一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）1．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。

2．在学完凸透镜成像规律后，小滨选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究．（1）为了测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，调节光屏位置直到光屏上得到一个_____的光斑，测得凸透镜的焦距是10cm．（2）为了使像能成在光屏的中央，应先调节好蜡烛和光屏的高度，使它们的中心跟凸透镜的中心大致在_____．（3）当把点燃的蜡烛和光屏移至图甲所示位置，光屏上_____（选填“能”或“不能”）成像．若把点燃的蜡烛向右移至光具座的35cm刻度时，向_____（选填“左”或“右”）移动光屏会得到一个倒立、_____的实像；_____就是利用这一成像规律工作的．此时，风一吹，烛焰向左偏，则光屏上成的像向_____偏．（4）细心的小滨发现实验时间一长，光屛上的像会向上移动，为了使像呈在光屏的中央，应将光屏向_____移动．（5）小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况，当人眼看清眼前30cm处的物体时，凸透镜的位置、形状如图乙所示．如果将物体移至眼前50cm处，保持透镜（晶状体）、光屏（视网膜）之间距离不变，则应该换上更_____（选填“薄”或“厚”）的凸透镜（凸透镜直径大小相同），才能在光屏上得到清晰的像．【答案】最小、最亮同一高度能右放大投影仪（幻灯机等）右上薄【解析】【分析】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距；（2）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度；（3）凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大虚像．应用是放大镜；物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距；物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距；物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距；根据“物近像远像变大，物远像近像变小”判断光屏移动的方向并判断像大小的变化，凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，投影仪等依据的是这一原理；凸透镜成像不仅左右相反、而且要上下相反；（4）凸透镜成的实像是倒立的，但过光心的光线传播方向不变，像与物体的变化方向恰好相反；（5）薄凸透镜的焦距大于厚凸透镜的焦距，然后根据凸透镜的成像规律进行分析解答．【详解】（1）让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点；（2）为使像能成在光屏的中央，应调整凸透镜、光屏和烛焰，使三者的中心大致在同一高度处；（3）当把点燃的蜡烛和光屏移至图甲所示位置，此时u=v=2f，光屏上得到倒立、等大的实像；由“物近像远像变大”可知，当把点燃的蜡烛由图甲所示位置向右移至光具座的35cm刻度时，此时物距u=50cm﹣35cm=15cm，则f＜u＜2f，应向右移动光屏，会得到一个倒立、放大的实像，投影仪、幻灯机等就是利用这一成像规律工作的；由“凸透镜成像左右相反”可知，烛焰向左偏，则光屏上成的像向右偏；（4）蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏；（5）由题意可知，物体远离凸透镜即物距变大时，像距不变，说明凸透镜的焦距变大，而薄凸透镜的焦距大于厚凸透镜的焦距，故更换的应是薄凸透镜．3．小明用同一光源做了下几个学实验，请回答下列问题：(1)实验1，在探究凸镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，如图所示，要使像成在光屏中，应向______（选填“上”或“下”）调节凸透镜：调好后，发现光屏上的像与光源等大，则凸透镜的焦距为______cm；(2)实验2：如果利用实验1的装置，光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的光板，若还想承接与光源等大的像，光屏应该______（选填“左移”､“右移”或“不动”），此时成的像与实验1成的像相比______（选填“较亮”､“较暗”或“一样亮”）；(3)实验3：如果利用实验1的装置，光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板（不考虑玻璃板厚度），在光源一侧透过玻璃板观察，能否在光屏位置看到像：______（选填“能”或“否”）；此时成的像与实验1成的像在哪个方面有区别：______（选填“正倒”､“大小”或“完整度”）。

【答案】下 10.0（或10）不动变暗能正倒【解析】【分析】【详解】(1)[1]在探究凸镜成像规律的实验中，发现像成在光屏的上方，此时应该将光屏下移，使三者中心大致在同一高度，能够使像呈现在光屏中央。

[2]如图所示，物距像距都为20cm，发现光屏上的像与光源等大，即此时物距等于像距等于两倍焦距，即u=v=2f=20cm解得f为10cm，即凸透镜的焦距为10.0cm（或10cm）。

(3)[3]小孔成像时，要想光屏上承接与光源等大的像，则物距应该等于像距；光源位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置带小孔的光板，即光屏应该保持不动。

[4]实验1是凸透镜成像，其原理是光的折射，将光线会聚；实验2是小孔成像，其原理是光在同种均匀介质中沿直线传播，成像光线没有实验1的多，所以成的像与实验1成的像相比较暗一些。

(5)[5]光源及光屏位置不变，取下凸透镜，在原透镜位置正确放置一块薄玻璃板，探究的是平面镜成像特点的实验，平面镜成的像是虚像，只能在光源一侧透过玻璃板观察才能看得到。

[6]实验1中成的是倒立、等大的实像，平面镜成的是正立、等大的虚像，所以它们在正倒、虚实方面有区别。

4．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___________。

【答案】12 Ⅱ清晰上蜡烛向上移动适当的距离【解析】【分析】【详解】(1)[1]太阳光是平行光，经凸透镜折射后，会聚在焦点，在焦点光线的能量最强，其它位置光线较弱，能量最强则温度上升最快，在较短时间内能把白纸烤焦，从图乙可看到，当透镜与白纸间距是12cm时，烤焦的时间最短，那么焦距是12cm。

(2)[2][3]根据凸透镜的成像规律可知，物距u f=>35cm2则像距大于一倍焦距小于两倍焦距，即<<15cm30cmv清晰像应该在65.0cm至80.0cm处，即光屏应在Ⅱ区域内左右移动，才能成清晰的像。

(3)[4]实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，光屏上的像向上移动。

[5]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，由过光心的光线传播方向不变可知最科学可行的方法是将蜡烛向上移动适当的距离，那么烛焰的像会向下移动。

5．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某小组同学利用焦距为10厘米的凸透镜、高为3厘米的发光体，光屏和光具座进行实验，将测得的物距u、像距v以及所成像的高L分像别记录在下表中．在验证得到凸透镜成像的初步规律后，为了进一步研究，他们进行适量的运算，将结果分别记录在下表的后两列中．实验序号 物距u （厘米） 像高L 像（厘米） 像距与物距之比（厘米） 像距与物距之比（/v u ） 物距与像距之和（/u v ）（厘米） 160.0 12.0 0.60 0.20 72.0 250.0 12.5 0.75 0.25 62.5 330.0 15.0 1.50 0.50 45.0 418.0 22.5 3.75 1.25 40.5 516.0 26.7 5.00 1.67 42.7 6 14.0 35.0 7.502.50 49.0①根据实验需要16-的数据，分析比较像距v 随物距u 的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，__________②根据实验序号16-的数据，分析比较像高L 像与/v u 的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，__________③该小组同学继续利用表中的数据及相关条件，分析、归纳得出结论（a ）根据实验序号13-的数据，分析比较物距变化量u ∆与相距变化量v ∆的大小关系及成像情况，可得出的初步结论是：__________（b ）根据实验序号16-的数据，分析比较物距u 变化时，L 像、u v +的变化情况，可得出得初步结论是：__________．【答案】像距随着物距的减小而增大 同一发光体的像高L 像和/v u 成正比 同一发光体经同一凸透镜折射后，当u v ∆>∆时，成缩小的实像 当像高小于物高时，u v +随着u 的减小而减小；当像高大于物高时，u v +随着u 的减小而增大【解析】【分析】【详解】①[1]同一凸透镜，焦距保持不变，观察比较实验序号1至6，可得物距逐渐减小而像距逐渐增大．②[2]同一凸透镜，焦距保持不变，观察比较实验序号1至6，可得像高L 像和v u的比值恒定为3．③（a ）[3]实验2序号与1序号相比，10.0u cm ∆=，0.5v cm ∆=，实验3序号与2序号相比，20.0u cm ∆=， 2.5v cm ∆=，像高均小于物高．+也逐渐减小；（b）[4]观察实验序号1至3可得，像高L像小于物高，当物距减小时，u v+反而逐渐增大．观察实验序号4至6可得，像高L像大于物高，当物距减小时，u v【点睛】此题是探究凸透镜成像的规律，考查了凸透镜成像的规律的归纳与总结．凸透镜动态成像规律：凸透镜成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小．、逐一分析实验数据，在分析表格中数据时，要注意分析物距的变化、像距的变化及成像特点的变化，同时要注意像距与物距与焦距之间的关系．6．小方在“探究凸透镜成像特点”的实验中，将凸透镜固定在光具座上 50cm 刻度线处不动，移动蜡烛和光屏至如图所示位置时，光屏上承接到清晰的像。