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．小兰利用如图所示的装置做实验研究凸透镜成像规律。
设u为烛焰至透镜的距离，v为光屏上得到最清晰的像时，光屏至透镜的距离。
小兰调整u，测量相对应的v，部分实验数据如下表所示。
根据表中数据可知u/cm6030201513…v/cm1215203045…(1)此凸透镜的焦距f=_________cm；(2)如果u=16cm，光屏上能得到烛焰的_________的像；（选填“放大”或“缩小”）(3)设想光具座足够长，u足够大，则v的值接近_________cm；（选填“0”、“5”或“10”）(4)若透镜的下半部以黑布遮住则看到烛焰的像会变_________；（选填“亮”或“暗”）(5)完成上述实验后小兰发现了一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜，如图所示。
如果有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是_________（选填“会聚”或“发散”）光束。
请说明你判断的理由_________（可画图辅助说明）。
【答案】10 放大 10 暗发散可将此玻璃砖看成两个玻璃凹透镜A、B的组合，如图所示。
平行光束通过两个凹透镜时，先后经历了两次发散过程，因而出射光是发散的【解析】【分析】【详解】(1)[1]由表格知，当u=20cm，v=20cm时，凸透镜成的是等大的实像，而2f=20cm所以凸透镜的焦距f=10cm(2)[2]u=16cm时，f<u<2f，所以此时所成的是放大的实像。
(3)[3]据凸透镜的成像特点，成实像时物距越远，则像距离越小。
而u足够大时，v会逐渐靠近焦点，但不会越过焦点，所以v的值接近10cm。
(4)[4]若透镜的下半部以黑布遮住，则看到的像会暗，因为黑布遮住了部分射入透镜的光线。
(5)[5][6]因为平行玻璃砖中间是空的，则此玻璃砖相当于两个凹透镜的组合（具体见下图），平行光束通过两个凹透镜时，先后经历了两次发散过程，因而出射光是发散的。
3．小华利用如图所示装置来研究凸透镜成像的规律。
(1)如图甲可知该凸透镜的焦距为_____cm；(2)如图乙所示，光屏上能呈现清晰的像，此像的性质是倒立、_____的实像，其实际应用是_____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；(3)保持蜡烛在10cm刻度处和光屏在55cm刻度处不动，若想再次在光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜移到_____刻度处；(4)实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分，则蜡烛的像_____（选填“完整”、或“不完整”）；(5)老师摘下自己的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上的像不清晰了，他向后移动光屏再次找到了清晰的像，请问老师的眼镜是_____（选填“凸透镜”或“凹透镜”），老师是_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。
【答案】10.0 放大投影仪 40cm 完整凹透镜近视眼【解析】【分析】【详解】(1)[1]平行于主光轴的光经凸透镜折射后会在光屏上形成最小最亮的点，即凸透镜的焦点，由图甲可知该凸透镜的焦距f=-=60.0cm50.0cm10.0cm(2)[2][3]由图乙可知，物距小于像距，光屏上能呈现清晰的像，所以成的是倒立、放大的实像，生活中投影仪是利用这一原理工作的。
(3)[4]根据折射时光路是可逆的，保持蜡烛和光屏的位置不变，此时物距应处于一倍焦距和两倍焦距之间，u=-=25.0cm10.0cm15.0cm像距大于二倍焦距v=-=55.0cm25.0cm30.0cm凸透镜成倒立、放大的实像，将凸透镜移到物距等于像距等于30cm，即40cm刻度线处。
(4)[5]实验过程中小华不小心用手挡住了凸透镜的下半部分，挡住了部分折射光线，会使像变暗，但是蜡烛的像依然完整。
(5)[6][7]向后移动光屏再次找到了清晰的像，说明像距变大了，物距没变，则只能是光发散了，所以老师的眼镜是凹透镜，可以使近视眼的老师能够看清楚远处的物体。
4．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。
5．某同学做“探究凸透镜成像规律”的实验，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时光屏上出现了烛焰清晰的像：(1)该同学看到光屏上所成的像是一个烛焰_________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的像；(2)若将蜡烛向右移动少许，光屏应向_________移动才能再次成清晰的像，此像的大小比刚才的像要_________（选填“大”或“小”）一些；(3)若蜡烛和光屏保持图示位置不变，将透镜向左移动_________cm可以在光屏上再次形成清晰的像。
【答案】缩小右大 25【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图知，物体和所成的像在凸透镜的两侧，而物距u=40cm，像距v=15cm，即u>v，所以光屏上所成的像是缩小的。
(2)[2][3]由凸透镜的成像规律知，当物距变小时，像距要变大，才能再次在光屏上得到清晰的像，而像的大小要比移动前的要大一些。
(3)[4]根据光路可逆，若蜡烛与光屏不动，只移动透镜，要想再次成清晰的像，须让此时的物距为15cm，像距为40cm，那么凸透镜就应该移动到25cm处。
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<f，成正立、放大的虚像。
【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。