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．学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验，发现像的大小不同，亮度也不一样．（1）关于像的亮度与哪些因素有关，他们提出以下猜想；猜想1：与小孔到光屏的距离有关；猜想2：与小孔的形状有关：猜想3：与小孔的大小有关：①类比利用太阳光测凸透镜焦距时，光屏从焦点处远离透镜过程中，光斑越大越暗的现象，可判断猜想1是________的.②验证猜想2时，固定烛焰、纸筒和光屏的位置，更换使用如图乙中乙所示的三个小孔进行实验，分别观察比较所成像的亮度．他们实验中存在的问题是________.③为验证猜想3，固定烛焰、小孔和光屏位置，只改变圆孔直径，观察到的现象如下表：圆孔的直径/mm小于1.0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.0像的清晰度清晰清晰清晰清晰清晰清晰像的明亮程度……逐渐变亮实验现象表明：在小孔成像清晰时，________.（2）学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究，如图丙所示：①在纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，光屏上观察到三个像．在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是________.②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔，并在小孔处放置棱镜，所成的像都与b、c 两孔处三棱镜所成的像重合，则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要________（选填“大”或“小”)③若只用a孔替代凸透镜，在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度________，像的大小________.【答案】正确没有控制小孔的大小相等小孔越大，亮度越亮 C 小更暗不变【解析】【分析】【详解】（1）①根据题意知道，当光屏从焦点处远离透镜过程中，出现光斑越大越暗的现象，则说明像的亮度与小孔到光屏的距离有关，故可判断猜想1是正确的；②要探究像的亮度与小孔的形状的关系，则需要控制孔的大小不变，只改变形状，而图乙中既改变了孔的形状，也改变孔的大小，所以此过程中存在的问题是：没有控制小孔的大小相等；③分析表格的实验数据知道：在小孔成像清晰时，小孔越大，像的明亮程度越亮．（2）①光屏上原本三个像，在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，移动光屏到图丙位置时，光屏上只出现一个清晰的更亮的像，说明该经过透镜组折射后把三个像重叠在一起，那么三棱镜组合相当于凸透镜的作用，所以C选项中的组合合理；②根据凸透镜对光线的作用，平行于主光轴，越靠近光心的光线经折射后汇聚于凸透镜的焦点其偏折程度小，所以光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要小．③若只用a孔替代凸透镜，平行于主光轴的光线经透镜折射后在光屏上成像，但要损失一部分能力，所以在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比，像的亮度变暗，但大小不变；3．小明用如图所示的装置探究“凸透镜成像规律”：(1)根据图甲可知该凸透镜的焦距是_____cm；(2)实验前，小明调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在_____，目的是使烛焰的像成在光屏的中央；(3)小明将蜡烛放到图乙所示的位置，光屏上得到了一个倒立的、_____的实像（选填“放大”或“缩小”），这一成像规律应用在_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）上；(4)实验过程中蜡烛越烧越短，则光屏上烛焰的像将向_____移动，小明应把凸透镜向_____移动，就可以再次使烛焰的像成在光屏的中央。
（两空均选填“上”或“下）【答案】10.0 同一高度缩小照相机上下【解析】【分析】【详解】(1)[1]一束平行光照到凸透镜上，在左边的光屏上得到最小最亮的点即为凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离即为焦距f=40.0cm-30.0cm=10.0cm(2)[2]在探究“凸透镜成像规律”实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
(3)[3][4]将蜡烛放到图乙所示的位置，蜡烛在两倍焦距以为，且物距大于像距，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，照相机是根据这一原理工作的。
(4)[5][6]实验过程中蜡烛越烧越短，此时像呈现在光屏的上半部分，为了使烛焰的像重新成在光屏的中央，应将凸透镜向下移动。
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 f=-==50cm20cm30cm2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：5．如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛在光屏上成倒立、等大的像，则凸透镜的焦距为____ cm。
实验时，老师把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上烛焰的像变模糊了；接着，她可将蜡烛 _____（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，在光屏上又看到烛焰清晰的像，老师的视力缺陷是_____（选填“近视眼”或“远视眼”）。
【答案】10.0 远离近视眼【解析】【分析】【详解】[1]由图示可知物距为20.0cm，且此时所成的是倒立、等大的实像，那么2f=20cm，所以凸透镜的焦距f=10.0cm。
[2][3]实验时把眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上的像变模糊了，是因为此蜡烛发出的光被发散了，所成的像应在光屏的位置之后，所以光屏上的像变模糊了，那么光屏的位置应远离凸透镜。
而老师的眼镜是近视眼镜。
若放在蜡烛和凸透镜之间的远视镜，那么蜡烛的光线被会聚了，则它的像在光屏尚未移动时，不会出现在光屏上。
6．如图，在某次探究凸透镜成像规律的实验中：(1)小明想知道实验中某块透镜的焦距，做了实验甲，镜面正对着太阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图像乙，可判断该透镜的焦距f为______cm；(2)如图丙，当把一块焦距为15 cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在______（填“Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ”）区域内左右移动，直到在光屏上像最________时，才能确定像的位置。
(3)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向____（上/下）移动；为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，最科学可行的方法是将___________。