专题04 光的折射 透镜（解析版）

学而优教有方专题04光的折射透镜（解析版）一．实验探究题（共25小题）1．如图，在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”的实验中；（1）如图甲所示，小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置传播方向会（选填“会”或“不会”）发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，可以采用的办法是在空气中喷一些烟雾。（2）小明用激光笔在平面内不断改变入射角度，发现当激光笔垂直射向水面时，光的传播方向将不会（选填“会”或“不会”）发生偏折，不断重复实验，当斜射时，均表现出这样的特点，即：当光由空气斜射入水中时，光的传播方向将会发生偏折；（3）小明类比于光反射时，“反射光线与入射光线是在同一平面内”的。那么，光折射时，折射光线是否也有“折射光线与入射光线是否在同一平面内”的规律呢？接下来，他利用了丙图的方式，先向水面射出一束光，在纸板的一个另一个侧面出现了光路，接下来的操作是将光屏B向后折转一定角度后，观察是否能够看到折射光线；（4）当小明用激光笔远离NN′入射激光时，则水中的光路将远离（选填“靠近”或“远离”）NN′，最后又把水换做玻璃砖重复这样的实验，发现同样的规律，于是可以得出的结论是折射角随入射角的增大而增大。【分析】（1）光从空气斜射入水或其它透明介质时，传播方向会发生改变，同时折射角小于入射角；光在洁净的介质中传播光路是不容易呈现的，可以在空气中喷烟雾或水雾等，在水中加入少量的牛奶等；（2）光线垂直于界面入射时，光的传播方向不变；光由空气斜射入水中，会发生折射现象；（3）光的折射规律：光从空气斜射入水或其它介质时，折射光线与入射光线、法线在同一平面内；（4）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，折射角随入射角的改变而改变。【解答】解：（1）光从空气斜射入水或其它透明介质时，折射角小于入射角；小明将一束激光射至P点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，光线在水面处发生折射，水槽底部光斑的位置将向左移动，说明光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变；实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他可以在空气中喷一些烟雾，烟雾中的微小颗粒可以把光路显示出来；（2）当光从空气垂直射向水面时，光的传播方向将不会发生偏折；当光由空气斜射入水中时，光的传播方向将会发生偏折；（3）光屏AB位于同一平面内，可以同时观察到入射光线与折射光线，若光屏A与B不在一个平面内，看是否能够看到折射光线，故接下来的操作是：将光屏B向后折转一定角度后，观察是否能够看到折射光线；（4）光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大；当小明用激光笔远离NN′入射激光时，说明入射角增大，所以水中的光路将远离NN′；把水换做玻璃砖重复这样的实验，发现同样的规律，故可以得出的结论是：折射角随入射角的增大而增大。故答案为：（1）会；在空气中喷一些烟雾；（2）不会；当光由空气斜射入水中时，光的传播方向将会发生偏折；（3）将光屏B向后折转一定角度后，观察是否能够看到折射光线；（4）远离；折射角随入射角的增大而增大。【点评】此题是有关光的折射规律的探究，要正确解决此题，需掌握光的折射规律的内容，并注意垂直入射的情况。2．在探究光的折射规律实验中，某一组将光分别射入水和玻璃中，并记录了如表数据：空气中的入射角i0°30°45°60°水中的折射角r0°22°32°40°玻璃中的折射角β0°17°24°30°分析表中数据，可以得到一些规律：（1）当光从一种介质垂直射入到另一种介质时，传播方向不改变（填“改变”、“不改变”）。（2）分析表中数据猜想，光从空气射入其它介质时，折射角不可能（“可能”或“不可能”）达到90°。（3）当光线以32°入射角从水中射向空气时，则折射角是45°。（4）从表中数据看出，同一光线，在不同材料的介质中的偏折程度不同。可以猜想，当光从水中射入玻璃时，折射角小于入射角（填“大于”、“小于”、“等于”）。【分析】（1）根据表格中入射角i为0°的情况进行分析；（2）根据表格中入射角和折射角的大小分析；（3）在光的折射中，光路是可逆的；（4）根据水和玻璃对光线的折射情况的程度分析。【解答】解：（1）当空气中的入射角i为0°时，水中的折射角r和玻璃中的折射角β都为0°，故当光从一种介质垂直射入到另一种介质时，传播方向不变；（2）由表格中的数据可知：当空气中的入射角i逐渐增大时，折射角也随之增大；但折射角始终小于入射角，故光从空气射入其它介质时，折射角不可能达到90°；（3）光的折射中，光路是可逆的，当光线以32°入射角从水中射向空气时，则折射角是45°；（4）由表格可知，玻璃对光线的折射程度更强一些，所以当光从水中射入玻璃时，折射角小于入射角。故答案为：（1）不改变；（2）而增大；不可能；（3）45°；（4）小于。【点评】本题主要考查学生利用表格进行分析，总结光的折射规律的能力。光从水斜射入空气的折射规律，折射角大于入射角，折射角随入射角的增大而增大，增大到一定程度发生全反射。3．小丽和爸爸站在池塘边，看见一条鱼在水里游动，爸爸说鱼游得好深，而小丽却觉得鱼游得并不深。小丽想：看到鱼的位置是否和观察者的位置有关？她选择了一块涂有白漆的铁板、水槽、红色和蓝色的两块圆形小磁铁等器材进行实验。小丽把红色磁铁a吸在铁板上，将铁板竖直放入水中后，站在水槽旁进行观察。请你回答下列问题：（1）如图甲所示，她看到红色磁铁a的像a'是由于光的折射形成的虚像。（2）为了确定红色磁铁的像a'的位置，她进行了以下操作：①将蓝色磁铁b吸在水面上方的铁板上（如图乙所示），可观察到磁铁b在水中的像，是因为水面相当于平面镜镜，该像的位置与观察者的位置无关；②移动磁铁b，当观察到b的像与a′（选填“a”或“a′”）重合时，磁铁b像的位置就是像a′的位置。（3）鉴于本实验的目的，下一步她应该进行的操作是改变观察者的位置。（4）实验过程中，当红、蓝两磁铁的像重合时，若仅将两磁铁的位置对调，它们的像还能重合吗？，理由是：不能，当红、蓝两磁铁的像重合时，若仅将两磁铁的位置对调，它们的像不能重合，因为反射成的像位置不变，绿光和红光折射时偏折程度不同，导致折射后所成的像的位置发生改变，所以两个像不再重合。。【分析】（1）光从水射入空气中时会发生折射；（2）①平静的水面相当于平面镜；②根据等效替代法分析解答；（3）根据实验目的分析解答；（4）绿光和红光折射时偏折程度不同。【解答】解：（1）光从水射入空气中时会发生折射，所以红色磁铁a的像a'是由于光的折射形成的虚像；（2）①将蓝色磁铁b吸在水面上方的铁板上，可观察到磁铁b在水中的像是由于光的反射形成的虚像，此时平静的水面相当于平面镜；②为了确定红色磁铁的像a'的位置，移动磁铁b，当观察到b的像与a′重合时，磁铁b像的位置就是像a′的位置，这用到了等效替代法；（3）本实验探究看到物体的位置是否和观察者的位置有关，所以下一步改变观察者的位置，看b的像与a′是否重合；（4）实验过程中，当红、蓝两磁铁的像重合时，若仅将两磁铁的位置对调，它们的像不能重合，因为反射成的像位置不变，绿光和红光折射时偏折程度不同，导致折射后所成的像的位置发生改变，所以两个像不再重合。故答案为：（1）折射；（2）①平面镜；②a′；（3）改变观察者的位置；（4）不能，当红、蓝两磁铁的像重合时，若仅将两磁铁的位置对调，它们的像不能重合，因为反射成的像位置不变，绿光和红光折射时偏折程度不同，导致折射后所成的像的位置发生改变，所以两个像不再重合。【点评】本题考查了光的折射、光的反射的实验探究，掌握红光和蓝光偏折程度不同是解题的关键。4．甲、乙、丙、丁四组同学在实验室做光学实验。（1）图1是甲组同学设计的探究“光的反射定律”的装置，同学们将白纸B放在水平桌面上，将一个平面镜A垂直白纸放置，用激光手电贴着B（选填“A”或“B”）照射。（2）其他三组同学都探究光的折射规律，乙、丙两组同学根据实验现象作出了光路图。对比光路图可以发现，当光以相同的入射角斜射入不同的（选填“相同的”或“不同的”）介质中时，折射角不同，折射角的大小可能与什么因素有关？同学们展开了热烈的讨论，你的猜想是：折射角的大小可能与介质种类有关。（3）丁组同学意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图2，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如表。入射角i0°10°20°30°40°41.2°41.8°42°折射角r0°15.2°30.9°48.6°74.6°81°90°反射能量5%7%26%43%77%84%100%100%①分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：折射角随着入射角的增大而增大。②光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而增大，当入射角i≥41.8°°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；③由表格数据可知：图5中的图线a（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系。④根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，不能（选填“能”或“不能”）发生全反射现象。【分析】（1）在探究“光反射时的规律”时将平面镜与显示光路的纸板垂直，光贴着纸板照射可以显示光路；（2）根据图示可判断光线射入的介质是否相同；由图可知，光线射入的介质不同时，其折射角也不同，据此提出猜想；（3）①②由表中数据可知：当入射角增大时，折射角随之变化，反射能量和折射角也随着增大；当入射角为41.8°时，折射光线消失了，反射能量达到100%；③折射角随着入射角的增大而增大，但折射角总大于入射角；④光从空气射向玻璃，折射角小于入射角。假设发生全反射，折射角等于90°，那入射角必大于90°，不符合实际。【解答】解：（1）探究“光的反射定律”的实验过程，将一个平面镜A垂直白纸放置，用激光手电贴着B照射到平面镜上，则入射光线和其反射光线的径迹同时在纸板上出现；（2）图中光线射入的介质分别是水和玻璃，即光线射入的是不同的介质；由图可知，光线在两种介质中折射角的大小不同，所以，提出的猜想是：折射角的大小可能与介质种类有关；（3）①②光从玻璃斜射向空气时，折射角随着入射角的增大而增大，反射能量随着入射角的增大而增大，当入射角达到41.8°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；③折射角随着入射角的增大而增大，但折射角总大于入射角，而图b中，当入射角等于45°时，折射角也等于45°，a图象中的折射角始终大于入射角，因此图a反映了折射角与入射角的关系；④根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角小于入射角，因此折射光线不能消失，则不能发生全反射现象。故答案为：（1）B；（2）不同的；介质种类；（3）①折射角随着入射角的增大而增大；②增大；41.8；③a；④不能。【点评】本题考查了光的反射、折射规律以及全反射的实验，全反射实验通过实验效果一步步引导学生，发挥想象力得出全反射的条件及结论，是考查学生的创新能力的一道好题。5．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。（1）小明的操作方案如图所示，他的方案不合理（选填“合理”或“不合理”），原因是太阳光没有平行于凸透镜的主光轴入射。（2）小明采用正确的操作方案，适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，则该凸透镜的焦距为20cm。（3）若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距小于（选填“大于”或“小于”）L。【分析】（1）（2）阳光聚焦法：把凸透镜正对太阳光，使太阳光跟主光轴平行，上下移动透镜，能在纸上形成最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜光心的距离是凸透镜的焦距。（3）利用阳光聚焦法确定焦点的位置时，倘若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明光斑已经从最小逐渐变大，光斑离焦点越来越远；倘若透镜远离纸的过程中光斑逐渐变小，说明光斑逐渐接近焦点。【解答】解：（1）如图，太阳光没有正对凸透镜，太阳光没有平行于凸透镜的主光轴入射，得到的交点不是凸透镜的焦点，所以方案不合理。（2）小明采用正确的操作方案，适当调整位置后，在白纸上出现一个最小、最亮的光斑，这个点是凸透镜的焦点。焦点到凸透镜光心的距离是凸透镜的焦距，经过测量得出光斑到凸透镜中心的距离为20cm，所以凸透镜的焦距f＝20cm。（3）若在测量的过程中，白纸上呈现一个并非最小、最亮的光斑，这时光斑到凸透镜中心的距离为L，若透镜远离纸的过程中光斑一直变大，说明光斑已经从最小逐渐变大，光斑离焦点越来越远，则凸透镜的焦距小于L。故答案为：（1）不合理；太阳光没有平行于凸透镜的主光轴入射；（2）20；（3）小于。【点评】本题考查了凸透镜的焦点、焦距、阳光聚焦法确定凸透镜的焦点的方法等，属于比较基础的内容。6．如图是同学们探究不同透镜折射光线规律的实验。（1）王薇想知道放大镜是凸透镜还是凹透镜，他应该触摸放大镜镜片，若是中间厚两边薄，则为凸透镜，反之，则为凹透镜（或将放大镜正对阳光，若光线可以会聚在一些，则为凸透镜，反之，则为凹透镜）。（2）如图，黄欣同学在探究凹透镜时候发现折射光线不明显，这是因为凹透镜较厚，光射到凹透镜上时有折射也有会有反射（光在过程中会有能量损耗），它可以在不追加器材的情况下，将凹透镜使凹透镜与激光射出点距离更近一些来改善这个问题。（3）细心的阳瑶同学发现在探究凹透镜时的实验中发现光线交于凹透镜右侧一点，这是因为凹透镜右侧是凹面，凹面镜对光线有会聚作用，所以平行的光正对其照射在右侧的凹面镜上发生反射后将反射光线会聚于一点。（4）好奇的文馨同学找来了三角形的透镜，做了如图的实验，惊奇的发现A、B两处均没有折射光线出射，小明对她解释说：“光由玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，且发生折射时，折射角随入射角增大而增大，当入射角增大到一定角度时，折射现象消失，光线会全部被反射回来。”（5）请你大致画出图3中的光路图。光线从A处直线射入，从箭头方向射出。【分析】（1）中间比边缘厚的是凸透镜；中间比边缘薄的是凹透镜；凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用；（2）光的传播过程有能量损耗；光射到透镜时，有一部分光发生折射，一部分光发生折射，由此分析解答；（3）图中凹透镜的右侧表面上凹面，根据凹面镜对光线作用分析解答；（4）光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象；（5）根据折射规律、凹透镜和凸透镜对光线作用完成光路。【解答】解：（1）触摸放大镜镜片，若是中间厚两边薄，则为凸透镜，反之，则为凹透镜（或将放大镜正对阳光，若光线可以会聚在一些，则为凸透镜，反之，则为凹透镜）。（2）凹透镜较厚，光射到凹透镜上时有折射也有会有反射（或光在传播过程中会有能量损耗），会造成折射光线不明显，改进方法：可以使凹透镜与激光射出点距离更近一些。（3）由图1可知，凹透镜右侧是凹面，凹面镜对光线有会聚作用，所以平行的光正对其照射在右侧的凹面镜上发生反射后将反射光线会聚于一点。（4）光由玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，且发生折射时，折射角随入射角增大而增大，当入射角增大到一定角度时，折射现象消失，光线会全部被反射回来。（5）激光笔的光垂直射半圆形玻璃砖时方向不变，在半圆形玻璃砖中再次发生折射，连结半圆形玻璃砖所在圆的圆心与射到其右侧的入射点的连线为法线，光由玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，由此作图折射光线（即凹透镜的入射光线）；先作出凹透镜的主光轴，入射光线平行于凹透镜主光轴，折射后反向延长过焦点，由此作出经凹透镜的折射光线（即凸透镜的入射光线）；作出凸透镜的主光轴，入射光线过凸透镜焦点，折射后平行于主光轴，即从箭头方向射出。如图所示：故答案为：（1）触摸放大镜镜片，若是中间厚两边薄，则为凸透镜，反之，则为凹透镜（或将放大镜正对阳光，若光线可以会聚在一些，则为凸透镜，反之，则为凹透镜）；（2）凹透镜较厚，光射到凹透镜上时有折射也有会有反射（光在传播过程中会有能量损耗）；（3）凹透镜右侧是凹面，凹面镜对光线有会聚作用，所以平行的光正对其照射在右侧的凹面镜上发生反射后将反射光线会聚于一点；（4）光由玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，且发生折射时，折射角随入射角增大而增大，当入射角增大到一定角度时，折射现象消失，光线会全部被反射回来；（5）见上图。【点评】本题考查了透镜的识别、透镜对光线作用以及根据折射规律、透镜的三条特殊光线的作图等，有一定难度。7．辨别凸透镜和凹透镜的方法一般有如下三种：（1）看透镜的形状：如甲图中凸透镜有（1）（4）（5）。（2）将透镜靠近字，透过透镜看字：如乙图中a（选填“a”或“b”）是凹透镜。（3）看透镜对光线的作用：如丙图中a（选填“a”或“b”）是凸透镜。【分析】（1）中间厚边缘薄的凸透镜是凸透镜；（2）把物体放在凸透镜的焦距之内，成的是正立、放大的虚像；把物体放在凹透镜的焦距之内，成的是正立、缩小的虚像；（3）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。【解答】解：（1）中间厚边缘薄的凸透镜是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜；所以（1）（4）（5）是凸透镜；（2）由图可知，a是正立、缩小的像，是凹透镜；b是正立、放大的像，为凸透镜；（3）凸透镜对光线有会聚作用，由图可知，a的光线会聚了，为凸透镜，b的光线发散了，是凹透镜。故答案为：（1）：（1）（4）（5）；（2）a；（3）a。【点评】本题考查了凸透镜、凹透镜的定义及其对光线的作用，属于基础知识。8．某物理学习小组，选择如图所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。（1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？答：A、C（选填字母序号）；器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光，分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图甲、乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越小。（2）如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与材料的关系”。【分析】（1）①根据实验目的，按照控制变量法的要求，要探究凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系，需使凸透镜的材料相同，弯曲程度不同；②结合甲、乙两图，根据焦距的概念进行分析；（2）如果选择A、B两个透镜，控制凸透镜的曲度相同，而材料不同，可用来探究焦距与材料的关系。【解答】解：（1）要探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，应选择材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同的透镜做实验，由图可知，A、C两凸透镜材料相同而透镜球形表面弯曲程度不同，故应选择A、C两凸透镜进行实验；（2）由图甲、乙可知，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越小；（3）由图1可知，A、B两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，而材料不同，因此可以用它们探究凸透镜的焦距大小与透镜材料的关系。故答案为：（1）A、C；小；（2）材料。【点评】本题考查了焦距的定义、焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系以及控制变量法的运用等，同时要求学生具备一定的猜想推断能力。9．小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜固定在光具座50cm刻度处不变。（1）实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。将蜡烛固定在40cm刻度处时，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为10.0cm；（2）当他将三个元件移动到如图所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。此时保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到35.0cm刻度处时，仍能在光屏上成清晰的像；（3）在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，看到的像会如何变化？③（选填序号“①像部分消失”、“②像完整亮度不变”或“③像完整亮度变暗”）；（4）小明将他的眼镜片放在图中的凸透镜前，光屏上的像变模糊了，适当向右移动光屏，像就又清晰了，由此可判断小明戴的是近视（选填“近视”或“远视”）眼镜。【分析】（1）为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；焦距即为焦点到光心的距离；（2）当物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，应用照相机；在光的折射中，光路是可逆的；（3）当用纸挡住透镜的某一部分时，由于通过凸透镜会聚的光线数量减少，所以像会比原来变暗，但仍成完整的像；（4）凹透镜对光线有发散作用，可以矫正近视眼。【解答】解：（1）实验过程中，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，目的是使烛焰的像成在光屏的中央；由题意可知，当蜡烛距离透镜为50.0cm﹣40.0cm＝10.0cm时，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，说明蜡烛正好在焦点上，则由焦距的定义可知该透镜的焦距为10.0cm；（2）由图可知，此时的物距为30cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，应用为照相机；保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移动到光具座35.0cm刻度处，此时的物距等于原来的像距，根据光路可逆可知，光屏上再次出现烛焰倒立、放大的实像；（3）当用纸挡住透镜的某一部分时，由于通过凸透镜会聚的光线数量减少，所以像完整亮度变暗，故选③；（4）将另一只眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像也变得模糊了，向右移动光屏（即像变远了），又可以在光屏上看到烛焰清晰的像，说明该眼镜对光线有发散作用，是凹透镜，应用于近视眼镜。故答案为：（1）使烛焰的像成在光屏的中央；10.0；（2）照相机；35.0；（3）③；（4）近视。【点评】此题探究凸透镜成像的规律，考查了一种利用平行光简单测量凸透镜焦距的方法，同时还考查了凸透镜成像规律及应用。10．小明同学在用焦距为15cm的凸透镜“探究凸透镜成像规律”的实验中，做了如下探究：（1）小明组装的器材顺序如图甲所示，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，蜡烛固定在15cm刻度线处，左右移动光屏，当光屏位于Ⅱ（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内某位置时，在光屏上成清晰、倒立、缩小的实像，照相机（填“投影仪”“放大镜”或“照相机”）就是利用这一原理制成的。（2）小明将蜡烛逐渐靠近透镜继续探究，光屏上成的像将逐渐变大（填“变大”或“变小”）；当蜡烛移至45cm刻度线处时，可在光屏（填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过透镜观察到烛焰放大的像。（3）为了验证实验结论是否对其他透镜也成立，小明用透明橡皮膜充水后模拟不同的透镜继续实验，如图乙所示。此时光屏上恰好成烛焰清晰放大的像（未画出），现给该“透镜”再充入少量水，为了使光屏上的像依然清晰，光屏应向左（填“向左”或“向右”）移动或者在蜡烛和透镜之间放上一块凹透镜（填“凸”或“凹”），才能使光屏上的像再次清晰。【分析】（1）根据物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，像距处于1倍和2倍焦距之间的特点进行分析；（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大；当物距小于1倍焦距时，成正立放大的虚像，像物同侧；（3）给“透镜”再充入少量水时，透镜的焦距变小，像提前会聚；凹透镜对光线具有发散作用。【解答】解：（1）凸透镜焦距是15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，物距为50cm﹣15cm＝35cm，大于2倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，像在1倍和2倍焦距之间，即在Ⅱ区，照相机是根据这个原理制成的；（2）小明将蜡烛逐渐靠近透镜继续探究，此时物距变小，像距变大，光屏上成的像将逐渐变大；当蜡烛移至45cm刻度线处时，此时的物距为5cm，小于1倍焦距，成正立放大的虚像，像物同侧，则应该在光屏这一侧透过凸透镜观察；（3）给该“透镜”再充入少量水，透镜的焦距变小，像提前会聚，为了使光屏上的像依然清晰，光屏应该向左移动或者在蜡烛和透镜之间放上一块具有发散作用的凹透镜，延迟光线的会聚。故答案为：（1）Ⅱ；缩小；照相机；（2）变大；光屏；（3）向左；凹。【点评】此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用。此题看似复杂，其实只要用心，仔细审题，并不难。11．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小勇同学进行了如下实验：（1）实验时，首先调节烛焰、光屏的高度，使它们的中心在同一高度，使像成在光屏中央。（2）接着小勇调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，在光屏上得到一个清晰的像，这个像是一个倒立、放大（填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。如果将凸透镜换成水透镜模拟眼睛，此时成像清晰，向水透镜中注水，发现光屏上的像不清晰了，应向右（选填“左”或“右”）移动蜡烛，会在光屏上再次得到清晰的像。（3）蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像将向上（填“下”或“上”）移动，可以向下（填“下”或“上”）调节凸透镜，使像再次成在光屏中央。（4）实验结束后，另一小组的同学又拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果光屏上原来清晰的像变模糊了，该组同学只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到烛焰清晰的像。由此可见，戴这种眼镜的人的眼睛的缺陷是近视（填“近视”或“远视”）。【分析】（1）为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；（2）当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，v＞2f；（3）随着蜡烛燃烧而变短，根据过光心不改变方向，像会向上移动，根据凸透镜成倒立实像进行分析凸透镜向上还是向下移动；（4）近视眼镜是凹透镜，当近视眼镜靠近凸透镜时，会聚能力减弱，使像呈在光屏的后方；近视眼的晶状体变厚，会聚能力增强，像距减小，像呈在视网膜的前方；戴近视眼镜使光线发散一些，使像距增大，使像呈在视网膜上。【解答】解：（1）实验时，首先调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央；（2）当蜡烛、凸透镜位于图乙中所示的位置时，由图可知u＜v，当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，v＞2f，所以这个像是一个倒立、放大的实像；如果将凸透镜换成水透镜模拟眼睛，此时成像清晰，向水透镜中注水，凸透镜的焦距变小，发现光屏上的像不清晰了，应向右移动蜡烛，会在光屏上再次得到清晰的像；（3）随着蜡烛燃烧变短，根据过光心的光线不改变传播方向可知像会向上移动，为了使像仍成在光屏中央，在蜡烛和光屏固定的情况下，应将凸透镜向下移动；（4）只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明物距不变，像距增大了，也就是眼镜对光线有发散作用，因此这只眼镜是凹透镜；近视眼的成因是像成在了视网膜的前方，所以戴这种眼镜人的眼睛的缺陷是近视。故答案为：（1）同一高度；（2）放大；右；（3）上；下；（4）近视。【点评】此题主要考查的是学生对实验器材的放置，以及对凸透镜成像规律的应用理解和掌握。12．某同学在老师的指导下探究“凸透镜成像的规律”。（1）实验中，该同学发现当蜡烛位于如图甲所示的位置时，光屏上会得到一个清晰的等大的像，则凸透镜的焦距是10cm。（2）若想用光具座模拟眼睛的成像原理，需要将蜡烛向左（选填“左”或“右”）移动，同时将光屏向左（选填“左”或“右”）移动。（3）实验一段时间后，光屏上的像“跑”到了图乙所示的位置，若要像重新回到光屏中央并能继续进行实验探究，可进行的调节是将凸透镜向下移动。【分析】（1）物距等于二倍焦距成倒立等大的实像；（2）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；（3）根据经过光心的光线的传播方向不变分析。【解答】解：（1）由图甲可知，光屏上得到一个清晰的等大的像，则此时物距等于二倍焦距，此时蜡烛距凸透镜的距离为20cm，则凸透镜的焦距是10cm；（2）眼睛的成像原理是：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；则需要将蜡烛向左移动，同时将光屏向左移动；（3）实验一段时间后，原来成在光屏中央的像“跑”到光屏的上方，根据穿过光心的光线方向不变，若要像重新回到光屏中央，可将凸透镜向下移动。故答案为：（1）10cm；（2）左；左；（3）将凸透镜向下移动。【点评】本题考查学生对于凸透镜成像实验的理解和掌握，关键熟练掌握其内容，做到灵活运用。13．小明用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）实验前，小明先想办法测凸透镜的焦距，如图甲，他将凸透镜正对太阳光，在透镜正下方，放上白纸，测出透镜与白纸间距离s与对应的白纸被烤焦的时间t，绘出图像，如图乙，则判断该透镜的焦距f为12cm；（2）如图丙，若要在光屏上得到一个清晰的像，光屏到透镜的距离应该满足的条件是v＞24cm。（3）如图丁，小明在实验过程中不断移动烛焰位置，观察到如图丁中①至⑥的六种烛焰清晰的像，对于①和⑤两个像相比，①像对应的物距更大；（4）实验中，燃烧的蜡烛在不断缩短，会导致光屏上的像向上（选填“上”或“下”）移动；（5）小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图戊中的4个字母适合做LED光源的有1个；（6）若按如图己所示的方式，将透镜切开，只保留白色部分，再将白色部分往中间凑紧，重新组成一个“透镜”进行实验，则在光屏上可以呈现4个像（光屏足够大）。【分析】（1）测凸透镜的焦距应该将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸，太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点；（2）凸透镜成像规律：f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，v＞2f；（3）根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，相反，物距减小，像距增大，像变大；（4）实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动。（5）探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的，即上下和左右是不对称的；（6）因为凸透镜中间厚，边缘薄，切去部分后相当于四个透镜，光心位置改变了，上面的像下移，下面的像上移，左面的像向右移动，右面的像向左移动，错位将成四个像。【解答】解：（1）测凸透镜的焦距应该将凸透镜正对着太阳光，在透镜下方平行地放上白纸；由图乙可知，当透镜与白纸间距s＝12cm时，白纸被烤焦的时间t＝4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸距离即为焦距f＝12cm；（2）蜡烛移至35cm刻度线处时，物距为u＝50cm﹣35cm＝15cm，f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，v＞2f，即光屏到透镜的距离应该满足的条件是v＞24cm；（3）根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大，对于①和⑤两个像相比，①像对应的物距更大；（4）实验过程中，蜡烛燃烧变短，根据“过光心的光线其传播方向不变”可知，像会向光屏的上方移动；（5）探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的，即上下和左右是不对称的，所以适合LED光源是“F”，有1个；（6）因为凸透镜中间厚，边缘薄，切去部分后相当于四个透镜，光心位置改变了，上面的像下移，下面的像上移，左面的像向右移动，右面的像向左移动，错位将成四个像。故答案为：（1）12；（2）v＞24cm；（3）①；（4）上；（5）1；（6）4。【点评】本题考查了凸透镜的成像规律，内容较多，有一定难度。14．（1）在探究“光的反射规律”的实验中（装置如图1）：①实验时，小君认为：只要在光传播的路径上标记两个合适的点就能确定光的传播路径，她应用到的光学知识是光在同种均匀介质中沿直线传播。②若光沿AO入射，则反射角是40度。③继续用另一支激光笔让光沿着BO射入，可看到光线沿OA射出，这说明在光的反射中，光路是可逆的。（2）在探究“凸透镜成像的规律”的实验中（图2）：①小君将蜡烛甲图光具座的位置时，光屏上出现了清晰的像，应是乙图中的A（填字母代号）。②保持蜡烛的位置不动，把凸透镜向左移到光具座上的34cm处，发现光屏上的像变模糊。在不移动光屏的情况下，使光屏上依然出现清晰的像，则可在凸透镜和光屏之间放置一个适当的凸透镜。③又将A、B两支点燃的蜡烛、凸透镜和光屏分别置于丙图所示的位置时。用一厚纸板挡住A处的烛焰，在光屏上C处仍能得到一个清晰的烛焰像。【分析】（1）①光在同种均匀介质中沿直线传播；②在光的反射中，反射角等于入射角；③在光的反射中，光路是可逆的；（2）①物距大于像距时，成倒立、缩小的实像；②在光的折射中，光路是可逆的；凸透镜成实像时，物距变小，像距变大；凹透镜对光线具有发散作用、凸透镜对光线具有会聚作用；③凸透镜成实像时，u＞v，成倒立、缩小的实像；u＜v，成倒立、放大的实像。【解答】解：（1）①只要在光传播的路径上标记两个合适的点就能确定光的传播路径，他利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理；②根据图1可知，此时的入射角为90°﹣50°＝40°，由于在光的反射中，反射角等于入射角，所以反射角为40°；③继续用另一支激光笔让光沿着BO射入，可看到光线沿OA射出，这说明在光的反射中，光路是可逆的；（2）①由图2甲可知，此时的物距大于相机，成倒立、缩小的实像，故选A；②根据图2甲可知，当凸透镜向左移到光具座上的35cm处时，此时的物距为原来的像距，根据光路可逆可知，此时成倒立、放大的实像；若凸透镜在34cm刻度尺，此时的物距变小，像距变大，其像距的变化量要大于物距的变化量，所以像会成在光屏的后方；由于凸透镜对光线具有会聚作用，在不移动光屏的情况下，使光屏上依然出现清晰的像，则可在凸透镜和光屏之间放置一个适当的凸透镜；③根据过光心的光线不改变方向，可以判断A处烛焰的像在D点，用厚纸板挡住A处的烛焰，D处烛焰的像不见了，C处还能看到B处烛焰的像；以A处烛焰和D处烛焰的像为例，物距大于像距，成倒立、缩小的实像。故答案为：（1）①光在同种均匀介质中沿直线传播；②40；③在光的反射中，光路是可逆的；（2）①A；②凸透；③C。【点评】本题考查了光的反射实验、凸透镜成像规律的探究实验，考查的较全面，综合性强。15．为了探究凸透镜成像的规律，小明进行了如下实验（凸透镜的焦距为10cm）：（1）组装器材时，为了使像成在光屏中央，除了将光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上，还应调整它们的中心大致在同一高度。（2）当凸透镜和光屏固定在如图所示的位置时，光源应移到A点左侧，才能在光屏上看到倒立的实像，照相机就是根据这一原理制成的。（3）接着他将一个近视眼镜放在光源和凸透镜之间靠近透镜的位置，发现光屏上的像变模糊了。为了再次承接到清晰的像，他应将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离。（4）同组的小丽在探究凸透镜成像实验时，不小心将凸透镜碰到地上，透镜的上半部分摔碎了，她坚持用余下的半部分继续实验，则光屏上将D。A.得不到像B.仅成上半部分的像C.仅成下半部分的像D.像是完整的，亮度变暗【分析】（1）为了使像成在光屏中心，应将发光体、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上；（2）物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像，其应用是照相机；（3）近视眼镜有发散光线作用，据此确定光屏移动方向；（4）当将凸透镜的部分挡住后，光屏上仍能成物体完整的像，只是凸透镜会聚光线数量比原来减少，像比原来变暗。【解答】解：（1）为了使像成在光屏中心，实验开始前，应将光源、凸透镜和光屏中心调节在同一高度上；（2）光源应移到A点左侧，此时的物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，照相机就是根据这一原理制成的；（3）将一个近视眼镜放在光源和凸透镜之间靠近透镜的位置，通过近视眼镜射向凸透镜的光线发散了，像距变大，为了再次承接到清晰的像，他应将光屏向远离透镜的方向移动适当距离；（4）透镜的上半部分摔烂了，她坚持用余下的半部分继续实验，由于凸透镜的下半部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，只是此时的像比完整凸透镜前的像要暗一些，故D正确。故答案为：（1）同一高度；（2）照相机；（3）远离；（4）D。【点评】此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用。16．小明在探究“凸透镜成像的规律”实验时，实验操作规范。（1）实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，实验一段时间后，他发现光屏上的像偏上，那么他应该把凸透镜向下（选填“上”或“下”）适当调节，才能使像最终成在光屏的中央。（2）当他将蜡烛、凸透镜、光屏调节到图甲所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，此时成像原理与照相机（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）相同；若将蜡烛向右移动5cm，保持凸透镜的位置不动，则应将光屏向右（选填“左”或“右”）适当移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比原来的像要大（选填“大”或“小”）些。（3）当光屏上成清晰的像时，用白纸遮住凸透镜的上半部分，则烛焰的像亮度将变暗。（4）小明近日发现自己看不清黑板，到医院检查，医生告诉他患上了近视，成像示意图为图乙（选填“乙”或“丙”），近视眼可以使用凹透镜（选填“凸透镜”或“凹透镜”）加以矫正。【分析】（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放点燃的蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置。根据光线过光心不改变方向进行判断。（2）凸透镜成实像时，根据物距和像距的关系，能判断凸透镜的成像情况：①物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；②物距等于像距，成倒立、等大的实像；③物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪或幻灯机；凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，像越大；（3）物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像。当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像；（4）视眼能看清近处的物体，不能看清远处的物体，近视眼的晶状体太厚，使像成在视网膜的前方。要戴一个凹透镜来矫正，凹透镜对光线有发散作用。戴上凹透镜能使像成在视网膜上。【解答】解：（1）烛焰、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置。实验中他发现光屏上的像偏上，根据光线过光心不改变方向，凸透镜向下移动，或蜡烛向上移动，或光屏向上移动。（2）根据图示可知，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，因此与照相机原理相同。凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，像越大；因此当凸透镜的位置不变时，只向右移动蜡烛，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像需要向右移动光屏，此时像的大小比原来的像要大些；（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，照样能会聚成完整像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗；（4）图乙的入射光线会聚在视网膜的前方，所以图乙表示了近视眼的成像情况，图丙的入射光线会聚在视网膜的后方，所以图丙表示了远视眼的成像情况，也是老花眼成像情况；近视眼是因为晶状体焦距太短，或眼球前后经过长，看远处物体时，使物像落到视网膜前方，为了使光线会聚在原来的会聚点后面的视网膜上，就需要在光线进入人的眼睛以前发散一下，因此带对光线具有发散作用的凹透镜来矫正。故答案为：（1）同一高度；下；（2）照相机；右；大；（3）变暗；（4）乙；凹透镜。【点评】本题考查了凸透镜成像规律及探究实验，属于基础题型。17．如图1所示，用焦距为5cm的凸透镜探究成像规律，进行了如下实验操作：A.将蜡烛放在P（标尺50cm）处；B.在位于M点处（图1中未画出）的光屏上得到了清晰放大的像；C.保持透镜位置不变，向右移动蜡烛至Q（60cm）处，同时将光屏从M处移至另一位置N时，在光屏上又得到清晰缩小的像，则：（1）两次所成的像相对于物体C的。（选填字母符号）A.两次都是正立B.一次正立，一次倒立C.两次都是倒立（2）光屏位于凸透镜的左（选填“左”或“右”）侧。（3）上述过程中光屏是向右（选填“左”或“右”）侧移动的。（4）保持透镜位置不变，将蜡烛自P点向左移到光具座标尺45cm刻度处，此时蜡烛所成的像是虚像（选填“实像”或“虚像”）；将光屏移到某一恰当位置时不可能（选填“可能”或“不可能”）在光屏上承接到清晰的像；要想通过透镜观察到蜡烛此时所成的像，应该从左向右看（选填“从左向右看”或“从右向左看”）。（5）在探究凸透镜成像规律一段时间后，由于蜡烛燃烧，蜡烛变短了，此时观察到光屏上烛焰的像向上（选填“上”或“下”）移动，为使像回到光屏中央，我们可以进行的操作是：将光屏向上（选填“上”或“下”）移动，或将凸透镜向下（选填“上”或“下”）移动。（6）小萱实验小组更换了相关器材后顺利完成了实验，根据记录的实验数据得到了如图2所示的图像，线段MN为凸透镜成像的像距倒数和物距倒数的对应关系，根据图像信息可知该小组所用凸透镜的焦距为12.5cm。【分析】（1）（2）（3）（4）①u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，物像异侧。2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；②凸透镜成实像时，物近像远像变大；（5）理解倒立实像的特点，像和物体的移动方向恰好相反；（6）根据图像判断出凸透镜的焦距。【解答】解：（1）两次实验中，所成的像一次是清晰放大的像，一次是清晰缩小的像，都可以呈现在光屏上，因此，都是实像，都是倒立的，故C正确；（2）凸透镜成实像时，物像异侧，“保持透镜位置不变，向右移动蜡烛至Q（60cm）处”，成缩小的像，根据物远像近像变小可知，物距增大了，因此说明凸透镜在蜡烛左侧，所以光屏位于凸透镜的左侧；（3）根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，上述过程中物距增大，像距减小，所以光屏应向右侧移动一些；（4）开始时蜡烛在50cm处成倒立放大的实像，说明物体在一倍焦距和二倍焦距之间，所以凸透镜在40cm与45cm之间，保持透镜位置不变，将蜡烛自P点向左移到光具座标尺45cm刻度处，此时蜡烛在一倍焦距之内，所成的像是虚像，因此在光屏上承接不到像，要想通过透镜观察到蜡烛此时所成的像，应该从左向右看；（5）随着实验的进行，蜡烛由于燃烧逐渐变短，光屏上的像逐渐向上移动，为了使像完整的成在光屏的中央，可将光屏向上移动或将蜡烛向上移动，或者将凸透镜向下移动；（6）图中＝2m﹣1时，＝2m﹣1，此时v＝u＝0.25m像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即2f＝0.25m，所以f＝0.125m＝12.5cm。故答案为：（1）C；（2）左；（3）右；（4）虚像；不可能；从左向右看；（5）上；上；下；（6）12.5。【点评】此题是探究凸透镜成像规律的实验，凸透镜成像规律应用，在掌握规律时，注意成像特点、物距、像距的关系。18．在“探究凸透镜成像规律的实验”中：（1）如图甲所示，是小贾同学确定焦距时所做的实验，一束平行主光轴的光线经凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为15.0cm。（2）如图乙所示，小贾同学保持蜡烛和凸透镜的位置不变，左右移动光屏，在光屏上不能（选填“能”或“不能”）得到清晰的烛焰像。此时取下光屏，从原光屏处透过透镜看蜡烛，看到的是烛焰正立的像（选填“正立”或“倒立”）。（3）在图乙中保持蜡烛的位置不变，把凸透镜向右移到刻度为30cm处，适当调节光屏（光具座足够长），光屏上能成一个放大的像；此时保持凸透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏对调，光屏上又能成一个缩小的像（两空均选填“放大”、“缩小”或“等大”）。（4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像移动到了光屏顶端，要使像能够成在光屏的中央，应将凸透镜向下（选填“上”或“下”）调整。（5）小贾同学在调整凸透镜时，手上的墨水涂在了透镜中央，形成了一个黑色指纹，则此时在光屏上看到蜡烛的像C。A.像变暗且正中间出现黑斑B.像亮度不变中间出现指纹的影像C.像变暗形状不受影响【分析】（1）图甲中，凸透镜的焦距等于凸透镜与光屏之间的距离；（2）（3）比较物距与凸透镜的焦距大小关系，根据凸透镜的成像规律分析成像的性质；（4）根据光线过凸透镜光心不改变方向，结合题意判断凸透镜的移动方向；（5）手上的墨水涂在了透镜中央，形成了一个黑色指纹，烛焰的光线可以通过凸透镜别的部位在光屏上成像，不会影响像的形状，只是像会变暗。【解答】解：（1）图甲中，凸透镜的焦距等于凸透镜与光屏之间的距离，即：f＝35.0cm﹣20.0cm＝15.0cm；（2）由图乙知，物距u1＝20.0cm﹣10.0cm＝10.0cm＜15.0cm，即：u1＜f，则烛焰通过凸透镜成的是正立、放大的虚像，所以此时在光屏上不能到清晰的烛焰像，取下光屏，从原光屏处透过透镜看蜡烛，看到的是烛焰正立的像；（3）在图乙中，保持蜡烛的位置不变，把凸透镜向右移到刻度为30cm处时，物距u2＝30.0cm﹣10.0cm＝20.0cm，可得f＜u2＜2f，所以此时光屏上成的是倒立、放大的实像；若保持凸透镜位置不变，仅将蜡烛和光屏对调，此时物距将大于像距，所以光屏上成的是倒立、缩小的实像；（4）根据光线过凸透镜光心不改变方向，蜡烛因燃烧变短，所成像移动到了光屏顶端，要使像能够成在光屏的中央，应将凸透镜向下调节；（5）虽然手上的墨水涂在了透镜中央，形成了一个黑色指纹，但烛焰的光线可以通过凸透镜别的部位仍能在光屏上成像，像的形状不受影响，只是由于成像的光线减少了，像会变暗，故C正确。故答案为：（1）15.0；（2）不能；正立；（3）放大；缩小；（4）下；（5）C。【点评】本题考查了凸透镜成像规律的实验，需熟练掌握凸透镜成像规律，题目难适中。19．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜固定在光具座50cm刻度线处，移动蜡烛，调节光屏直到光屏上承接到清晰的像，如图所示：（1）该凸透镜的焦距为15.0cm；（2）将近视眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间适当位置，此时应将光屏向右（选填“左”或“右”）移动，才能再次承接到清晰的像；（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，应将光屏移至B（选填“A”“B”或“C”）范围内才能再次承接到清晰的像；A．50～65cmB．65～80cmC．80cm以外（4）将蜡烛移到30cm刻度线处，适当调节光屏，光屏上再次得到清晰的像，生活中常见的投影仪是利用此成像原理制成的；（5）实验中，李萌同学用白纸遮住凸透镜的一部分，光屏上能（选填“能”或“不能”）成一个烛焰完整的像；（6）蜡烛经过一段时间的燃烧，乔乔同学发现蜡烛的像在向上移动，为使成像在光屏中央，她应该向上调整光屏（均选填“向上”或“向下”）。【分析】（1）根据凸透镜成像规律，物距等于像距时，物距和像距都等于二倍焦距，成倒立等大实像；（2）近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用；（3）取走镜片，将蜡烛左移后，此时u＞2f，f＜v＜2f；（4）将蜡烛移到30cm刻度线处，此时物距为：50.0cm﹣30.0cm＝20.0cm，f＜u＜2f，凸透镜成倒立、放大的实像；（5）用白纸遮住凸透镜的一部分，烛焰发出的光线会经凸透镜其它部分折射，但折射光线减少；（6）蜡烛经过一段时间的燃烧，蜡烛变短，烛焰向下移动，但通过光心的光线传播方向不变。【解答】解：（1）图中物距等于像距，根据凸透镜成像规律，此时物距和像距都等于二倍焦距，成倒立等大实像，由图可知：u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm；v＝80.0cm﹣50.0cm＝30.0cm；即：u＝v＝2f＝30.0cm；所以该凸透镜的焦距为f＝15.0cm；（2）近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，将近视眼镜的镜片放在蜡烛和凸透镜之间适当位置，对光线起到了推迟会聚的作用，此时应将光屏向右移动，才能再次承接到清晰的像；（3）取走镜片，将蜡烛向左移动一段距离后，此时物距大于2倍焦距，像距应在1倍焦距与2倍焦距之间，凸透镜在50.0cm处，应将光屏移至65.0～80.0cm范围内才能承接到清晰的像，故AC错误，B正确；故选：B；（4）将蜡烛移到30cm刻度线处，此时物距为：50.0cm﹣30.0cm＝20.0cm；即蜡烛位于1倍焦距与2倍焦距之间，此时凸透镜成倒立、放大的实像，生活中常见的投影仪是利用此成像原理制成的；（5）用白纸遮住凸透镜的一部分，烛焰发出的光线经凸透镜其它部分折射后，照样能会聚成完整的烛焰的像，但折射光线减少，会聚成的像变暗；（6）凸透镜成倒立的实像，蜡烛经过一段时间的燃烧，蜡烛变短，烛焰向下移动，由通过光心的光线传播方向不变可知，光屏上的像向上移动；为使成像在光屏中央，将光屏向上调整。故答案为：15.0；右；B；投影仪；能；向上；向上。【点评】此题考查了对凸透镜成像的规律的探究这一知识点，稍有难度，但属常规题目。20．如图所示，小明用焦距为10cm的凸透镜，“探究凸透镜成像的规律”。（1）如图甲所示，物距等于15.0cm。此时光屏上呈现清晰的像，这个像的性质是倒立、放大（选填“放大”或“缩小”）的实像。（2）如图乙所示，当烛焰在光屏上成清晰的像时，在烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜，发现光屏上的像变模糊了，保持蜡烛、凸透镜和眼镜的位置不变，要使光屏上再次呈现烛焰清晰的像，应将光屏向远离（选填“远离”或“靠近”）凸透镜的方向移动适当的距离，原因是近视眼镜对光线有发散作用。（3）如图丙所示，烛焰、凸透镜分别位于10cm、16cm刻度线处，则人眼在图中B处能观察到烛焰的像，此时像是正立（选填“倒立”或“正立”）的。【分析】（1）物体到凸透镜的距离为物距，刻度尺的分度值为1cm；根据图示的物距与题干中告诉的焦距，利用凸透镜成像的规律及其应用可以确定此时的成像情况；（2）凹透镜对光线有发散作用，能使光线的会聚点推迟延后，可以用来矫正近视眼；（3）u＜f时，凸透镜成正立放大的虚像，此时物像同侧。【解答】解：（1）由图甲知，物距u＝25.0cm﹣10.0cm＝15.0cm；已知凸透镜的焦距f＝10cm，此时物距2f＞u＞f，此时成的是倒立、放大的实像；（2）近视眼镜的镜片为凹透镜，对光有发散作用，可使光线的会聚点推迟延后。因此在烛焰和凸透镜之间放一副近视眼镜，不改变眼镜和透镜的位置，要使光屏上再次呈现清晰的像，可以将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离。（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。故答案为：（1）15.0；放大；（2）远离；发散；（3）B；正立像。【点评】此题是探究凸透镜成像的规律，主要考查了实验的探究过程及成像规律的应用。此题看似复杂，其实只要用心，仔细审题，并不难。21．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成像的物距和像距的变化关系画出图象如图乙所示；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，使烛焰在光屏上或清晰的像，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10cm。（2）随着实验的进行，蜡烛由于燃烧逐渐变短，为了使像完整地成在光屏的中央，可将光屏上移动。（3）实验结束后，另一小组的同学拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果，光屏上原来清晰的像模糊了。该组同学只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时。又在光屏上观察到烛焰清晰的像，由此可见，这只眼镜是凹（填“凸”或“凹”）透镜。【分析】（1）物距等于二倍焦距成倒立等大实像，然后通过图象分析出该凸透镜的焦距；（2）理解倒立实像的特点，像和物体的移动方向恰好相反；（3）近视眼镜是凹透镜，当近视眼镜靠近凸透镜时，会聚能力减弱，使像呈在光屏的后方；近视眼的晶状体变厚，会聚能力增强，像距减小，像呈在视网膜的前方；戴近视眼镜使光线发散一些，使像距增大，使像呈在视网膜上。【解答】解：（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，所以2f＝20cm，则f＝10cm；（2）随着实验的进行，蜡烛由于燃烧逐渐变短，相对于凸透镜向下移动，光屏上的像逐渐向上移动，为了使像完整地成在光屏的中央，可将光屏向上调节；（3）只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到蜡烛清晰的像，说明物距不变，像距增大了，也就是眼镜对光线有发散作用，因此这只眼镜是凹透镜。故答案为：（1）10；（2）上；（3）凹。【点评】此题主要考查的是学生对实验器材的放置，以及对凸透镜成像规律的应用理解和掌握，同时考查了对倒立实像的理解。22．在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时，张蓉同学选择了如下器材：蜡烛（模拟所视物）、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连）、光屏（模拟人眼视网膜）、光具座等。（注：水凸透镜的凸起程度可以通过注射器注入或吸取水的多少来调节）（1）她安装并调整好实验装置，如图所示，将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时，为了模拟正常眼睛时，保持蜡烛和光屏不动，而调节水凸透镜的凸起程度，在光屏上得到了烛焰清晰的像；（2）当向水凸透镜内注入水，使透镜更凸后，发现光屏上已无烛焰清晰的像，若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像，应在水凸透镜前放置一块凹透镜，若撤去放置的透镜，应将光屏靠近（填“靠近”或“远离”）水凸透镜，才能得到清晰的像。（3）根据上述实验，可知近视眼的形成原因是晶状体变厚，折光能力变强，使得远处物体的像成在视网膜的前方。【分析】（1）人眼好比是一架照相机，即我们所能看到的物体必须在晶状体的2倍焦距以外，像成在视网膜上，成的是一个倒立、缩小的实像；（2）凸透镜越厚，其折光能力就越强，故据此能判断该题中凸透镜变厚后的像应成在原光屏的什么位置；（3）根据凸透镜和凹透镜对光线的作用能判断出所应选择的透镜或光屏的移动情况，进而总结出近视眼的成因及矫正。【解答】解：（1）保持蜡烛和光屏不动，调节水凸透镜的凸起程度（焦距的大小），在光屏上得到了烛焰清晰倒立、缩小的实像；（2）向水凸透镜内注入水时，透镜更凸，会聚能力较强，将像成在光屏的前面，为了使像正好呈在光屏上，应使光线推迟会聚，使所成的像相对于光屏后移，所以应在水凸透镜前放置一块凹透镜。或者将光屏前移靠近水凸透镜；（3）近视眼的成因是晶状体变厚，折光能力变强，使得远处物体的像成在视网膜的前方造成的。故答案为：（1）凸起程度；（2）凹；靠近；（2）晶状体变厚，折光能力变强，使得远处物体的像成在视网膜的前方。【点评】本题主要考查凸透镜对光线的作用、凸透镜的成像的特点、以及对近视眼的成因和矫正方法的掌握。23．阅读《可调式眼镜》回答下题．可调式眼镜人的眼睛看清物体是通过改变晶状体的形状来实现的，晶状体相当于全自动变焦镜头．看近处物体时，晶状体变凸一些，折射光线的能力变强；看远处物体时，晶状体变扁平一些，折射光线的能力变弱．通过这样的调节，使远近不同的物体均能在视网膜上成像．若晶状体调节能力变弱，就会出现看不清远处物体或近处物体的情况，需要佩戴合适的眼镜进行矫正．有人发明了一种能矫正视力的可调式眼镜，如图1所示，这种眼镜的镜片中含有一种特殊液体．图2是可调式眼镜的结构示意图，镜架上有表示移出和加入液体含量的标尺；移动标尺上的滑块可以定量改变镜片中的液体含量，从而改变镜片的形状；镜片中液体含量的改变量V可以用滑块在标尺上的位置表示．滑块位于标尺上0刻度线处，表示眼镜的初始状态，此时，镜片的形状是扁平的，如图2甲所示．当滑块位于标尺上1、2刻度线处时，分别表示镜片中加入一些液体、加满液体，图2乙是镜片中加满液体的示意图．当滑块位于标尺上﹣1、﹣2刻度线处时，分别表示从镜片中移出一些液体、移出全部液体，图2丙是镜片中移出全部液体的示意图．为探究可调式眼镜的矫正效果，首先要确定以下程序和标准