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初二物理上册透镜成像检测试题(附答案)

透镜成像

一、知识概述

通过前面一段时间的学习，我们对光现象的相关知识已有所了解，知道光在同种均匀介质中沿直线传播，在两种介质的表面会发生反射现象和折射现象。本周我们将学习一透镜和透镜的成像规律。

二、重难点知识归纳及讲解

(一)透镜

1、几个概念

凸透镜中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜

凹透镜中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜

主轴最简单的透镜两个表面都是球面的一部分，通过两个球心的直线叫做透镜的主轴。

薄透镜如果透镜的厚度比球面的半径小许多，这种透镜叫做薄透镜。

光心薄透镜的中心叫透镜的光心。

2、凸透镜的光学性质

(1)凸透镜对光线有会聚作用。

跟主光轴平行的光线，经过凸透镜后会聚于主光轴上的一点F，F叫做凸透镜的焦点，焦点到凸透镜光心O点的距离叫做焦距。

注意：会聚作用不一定要使折射光线相交，凸透镜对光的会聚作用指的是：光通过透镜后，其折射光线向主轴偏折，即在原光线的传播方向上合拢一些。

(2)凸透镜的三条特殊光线如下图所示：

(1)

(2) (3)

3、凹透镜的光学性质

(1)凹透镜对光线有发散作用。

跟凹透镜主光轴平行的光线，经过凹透镜后形成发散光线。如果迎着发散的光线望去，会觉得这些光线好像是从凹透镜后某一点F发出来的，F点叫做凹透镜的虚焦点。

凹透镜对光线的发散作用指的是：光线通过凹透镜后，其折射光线远离主光轴偏折，即在原光线的传播方向上发散开一些。

(2)凹透镜的三条特殊光线如下图所示：

(1)

(2) (3)

例1、如图所示，AB为一条经过透镜折射后的光线，MN为透镜的主光轴，L为透镜。由图可知( )

A.该透镜可能是凸透镜

B.该透镜可能是凹透镜

C.若该透镜是凸透镜，B点一定是透镜的焦点

D.若该透镜是凹透镜，B点一定是透镜的焦点

解析：

图中仅仅只给出了折射光线，而没有入射光线，此时无法确定光线相对于原来是会聚还是发散，故A、B都是正确;若入射光线平行于主光轴，则B点为凸透镜的焦点，若入射光线没有平行主光轴，则折射光线不会通过焦点，即B不是焦点，对于凹透镜而言，没有实焦点，故C、D都是错误的。

答案：A、B

例2、完成下列光路图

解析：

画通过透镜的折射光线时，应记住三条特殊光线：⑴平行于主光轴的光线折射后通过焦点。(凸透镜是实际光线通过焦点，凹透镜是光线的反向延长线通过焦点)⑵通过焦点的光线(或光线的延长线)，折射后平行于主光轴;⑶通过光心的光线，传播方向不改变。

答案：如下图所示

(二)探究凸透镜成像规律

1、凸透镜成像的原因

凸透镜成像是由于光的折射现象形成的，从物体上一点发出的光线(或反射出的光线)，经凸透镜折射后交于一点，这点就是物体上点的像点，若干像点就形成了物体的像。

2、凸透镜成像的规律

物距(u) 像的性质 像距(v)

正倒 大小 虚实

u2f 倒立 缩小 实像 f

u=2f 倒立 等大 实像 v=2f

f2f

uu

3、凸透镜成像的大小变化规律

(1)凸透镜成实像时，若物距增大，则像距减小，像也减小;反之，若物距减小，则像距增大，像也增大。

(2)凸透镜成虚像时，若物距增大，则像距和像都增大;反之，若物距减小，则像距和像都减小。

4、利用透镜的特殊光线作透镜成像光路。

(1)物体处于2倍焦距以外

(2)物体处于2倍焦距和1倍焦距之间

(3)物体处于焦距以内

(4)凹透镜成像光路

例3、一个物体在凸透镜前20cm处，在屏上成一倒立缩小的像，则透镜的焦距f( )

A.10cm 20cm B.f 10cm

C.f 10cm D.f 20cm

解析：

解决这类类问题的关键，是根据凸透镜的成像特点和成像条件，物体通过凸透镜成倒立，缩小的实像，物距必然大于二倍焦距，即u2f。

本题中有20cm2f

解不等式得：f10cm

答案：C

例4、一物体放在凸透镜前18cm处，在透镜另一侧20 cm处成一清晰像，则此透镜的焦距( )

A.一定大于20 cm

B.一定小于9 cm

C.一定在10 cm到8 cm之间

D.一定在9 cm到10 cm之间

解析：

由于本题中物像异侧，说明此像是一实像;又由于像距比物距大，可推知此像是一放大、倒立的实像，此时物体应在一倍焦距和二倍焦距之间，像在另一侧的二倍焦距之外。

即：f2f ①

20cm 2f ②

综合①、②解得9cm

答案：D

A卷

一、选择题

1、由于下雨，一透明塑料薄膜的顶棚积满了水，形状如图所示，下面关于它的讨论正确的有( )

A.这些水构成一个凸透镜，它对平行光有会聚作用。

B.透镜必须是固体，水不可能成为凸透镜。

C.水的下表面虽然近似于球面，但上表面却是平的，所以它不可能起凸透镜的作用。

C.只要是透明物质，就有可能构成透镜。

2、下列各镜中，不能改变光束会聚或发散性质是( )

A.凸透镜 B.凹透镜

C.凸镜 C.平面镜

3、如图所示，四幅图均表示光线通过凸透镜前后的传播方向，其中正确的是( )

A. B.

C. C.

4、一凸透镜的焦点为F，一凹透镜的焦点为F，让这两个透镜的一侧都正对着太阳，则在两透镜的另一侧的焦点上，F与F的温度相比( )

A.F点的温度较高

B.F点的温度较高

C.两点温度一样高

C.无法判断

5、关于凸透镜对光线的作用，以下说法中正确的是( )

A.平行射向凸透镜的一束光，经折射一定交于凸透镜的焦点。

B.经过凸透镜会聚的光线一定交于一点。

C.凸透镜只能使平行于主光轴的光线发生会聚作用。

C.过凸透镜光心的光线，一定不改变传播的方向。

6、一束平行光正对凸透镜照射，在离透镜10cm处的光屏上得到一个亮点，那么当物体在凸透镜前25cm处时，在透镜的另一侧可以得到( )

A.倒立缩小的实像 B.倒立放大的实像

C.正立缩小的实像 C.正立放大的实像

7、将蜡烛放在离凸透镜30cm的地方，在离物体45cm的光屏上可以得到烛焰的清晰的像，则( )

A.凸透镜的焦距是90cm，像是放大的。

B.凸透镜的焦距是18cm，像是放大的。

C.凸透镜的焦距是10cm，像是放大的。

C.凸透镜的焦距是10cm，像是缩小的。

8、某物体通过凸透镜成一个倒立，缩小的实像，像与凸透镜距离为20cm，则此凸透镜的焦距为( )

A.f10cm B.10cm

C.f20cm C.无法判断

9、在研究凸透镜成像的实验中，如果在光屏上得到一个放大、倒立的像，量得光屏到透镜的距离为24cm，则凸透镜的焦距可能为( )

A.20cm B.15cm

C.12cm C.10cm

10、一凸透镜的焦距为15cm，当物体放在距焦点5cm处，一定能得到( )

A.正立放大的虚像

B.倒立放大的实像

C.倒立缩小的实像

C.倒立、放大实像或正立放大虚像

提示：

1、凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜和凸镜对光线有发散作用

3、根据凸透镜的性质对光线有会聚作用

6、该凸透镜的焦距为10cm

7、由题可知，物距为30cm，像距为15cm

8、f2f 所以10cm

9、24cm2f 即 f12cm

第1题 正确答案为 AD

第2题 正确答案为 D

第3题 正确答案为 C

第4题 正确答案为 A

第5题 正确答案为 D

第6题 正确答案为 A

第7题 正确答案为 D

第8题 正确答案为 B

第9题 正确答案为 D

第10题 正确答案为 D

B卷

二、填空题

11、让凸透镜正对着太阳光，移动凸透镜的位置，直到地上的亮斑最小最亮，这亮点到凸透镜光心的距离是________，亮斑所在的位置就是该凸透镜的_________。

12、当凸透镜焦距为20cm时，要在光屏上成一缩小的像，蜡烛可在距凸透镜___________移动，要使像变大些但仍是缩小的，蜡烛应(填远离或靠拢)凸透镜，同时光屏离凸透镜应___________(填近或远)些。

13、如图所示，把蜡烛放在a、b、c、d各点，调节光屏的位置，则：(其中F为焦点，P为二倍焦距处)

(1)在屏上出现的实像最大时，蜡烛放在___________点上。

(2)在屏上出现的实像最小时 ，蜡烛放在___________点上。

(3)当屏上出现与物体等大的实像时，蜡烛放在___________点上。

(4)当屏上观察不到像时，蜡烛放在___________点上。

(5)当蜡烛放在___________点上，凸透镜不可能成像。

(6)若把蜡烛入在C点上，能成倒立、___________的实像，把屏和蜡烛的位置颠倒一下，则成___________的、倒立的实像。

答案：

11、焦距;焦点

12、40cm之外;靠拢;远

13、⑴ c;⑵ a;⑶ b;⑷ d;⑸ F;⑹放大;缩小

三、综合题

14、给你一些透镜，你怎样鉴别它们是凸透镜还是凹透镜?请写出三种方法。

答案：

(1)观察法：中间厚、边缘薄的是凸透镜，中间薄、边缘厚的是凹透镜。

(2)聚焦法：把透镜正对太阳，上下移动透镜的位置，能在地面上找到会聚点的是凸透镜，反之为凹透镜。

(3)成像法：将透镜靠近书本等物体，能看到放大正立的虚像，起放大作用的是凸透镜，反之为凹透镜。

15、如图所示，光射到某光具上，要使出射光线沿水平方向射出，请在图中画出三种不同的光学元件。

解答：

如下图所示

中考解析

一、中考要求

透镜及透镜的成像规律是历年中考的必考内容，考查的知识点有透镜的种类及光学性质、凸透镜成像的条件和规律。常见的题型有选择题，填空题和作图题。

二、中考新题例说

1、(上海)在下图中，凸透镜焦距为10厘米。保持透镜位置不变，当蜡烛在15厘米刻度处时，为了在光屏的中心找到像，应调整光屏的____________，并将光屏向____________方向移动(选填远离透镜或靠近透镜)。

答案：高度 靠近透镜

2、(陕西省)某同学在做研究凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置。实验后，他归纳出以下结论，其中错误的是( )

A.使烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小

B.使烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大

C.使烛焰位于a点时，成缩小的实像

D.使烛焰位于d点时，成放大的实像

答案：D

3、(黄冈市)如图，是一种称之为七仙女的神奇玻璃酒杯，空杯时什么也看不见，斟上酒，杯底立即显现出栩栩如生的仙女图.下列对仙女图形成原因的探讨，正确的是( )

A.可能是酒具有化学显影作用

B.可能是酒的液面反射，在酒中出现放大的像

C.可能是图片在杯底凸透镜焦点处成放大的像

D.可能是斟酒后杯底凸透镜焦距变大，使图片显影

答案：D

课外拓展

1、我国历史上的冰透镜

早在我国西汉(前206～公元25年)《淮南万毕术》中就有关于冰透镜记载：削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生.其后，晋朝张华的《博物志》中也有类似记载。

冰遇阳光会熔化，冰透镜对着太阳却能聚光使艾绒着火，令人怀疑。清代科学家郑复光(1780一?)根据《淮南万毕术》的记载，亲自动手做过一些实验，证实冰透镜的确可以取火。他在镜镜冷痴中写道，将一只底部微凹的锡壶，内装沸水，用壶在冰面上旋转;可制成光滑的冰透镜，利用它聚集日光，可使纸点燃。

2、水透镜聚光取火

如图所示，用粗铁丝弯成圆圈;圆圈上蒙一层透明的塑料薄膜.在薄膜上面倒入适量的水，薄膜受到水的压力作用下坠，形成了水透镜.将水透镜支在一定的高度，让阳光穿过透镜，在地面上聚焦，便可以将放在地面的纸片点燃。

实验中的这种水透镜也经常会给人类带来意想不到的灾难。如在人迹罕至的热带丛林，常常发生神秘的大火，使大片森林付之一炬，许多鸟兽葬身火海。起初人们并不知道森林起火的原因，经过长期的调查与研究，终于后来发现了起火的原因.原来，每天清晨，林木的树叶上常挂着露珠，由于地处赤道附近，太阳虽然刚刚升起却已骄阳似火，烈日炎炎，阳光照在露珠上，而每颗露珠又恰似凸透镜使阳光会聚于焦点.假若恰好有枯草或干树叶位于这个焦点上。它们很快就会被点燃起来.特别是小鸟爱用干草或枯枝在树枝上搭巢，森林大火常从鸟巢烧起。

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