一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）1．小明同学做“探究凸透镜成像规律”的实验，他根据收集的数据作出如图甲所示的图像：(1)由图像可知，小明同学使用的凸透镜的焦距为___________cm。
(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时，小明应该如何观察烛焰的像？_________________________。
(3)实验过程中，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，调皮的明明把近视眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，如图乙所示，小明发现光屏上烛焰的像变模糊了，此时他应该把光屏向_______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动，才能得到清晰的烛焰的像。
故答【答案】：(1)10;(2)在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察,能看到一个正立、放大的虚像;(3)远离【解析】(1)由图象可知，u=v=2f=20cm，所以凸透镜的焦距是10cm；(2)当蜡烛放置在光具座上的45cm刻度处时，有图可知此时u=5cm 物体处于1倍焦距以内，故此时应该在凸透镜的右侧通过凸透镜向左观察，能看到一个正立、放大的虚像；(3)近视眼镜是凹透镜，由于凹透镜对光线有发散作用，所以当小明把自己的近视眼镜靠近凸透镜时，像会聚在光屏的后方，这样像距会增大，因此在光屏上要得到清晰的像，应把光屏向远离透镜的方向移动。
2．探究凸透镜成像的规律。
(1)选取焦距为10cm的凸透镜、蜡烛和光屏，将它们置于光具座上。
点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰的中心大致在______；(2)当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，调整光屏到______（填“A”、“B”或“C”）位置时，生活中的______（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据这个成像原理制成的；(3)保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，光屏上______（填“能”或“不能”）再次看到清晰的像。
若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，还想在光屏上看到清晰的像，应将光屏适当______（填“靠近”或“远离”）凸透镜。
【答案】同一高度C投影仪能靠近【解析】【分析】【详解】(1)[1]为使烛焰的像成在光屏的中心，在做实验的过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度。
(2)[2]当蜡烛、凸透镜在如图所示的位置时，蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间，像会成在2倍焦距以外，所以光屏要调整光屏到C点。
[3]生活中的投影仪成像原理是物体在1倍焦距和2倍焦距之间，像在2倍焦距以外。
(3)[4]保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏位置对调，根据光路的可逆性光屏上仍能成清晰的像。
[5]若在此基础上将一个度数合适的远视眼镜放到蜡烛和凸透镜之间，光线通过凸透镜后会会聚一些，还想在光屏上看到清晰的像，就要让光屏靠近凸透镜。
3．如图是“探究凸透镜成像规律”的装置示意图，其中凸透镜焦距为10cm。
(1)蜡烛和凸透镜置于图示位置，调节光屏位置，光屏上会出现清晰的________（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像，据此规律可制成______；若用课本挡住了凸透镜的上半部分，光屏上蜡焰的像会________；(2)保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜逐渐向____移动，光屏上能成清晰缩小的像。
(3)将蜡烛、凸透镜分别放在图中45cm、50cm的位置，蜡焰所成的像是______（选填“放大”或“缩小”）的像，这时眼睛应该在___________侧观察蜡焰的像。
【答案】放大投影仪变暗右放大凸透镜右侧【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由图可知，此时的物距为15cm，物距与焦距的关系2f>u>f成倒立、放大的实像，其应用是投影仪。
[3]遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。
(2)[4]保持蜡烛和光屏位置不动，将凸透镜逐渐向右移动，当物距等于原来的像距时，根据光的可逆性，光屏上能成清晰缩小的像。
(3)[5][6]将蜡烛、凸透镜分别放在图中45cm、50cm的位置，此时物距为5cm，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，像与物体在凸透镜的同一侧，眼睛应该在右侧透过凸透镜观察烛焰的像。
4．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。
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（未画出）。
(1)凸透镜的焦距是______cm；(2)图乙中烛焰在光屏上恰好成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、______的实像。
若在图乙中将凸透镜移到55cm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；(3)若在图乙中烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片，则将光屏向______（左/右）移动才能再次看到清晰的像，若放上镜片后，保持光屏的位置不动，将凸透镜换成一个焦距更______（选填“大”或“小”）的凸透镜，也能够在光屏上看到清晰的像；(4)若在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向______（左/右）移动，“烛焰尖部”又会变清晰。
【答案】10.0 放大 75 右小左【解析】【分析】【详解】(1)[1]光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点；则由图知，该凸透镜的焦距为f=60.0cm-50.0cm=10.0cm(2)[2]当蜡烛、凸透镜位于图乙中刻度对应的位置时，物距为50.0cm-35.0cm=15.0cm物距大于1倍焦距而小于2倍焦距，所以此时凸透镜能成倒立、放大的实像。
[3]若在图乙中将凸透镜移到55cm刻度线处，物距为55.0cm-35.0cm=20.0cm=2f物距等于2倍焦距，所以此时凸透镜能成倒立、等大的实像，像距也等于2倍焦距，故将光屏移动到75cm刻度线处，可以再次看到清晰的像。
(3)[4][5]图乙中光屏上恰好成一清晰的像，在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜的镜片后，因近视眼镜的镜片为凹透镜，对光线起发散作用，将光屏向右移动才能在光屏上成清晰的像。
若放上镜片后，保持光屏的位置不动，将凸透镜换成一个焦距更小的凸透镜，也能够在光屏上看到清晰的像。
(4)[6]在图乙中用塑料吸管对准A点沿垂直于纸面方向持续用力吹气，A点气体流速变大，则A点处气体压强变小，烛焰将向左移动，物距增大，像距应减小，所以应将光屏向左移动，“烛焰尖部”又会变清晰。
5．丁丁用一个焦距未知的透镜和相关器材探究“凸透镜成像的规律”：（1）如图甲所示，只需将凸透镜向_______（填“左”或“右”）调节到适当位置即可测出凸透镜焦距；（2）丁丁把点燃的蜡烛安装在光具座上，如图乙所示。
此时只需调节 ______（填“蜡烛”或“光屏”）到适当的位置，光屏上便会出现______（填“正立”或“倒立”）、______（填“放大”、“等大”或“缩小”）的像。
此规律在生活中的应用是 ______（填“照相机”或“投影仪”）。
（3）若器材的位置仍如图乙所示，丁丁只需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个焦距合适的______（填“凸透镜”或“凹透镜”），也可以在光屏上看到清晰的像。
【答案】左光屏倒立放大投影仪凸透镜【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图可知，将凸透镜向左移动，光屏上的光斑将变小，当光屏上出现最小最亮的光斑时，该点为凸透镜的焦点，测量焦点到凸透镜光心的距离即为凸透镜的焦距。
(2)[2][3][4]由图甲可知，凸透镜的焦距大于15cm，图乙中蜡烛和光屏之间的距离为45cm，小于4倍焦距，所以只移动凸透镜，在光屏上不可能出现实像；图乙中凸透镜到光屏的距离等于15cm，小于1倍焦距，所以只移动蜡烛，在光屏上不可能出现实像；图乙中凸透镜到蜡烛的距离等于30cm，大于1倍焦距小于二倍焦距，而凸透镜到光屏的距离较小，所以只移动光屏到适当位置，光屏上会出现倒立放大的实像，生活中的投影仪就是利用这一原理工作的。
(3)[5]图乙中此时成像在光屏后，相当于远视眼，所以在像在蜡烛和凸透镜之间放置一个焦距合适的凸透镜，也可以在光屏上看到清晰的像。
6．在“探究凸透镜成像规律”的实验时，调节光具座上依次排列的蜡烛、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，进行了如图所示实验。
(1)该凸透镜的焦距是______cm；(2)现将蜡烛移动距凸透镜30cm处，则在光屏上得到一个______、倒立的实像，现将蜡烛靠近凸透镜5cm，保持凸透镜、光屏位置不变，可在烛焰和凸透镜之间插入一个适当的______透镜，也能在光屏上得到一个清晰的像。
【答案】10.0 缩小凸【解析】【分析】【详解】(1)[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，所以从图中可以看到，该凸透镜的焦距是f==40.0cm-30.0cm10.0cm该凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2]现将蜡烛移动距凸透镜30cm处，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，在光屏上得到一个缩小、倒立的实像。
[3]现将蜡烛靠近凸透镜5cm，这时物距变小，还是大于两倍焦距，根据凸透镜的动态成像规律，物体靠近，则像远离凸透镜，这时清晰的像在光屏后方，为了也能在光屏上得到一个清晰的像，可在烛焰和凸透镜之间插入一个适当凸透镜，凸透镜有会聚作用，这样清晰的像会靠近凸透镜。
7．小莉同学用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的像，若保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜至______cm处，光屏上能再次呈现清晰的像；(2)实验中将凸透镜从图甲处逐渐远离蜡烛，物距u随时间t的变化图像如图乙所示，则如图丙所示的图像中，像距v随时间t的大致变化图像正确的是______；(3)如图丁所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至16 cm处，人眼能观察到蜡烛的像，像是图戊中的____ （选填“A”“B”“C”或“D”）。
【答案】40 C D【解析】【分析】【详解】(1)[1]如图甲所示时，物距小于像距，当2f u f <<，成倒立放大的实像，当2u f >，应用是照相机；而且此时15cm u =，像距30cm v =；若保持蜡烛和光屏位置不变，光屏上能再次呈现清晰的实像，根据折射现象中光路可逆，需要移动透镜至40cm 刻线处。
(2)[2]当物距大于焦距时凸透镜成的是实像；将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜，当物体在一倍焦距到二倍焦距之间移动时，像距变化大于物距变化；当物体在二倍焦距以外移动时，像距变化小于物距变化。
即像距先减小得快，后减小得慢。
故图象为C 图。
(3)[3]凸透镜焦距为10cm ，使蜡烛位置不变，移动透镜至16cm 刻度线处，u =6cm ，小于焦距，物距小于焦距成正立放大虚像，像是图戊中的D 。