物像之距最小,当蜡烛由A处向左移动距离s到C时,由于物体向2f处靠近,物像之距在减小,那么物体移动的距离s小于像移动的距离s′。
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.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:
5.实验室常用蜡烛完成以图光学实验:
(1)图甲为小孔成像示意图,该现象可以用______来解释。
(2)图乙为探究平面镜成像特点的实验装置,若蜡烛A到玻璃板距离为10cm,则蜡烛的像B与蜡烛A之间的距离为______cm;若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板,从蜡烛A一侧观察玻璃板,______(填“能”或“不能”)看到蜡烛所成的像。
(3)图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。
当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时,可在光屏上得到清晰的像。
保持凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动到35cm刻度线处,此时可将光屏向______(选填“左”或“右”)移动适当距离能再次得到清晰的倒立、______的实像;若不移动光屏,可在烛焰和透镜之间放置一个适当的______透镜(选填“凸”或“凹”)也能在光屏上得到一个清晰的像。
【答案】光的直线传播20能右放大凸
【解析】
【详解】
第一空.图甲为小孔成像示意图,这属于光的直线传播现象,可以用光的直线传播来解释;
第二空.图乙为探究平面镜成像特点的实验装置,若蜡烛A到玻璃板距离为10m,根据平面镜物像到平面镜的距离相等,蜡烛A的像到玻璃板的距离也是10cm,则蜡烛的像B与蜡烛A之间的距离为10cm+10cm=20cm;
第三空.平面镜所成的像是虚像,虚像是不能成在光屏上的,但玻璃板仍会出现平面镜成像现象,用不透明的挡板在玻璃板后面挡住蜡烛B,在蜡烛A一侧观察,玻璃板后将仍能观察到蜡烛A的像。
第四空.蜡烛到凸透镜的距离为20cm时,光屏上呈现一个倒立等大的像,
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