一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）1．康巴什是全国首个以城市景观命名的国家4A级景区，来自南京的小华拍了一张康巴什大桥的照片，如图甲，感觉有点小，更换镜头站在原地又拍了一张，如图乙。
两次像的大小不同是何原因呢？他猜想可能是两个镜头的焦距不同造成的，为此，返校后小华在实验室找来相关器材进行了以下探究：(1)如图丙，他先将f＝10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度处，再将蜡烛放在10cm 刻度处，移动光屏直到成清晰的像，此时光屏应在_____刻度范围内。
(2)基于实验目的，接下来他换用f＝5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处，保持蜡烛位置不变，移动光屏找到最清晰的像，此像大小比(1)中所成的像_____。
(3)依据(2)问的结论，他又联想到望远镜的物镜（凸透镜）和目镜（凸透镜）的焦距大小也不同，为了尽可能成更大更清晰的像，则f物_____f目，若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，此时所成像的大小_____不换位置时所成像的大小（均选填“＞”“＜”“＝”）。
【答案】60﹣70cm 变小＞＜【解析】【分析】【详解】(1)[1]当焦距为f＝10cm，由图可知物距u＝40cm，那么u＞2f，此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即在60﹣70cm之间。
(2)[2]换用f＝5cm的凸透镜仍固定在50cm刻度处，保持蜡烛位置不变，焦距变小，相当于增大了物距，物距变大时实像会变小。
(3)[3] [4]望远镜的物镜相当于是照相机，成的是倒立、缩小的实像，为了使像更大一些，应增大焦距，望远镜的目镜相当于是放大镜，在物距不变的情况下，焦距越小，成的像越大，由于望远镜的长度不变，故为了成更大的像，应使f物＞f目。
若将物镜和目镜互换位置，站在原地看同一物体，由于在光的折射中，光路是可逆的，放大作用没有改变，此时所成像要小于不换位置时所成像的大小。
2．在探究“凸透镜成像规律”的实验中.(1)如图甲, 平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=_____cm.(2)如图乙，光屏上呈现清晰的像素，此像的性质是_____的实像.若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至_____刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像.(3)如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在图中____处能观察到烛焰的像.(4)如图丁，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是_____眼镜（近视/远视）.【答案】10.0 倒立放大 40 B 近视【解析】【分析】【详解】（1）由图甲结合凸透镜焦点的定义可知，焦点到凸透镜的距离为20.0cm-10.0cm=10.0cm，即凸透镜的焦距为f=10.0cm；（2）由图乙知，当蜡烛在刻度尺的10cm处，u=15cm，2f＞u＞f，由成像规律知，凸透镜成倒立放大的实像，此时v=55cm-25cm=30cm，根据折射中光路可逆可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当u=30cm时，即凸透镜移动至40cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像；（3）保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，此时u=16cm-10cm=6cm，u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像，光屏上接不到，透过凸透镜观察蜡烛看到正立放大的虚像；虚像与成像物体同侧，所以应从B处观察；（4）将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏远离透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，，说明延后成像了，即像距增大了，说明此透镜对光线有发散作用，故放置的是凹透镜，这种眼镜是用来矫正近视眼的．3．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。
4．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，器材安装合理，实验操作规范。
在图示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像。
（1）这个像是倒立、_____的实像（选填“放大”或“缩小”），它的成像原理与_____（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）相同。
（2）若保持蜡烛位置不变，将凸透镜向右移动 5cm，则为了能在光屏上再成清晰的像，应将光屏向右移动_____（选填“小于、等于”或“大于”）5cm，此时像的大小比刚才的像要_____一些（选填“大”或“小”）。
（3）小明为了研究近视眼的成因，在凸透镜左侧附近放置一近视眼镜（图中未画出），这时需要将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动才能在光屏上成清晰的像。
【答案】缩小照相机小于小右【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由图可知，成像时，像距小于物距，所以成一个倒立、缩小的实像；照相机就是利用这个原理制成的。
(2)[3][4]将凸透镜向右移动5cm，物距变大，导致像变小，像距也变小，所以光屏向右移动的距离小于5cm。
(3)[5]近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，所以戴上近视眼镜能使像向后移动，所以要想成清晰的像，就要让光屏向右移动。
5．在探究凸透镜成像规律时，如图甲所示，将凸透镜A固定在光具座上35cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm刻度线处，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，由凸透镜A成像中物距和像距的变化关系画出图像如图乙所示；接着保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换为凸透镜B并保持位置不变，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，如图丙所示：(1)请根据上述实验现象和凸透镜成像规律判断；凸透镜A的焦距是_____cm，凸透镜A的焦距_____（填“大于”“小于”或“等于”）凸透镜B的焦距；(2)在图甲中，保持凸透镜位置不动，把蜡烛向右移动5cm，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向_____（填“左”或“右”）移动一段距离，像将_____（填“变大”“变小”或“不变”）；(3)图丙所示的实验现象可以说明_____（填“照相机”“幻灯机”或“放大镜”）的成像特点；若将远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，若保持凸透镜和蜡烛的位置不动，应使光屏_____（填“靠近”或“远离”）凸透镜，才能在光屏上再次看到烛焰清晰的像；(4)当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到_____。
A．烛焰像的下半部分 B．烛焰像的上半部分C．烛焰完整的像，像的亮度变暗 D．烛焰完整的像，像的亮度不变【答案】10 小于右变大幻灯机靠近 C【解析】【分析】（1）要解决此题，根据凸透镜成像的规律之一，物距等于二倍焦距成倒立等大实像；通过图象分析出该凸透镜的焦距；根据物距和凸透镜的焦距关系，求出两个凸透镜的焦距，比较焦距大小；（2）凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；（3）当f<u<2f时，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；远视眼镜即为凸透镜，凸透镜能使光线会聚的特点，在眼睛前面放一个凸透镜，就能使来自近处物体的光会聚在视网膜上；（4）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。
【详解】(1)[1]由图乙知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等；由于220cm f =则10cm f =[2]由甲图可知，此时成倒立、缩小的实像，35cm 5cm 30cm u =-=物距在2u f >范围内，即A 30cm 2f >所以凸透镜A 的焦距范围为A 15cm f <由乙图可知，此时成倒立、放大的实像，35cm 5cm 30cm u =-=物距在2f u f <<范围内，即B B 30cm 2f f <<所以凸透镜B 的焦距范围为B 15cm 30cm f <<故凸透镜A 的焦距小于凸透镜B 的焦距。
(2)[3][4]在甲图中，保持凸透镜不动，原来蜡烛距离凸透镜30cm ，蜡烛右移5cm 后，物距变为25cm ，根据凸透镜成像特点，物距变小，像距变大，所以光屏应向右移动，像距比原来更大，则像将变大。
(3)[5]由图丙可知，此时成的是倒立、放大的实像，其应用是幻灯机。
[6]因凸透镜对光线有会聚作用，可使远视眼看物体时使来自近处的物体的光会聚在视网膜上；当用远视眼镜时，会将像向凸透镜靠近，故应将蜡烛靠近凸透镜。
(4)[7]如果用遮光板挡住透镜的上半部分，下半部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故选C 。