一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）1．在探究凸透镜成像规律的实验中，黄汉首先测量了两个凸透镜的焦距，他设计了如下的表格：1焦距f/mm2焦距f/mm3焦距f/mm4焦距f/mm5焦距f/mm平均焦距f/mm凸透镜1凸透镜2(1)测量凸透镜焦距的实验原理是利用凸透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用。
此实验进行了多次测量，目的是______；(2)测出焦距后，黄汉选用了凸透镜1进行探究凸透镜成像的实验，分别进行了图（a）（b）、（c）图所示的实验。
请回答：①u表示______；②照相机是属于种______情形。
投影仪是属于______种情形能成虚像的是______种情形；[选填“（a）”“（b）”或“（c）”]③比较（a）、（b）两图，（a）图成的像比（b）图成的像______（选填“大”或“小”）。
【答案】会聚减小误差物距（a）（b）（c）小【解析】【分析】【详解】(1)[1]凸透镜对光有会聚作用，平行于主光轴的光线经过凸透镜后会会聚到焦点上，据此能测量出焦距。
[2]实验进行了多次测量取平均值，目的是为了减小误差。
(2)[3]由图可知，u是指蜡烛到透镜的距离，其表示的是物距。
[4][5][6]由图（a）可知，物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机；由图（b）可知，物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，其应用是投影仪；由图（c）可知，物距小于焦距，成正立、放大的虚像。
[7]从（a）到（b）的过程中，物距变小，像距变大，像变小，所以（a）图成的像比（b）图成的像小。
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A 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=-==u f50cm20cm30cm2同理像距等于2f，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A点，据此完成光路图，如图所示：3．在“探究凸透镜成像的规律”实验中：(1)实验前，必须在光具座上将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到___________；(2)图甲中的凸透镜相当于眼睛的晶状体，光屏相当于眼睛的___________；(3)正确安装并调节好实验装置后，小芳同学在图甲所示的光屏上看到了烛焰清晰的像，则她看到的是___________（填“倒立”或“正立”）、___________（填“放大”或“缩小”）的实像；(4)若保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离后，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个焦距合适的___________（填“近视”或“远视”）眼镜；(5)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成“F”形的LED灯，并在光屏上贴方格纸，如图乙所示，请写出改进后的装置的一个优点：_________________；(6)为了方便从不同角度观察光屏上的像，光屏应选用较___________（填“粗糙”或“光滑”）的白色硬纸板。
【答案】同一高度视网膜倒立缩小近视实验现象更明显、便于观察、减少了污染等粗糙【解析】【分析】【详解】(1)[1]实验前，必须将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调整到同一高度处，这样烛焰的像才能成在光屏的中心。
(2)[2]眼睛看物体时，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。
(3)[3][4]由图知，像距小于物距，此时成倒立、缩小的实像。
(4)[5]把光屏向右移动一小段距离，要想在光屏上再次得到淸晰的像，应使像向右移动，则需在凸透镜和蜡烛之间放置适当的凹透镜，近视眼镜是一个凹透镜。
(5)[6]蜡烛换成LED灯的优点：实验现象更明显、便于观察、减少了污染等；光屏换成带有方格光屏的优点：便于比较像的大小。
(6)[7]为了方便从不同角度观察光屏上的像，应该使光线发生漫反射，即光屏应选用较粗糙的白色硬纸板。
4．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小明和小红同学进行了如下实验：(1)按如图甲所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为______cm。
(2)调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立、______（选填“放大”“缩小”或“等大”）的清晰实像，生活中的______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理。
(3)保持图乙中凸透镜的位置不变，当蜡烛向左移动到10cm时，应该向左移动光屏______cm（等于10，小于10 ，大于10），才能再次得到清晰的像。
(4)步骤3中如果不移动光屏也可以在蜡烛和透镜之间加上一个适当______（凸透镜，凹透镜），也能再次得到清晰的像。
【答案】10.0放大投影仪大于10凹透镜【解析】【分析】【详解】(1)[1]焦距为焦点到光心的距离，由图甲得，实验所用凸透镜的焦距为10.0cm（刻度尺的读数要注意估读到分度值下一位）。
(2)[2][3]由乙图得此时物距在意倍焦距到两倍焦距之间，成倒立、放大的实像。
投影仪利用这样的原理成像。
(3)[4]保持图乙中凸透镜的位置不变，当蜡烛向左移动到10cm时，成缩小的实像，像位于60cm~70cm间，所以应该向左移动光屏大于10cm，才能再次得到清晰的像。
(4)[5]步骤3中如果不移动光屏也可以在蜡烛和透镜之间加上一个适当的凹透镜也能再次得到清晰的像。
因为凹透镜具有发散作用，能使像重新呈现在光屏上。
5．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】30 C 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。
6．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1)图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑。
则该凸透镜的焦距为__________cm；(2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像(未画出)①若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片，将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像。
说明该眼镜对光线具有_________(选填“发散”或“会聚”)作用，是_______________(选填“近视”或“远视”)眼镜；②若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处，则将光屏移动到_______cm刻度线处，可以再次看到清晰的像，此时的像是_________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的。
日常生活中，________(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的；③若在图乙所示位置的基础上，保持蜡烛位置不动，将凸透镜和光屏同时向右移动相同的距离后，光屏上______________(能或不能)看到清晰的像；④若将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜，保持蜡烛和凸透镜在原来位置不变，在光具座上移动光屏，_______(能或不能)找到一个位置，使像清晰的呈现在光屏上。
(光具座总长100cm)【答案】10.0 发散近视 80 放大投影仪不能不能【解析】【分析】【详解】(1)[1]图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小、最亮的光斑；根据焦点的定义光斑即焦点处，由图可知凸透镜位于30.0cm处，光屏位于40.0cm处，则该凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2][3]图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，此时物距为30cm，大于两倍焦距，像距15cm，在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立缩小的实像；若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片，将光屏向右移动适当距离才能再次看到清晰的像，说明该眼镜对光线具有发散作用延迟聚焦，是凹透镜制成的近视眼镜。
[4][5][6]若在图乙中将蜡烛移到35cm刻度线处，此时物距为15cm，根据光的可逆性，像距调整至30cm，即将光屏移动到80cm刻度线处，可以再次看到清晰的像，此时的像是倒立放大的实像；日常生活中，投影仪、幻灯机、电影放映机就是利用这一原理制成的。
[7]若在图乙所示位置的基础上，保持蜡烛位置不动，将凸透镜和光屏同时向右移动相同的距离后，光屏与透镜间的距离不变，但物距增大，故光屏上不能看到清晰的像。
[8]若将图乙中的凸透镜换成焦距为25cm凸透镜，保持蜡烛和凸透镜在原来位置不变，此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间，使像清晰的呈现在光屏上，则像距应大于2倍焦距即50cm，应在光具座上移动光屏至刻度值上100cm以外，而图中刻度尺最大量程不足，故不能找到这个位置。
7．小徐同学用焦距f为10厘米的凸透镜、高度为3厘米的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。
实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h 分别记录在表中：(1)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、像高h随物距u的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成实像时，物距u变小，____________；(2)根据实验序号1~6数据，分析比较像距v、物距u的大小及发光体高度和像高h情况，可得出的初步结论是：①同一凸透镜成缩小的实像时，________________；②同一凸透镜成放大的实像时，________________；(3)分析比较实验序号1~6数据中像距v与物距u的比值及像高h与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，___________；(4)根据表中信息，可以提出了一个猜想：“当物距u等于某一值时，可能会成等大的实像”。