一、初二物理光的折射透镜实验易错压轴题（难）1．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。
2．做“探究凸透镜成像规律”的实验。
如图所示，一束平行光射向凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，该凸透镜的焦距是____________cm。
(1)点燃的蜡烛、凸透镜、光屏三者在光具座上的位置如图之所示，则烛焰的像将成在光屏的_______（选填“上方”或“下方”）；(2)调整好蜡烛的高度后，图乙中烛焰在光屏上成一清晰的像（未画出），则该像是倒立、______的实像；(3)图乙中，若把蜡烛移到42cm刻度线处，此时需要在A点处向______（选填“左”或“右”）观察，才能看到烛焰的像。
【答案】10 上方放大左【解析】【分析】【详解】[1]一束平行光射向凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距，如图甲所示，该凸透镜的焦距f=40cm-30cm=10cm(1)[2]如图乙所示，蜡烛焰心、透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，蜡烛焰心低于透镜、光屏的中心，光线经凸透镜折射后成像在光屏的上半部分。
(2)[3]如图乙所示物距小于像距，且在光屏上能够得到实像，故此时物距大于一倍焦距且小于两倍焦距，在光屏上成倒立、放大的实像。
(3)[4]若把蜡烛移到42cm刻度线处，此时物距u=50-42cm=8cm此时物距小于一倍焦距，在光屏上成正立、放大的虚像，光屏承接不到，只能在凸透镜的右侧看向凸透镜才能看到像，即此时需要在A点处向左观察，才能看到烛焰的像。
3．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜焦距为10cm。
蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示。
(1)点燃蜡烛后，在调整过程中，应调整光屏、凸透镜或烛焰，使三者的中心大致在_________上；(2)当调节到如图所示的位置时，光屏上出现最清晰的倒立、_________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的烛焰的实像；生活中我们使用的_________就是利用了该原理（选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”）；(3)小明将自己的一个近视眼镜片放在图中烛焰和透镜之间，光屏上的像变模糊了，此时应将光屏向_________（选填“左”或“右”）移动，光屏上再次呈现清晰的像；(4)随着蜡烛燃烧变短，可将凸透镜向____（选填“上”或“下”）移动，以便使像仍成在光屏中央；(5)若遮住凸透镜的下半部分，则烛焰在光屏上的成像情况是_________（选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”）。
【答案】同一高度缩小照相机右下完整的像【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了取得更好的实验效果，像最好成在光屏的中心，只有透镜、光屏、烛焰中心在同一高度上，才能整个实验过程中像能成在光屏中心。
(2)[2] [3]观察图像可知，成像时，物距大于二倍焦距，此时成倒立的缩小的像。
照相机就是利用这种成像情况工作的。
(3)[4]凹透镜对光起发散作用，此时像的位置远离凸透镜了，因此，为了让像成在光屏上，必须将光屏远离凸透镜，即向右移动。
(4)[5]蜡烛燃烧变短的过程中，它发出的通过凸透镜中心的光线在光屏上的落点就会向上移动，因此，要想像依然成在光屏的中间，需要将透镜向下移动。
(5)[6]将透镜遮住一半，只是减小了通过透镜的光的强度，像变得模糊一些。
但烛焰发出的光通过透镜其他部分依然能在光屏上成完整的像。
4．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。
5．小明在探究“凸透镜成实像时像距与物距的关系”的实验中，所用的实验器材有：光具座、凸透镜、光屏和蜡烛等：次数1234567物距u/cm14161820222426像距v/cm35272220181716(1)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上的目的是___；(2)记录的实验数据如表所示，请在方格纸上画出像距与物距的关系图像；（______）(3)根据图像可得出的结论：______________；(4)根据表格数据或图像可知当蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时，像的移动速度____（选填“大于”“小于”或“等于”）蜡烛移动速度。
【答案】使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小得越来越慢大于【分析】【详解】(1)[1]使它们的中心大致在同一高度上的目的是使每次实验物体的像都能够成在光屏的中心。
(2)[2]根据表中的数据，物距是横轴，像距是纵轴，在表格纸上描点，如下图所示。
(3)[3]从图像可以看到，凸透镜成实像时像距随物距的增大而减小，这个减小速度是越来越慢。
(4)[4]从图像可以看到，相同时间内，蜡烛在2倍焦距处向焦点处移动时，像距的大小大于物距的大小，那么根据svt可知，像的移动速度大于蜡烛移动速度。
6．如图所示，凸透镜焦距为10厘米，若保持图中蜡烛和凸透镜的位置不变，为了使像成在光屏中央，应首先调整光屏的____，然后将光屏向_____缓慢移动（选填“左”或“右”），当光屏上呈现清晰的像时，该像的大小与物体相比是____（选填“缩小”或“放大”）。
若将蜡烛在光具座上移动5厘米（凸透镜位置不变），通过移动光屏，___在光屏上重新找到清晰的像（选填“可能”或“不能”）。
【答案】高度右放大可能【解析】【分析】[1]因为实验的要求及需要，必须将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心放在同一高度上，故该题中为了在光屏中心找到像，应首先调整光屏的高度。
[2][3]凸透镜在50.0cm处，蜡烛在35.0cm处，此时物距u=50.0cm-35.0cm=15.0cm物距在一倍焦距和两倍焦距之间，成倒立、放大的实像，且像应成在另一侧的2倍焦距以外，此时光屏的位置在70.0cm以外处，故光屏应向右移动。
[4]若将蜡烛在光具座上像右移动5厘米（凸透镜位置不变），蜡烛便在40.0cm处，物距u=50.0cm−40.0cm=10.0cm满足u=f，不成像。
若将蜡烛在光具座上像左移动5厘米（凸透镜位置不变），蜡烛便在30.0cm处，物距u=50.0cm−30.0cm=20.0cm满足u=2f，成倒立、等大的实像。
综上，将蜡烛在光具座上移动5厘米（凸透镜位置不变），通过移动光屏，可能在光屏上重新找到清晰的像。
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 。
8．在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中：（1）测量凸透镜的焦距如图甲所示，则该凸透镜的焦距约为_____。
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次从左向右放在光具座上。
点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_____上。
（3）当烛焰距凸透镜30cm 时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立的_____（填“缩小”或“放大”）的像。
拿走光屏，将蜡烛放在原光屏位置处，则此时光屏应放在原先放_____的位置才能成清晰的像，此现象说明凸透镜的光路是_____的。