第四章 光的折射透镜实验探究2021—2022学年苏科版八年级物理上册（有答案）

第四章 专题训练 光的折射透镜实验探究
1．探究光的折射规律实验装置：如图所示。
实验过程：（1）让激光斜射入空气和水的分界面，观察折射光线的位置，记下入射角和折射角的大小；（2）多次改变入射光线的方向，重复上述实验。
（1）当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角___________入射角；
（2）当入射角增大时，折射角也___________；
（3）若光从水中斜射入空气中时，入射角大小为r，则折射角___________；
（4）如图，一束光从空气斜射向这块玻璃，并穿过玻璃进入空气中。请在图中画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线。（_____）
2．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜抽水时，水透的焦距将变大。
　　 　　
（1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为______cm。
（2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上______（填“能”或“不能”）看到清晰的像。
（3）在图乙所示实验场最下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”（如图丙所示），当从水透镜中注入适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是______眼镜（选填“近视”成“远视”）。
（4）如图1所示为某同学的照片，图2是将图甲中的水透镜紧贴在照片，然后逐渐远离照片，透过透镜所能看照片的像，则在远离的过程中看到的顺序是______。
　　
A．②③④① B．③②①④ C．②③①④ D．④①②③
3．洋洋同学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中，选用了焦距未知的凸透镜。
（1）将凸透镜安装在光具座上，用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为______cm；
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其在______上，为实验探究做好准备；
（3）如图乙所示，将点燃的蜡烛移到标尺10cm处，再移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止；生活中______就是利用这一成像原理来工作的；
（4）在图乙所示情况下，将蜡烛向右移动一段距离后，为了在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏______（选填“向左”或“向右”）移动；
（5）若保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到标尺35cm处，会在光屏上得到一个倒立______的实像；
（6）在图乙所示情况下，为了使像成在光屏中央，应将光屏______（选填“向下”或“向上”）调节；
（7）如果用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住，结果______。
A．没有影响
B．不能成像
C．成一半的像
D．仍能成完整的像，但亮度变暗
4．小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论。请你将空缺部分补充完整。
（1）将一束平行光射向凸透镜，得到如图所示的光路图。则该透镜的焦距为______cm；
（2）将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在______；
（3）按图所示放置蜡烛、透镜和光屏时所成的像为倒立、______、的实像；
（4）当烛焰向远处移动时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填 “靠近”或“远离”）透镜的方向移动。
5．小海同学用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像的规律，实验桌上现有A，B两个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为50cm，凸透镜B的焦距为10cm。光具座上标尺的刻度如图。
（1）小海想探究凸透镜成像的规律，应选用___________（选填“A”或“B“）凸透镜；
（2）实验时，小海应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后。调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在___________，其目的是使像成在___________；
（3）小海在图中的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如表所示。分析实验数据：
实验次序 物体到凸透镜距离u/cm 光屏上像到凸透镜距离v/cm 像的大小
1 60 12 缩小
2 30 15 缩小
3 20 20 等大
4 15 30 放大
5 12 60 放大
①从实验次序2、3、4可以看出，当成实像时，物体到凸透镜的距离越短，光屏上像的大小就越___________；
②同一凸透镜，成实像时，像距v随物距u的增大而___________。
（4）你认为小海同学的实验过程是否全面？___________（选填“是”或“否”），请提出你的看法（只需写出一种），答___________。
6．如图探究凸透镜成像特点的实验装置。
（1）实验时为了使烛焰的像成在光屏的中心，要调节烛焰、凸透镜和___________三者的中心在同一高度。
（2）如图所示，此时光屏上成一清晰的像。这时的物距是___________cm，光屏上成的是___________立，缩小的实像，若使蜡烛向右靠近凸透镜，要想在光屏上成清晰的像，光屏应该向___________移（选填“左”、或“右”）。
（3）下表为小明做实验时记录的数据，分析数据，从第2次实验信息可知，所用凸透镜的焦距为___________cm。实验的过程中，发现随着蜡烛燃烧得越来越短，它在光屏上的像逐渐向___________（选填“上”或“下”）移动，放大镜的成像原理与表中第___________次实验成像的原理相同。
实验序号 物距/cm 像距/cm 成像情况
1 30 20 倒立、缩小、实
2 24 24 倒立、等大、实
3 20 30 倒立、放大、实
4 18 36 倒立、放大、实
5 8 正立、放大、虚
7．在探究“凸透镜成像规律”的实验中。
（1）小红用平行光作光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为______ cm；
（2）如图乙蜡烛位置，调节光屏刚好在光屏上得到一个倒立、______的实像，在生活中的应用是______；
（3）如图丙所示，保持蜡烛的位置不变，移动透镜至图丙所示刻度线处，则人眼应该在图中______（选填“A”、“B”或“C”）处且朝着相应方向，才能观察到烛焰正立、放大的像；
（4）图丁中，点燃蜡烛，经过凸透镜在光屏上成清晰的、倒立缩小的实像。然后，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，不改变眼镜和透镜的位置，要使光屏上再次呈现清晰的像，可以进行的操作是______ （填“光屏远离透镜”或“蜡烛靠近透镜”）；
（5）小红不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如表所示。
实验次序 物体到凸透镜的距离 光屏上像到凸透镜的距离 光屏上像的大小
1 60 12 缩小
2 30 15 缩小
3 20 20 等大
4 15 30 放大
5 12 60 放大
你认为小红同学的实验过程是否全面？请提出你的看法（只需写出一种）；
答：______。
8．探究凸透镜成像规律。
（1）实验中出现了如图所示的情形，要使像成在光屏中央，应将光屏向______（上/下）调整。
（2）已知凸透镜焦距为10cm，将烛焰放在距离凸透镜25cm处，调节光屏可得到倒立、______（放大/缩小/等大）的实像。
（3）在上述实验的基础上，将蜡烛向远离透镜的方向移动，要在光屏上得到清晰的像则应将光屏______（远离/靠近）透镜，光屏上的像______（变大/变小/不变）
（4）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”）。
9．小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律。
（1）测量焦距：如图所示让一束平行光经过凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。此现象说明了凸透镜对光具有_________作用，并可得出此透镜的焦距为_________cm。
（2）如图所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到_______，这样做是为了__________。
（3）当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、________（选填“放大”或“缩小”）的__________。（选填“实”或“虚”）像，依据此原理，人们制成的光学仪器是______。
（4）将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，原因是______。
（5）小明在图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下。让在光屏上的实像变大些，小明应当把蜡烛向______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动。同时把光屏向______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动。
（6）小明把爷爷的老花眼镜放在凸透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清。她应当向__________（选填“远离”或“靠近”）透镜的方向移动光屏，可再次得到清晰的像。
（7）实验一段时间蜡烛变短，要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向______移动。
（8）一位同学如图所示的装置进行实验，先用焦距为20cm的凸透镜甲进行实验，在屏上得到了清晰的缩小的实像A，接下来改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验，如不改变发光体和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像B，光屏应该向______（“左”或“右”）移动。像B与像A比较______（“变大”“变小”“不变”）。
10．某同学做探究光的折射特点的实验，如图是光从空气斜射入水中的光路图。
（1）在探究中，该同学在清水中滴入几滴牛奶并搅拌，在水面上方的空气中熏了点烟雾，这是为了______；
（2）实验中发现，折射光线，入射光线和法线在______（选填“同一”或“不同”）平面内；
α 0° 15° 30°
β 0° 15° 30°
γ 0° 11° 22.1°
（3）分析表中数据，可得出结论：
①光______入射到水中时，折射角为0°；
②光从空气斜射到水面时，将同时发生光的______和______现象；
③光从空气斜射时水面时，折射角随入射角的增大而______，且折射角始终______（选填“小于”，“大于”或“等于”）入射角。
11．小青同学为“探究光的折射规律”设计了如图甲所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由 E 和 F 两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径 NOM 为两半圆的分界线，其中光屏 F 可绕直径 NOM 在水平方向前后折转。
入射角 22° 32° 41°
折射角 30° 45° 60°
（1）实验时，先让光屏 EF 位于同一平面内，一束激光贴着光屏 E 从空气斜射入水中，在光屏F 上能看到折射后的光束；小明将光屏 F 向后折转一定角度后，则在光屏 F 上不能看到折射光线，这说明折射光线和入射光线__________（选填“在”或“不在”）同一平面内；
（2）小青同学探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如图乙表格所示。由表中数据可知，光从水中斜射入空气中时，折射角___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角
12．小明在“探究光的折射规律”实验中，意外发现：下部水槽装满水，当光从水斜射向空气时（如图甲），随着入射角增大到一定角度，空气中的折射光会突然消失同时反射光变得更亮（如图乙）。课后，小明在老师的帮助下，改变入射角的数值进行了一系列实验，得到如表的数据。分析数据可知：
入射角i 0° 8° 15° 24° 30° 35.2° 40° 45° 46.8° 50°
折射角r 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 90° /
(1)光从水斜射向空气时，折射角随着入射角的增大而______（选填“不变”“减小”或“增大”），当入射角i>______°时，折射光线消失，只发生反射现象；
(2)根据光路可逆的特性，当光从空气斜射向水时，折射角______（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角，因此随着入射角增大时，折射光线______（选填“会”或“不会”）消失；
(3)小明推断：当光从______（选填“玻璃斜射向空气”或“空气斜射向玻璃”），随着入射角的增大，折射光线也会消失，只发生反射现象。小明进一步查资料了解到，原来这种现象是光纤通讯的基本原理﹣﹣全反射，光纤通信的发展以及光纤宽带的普及都带动了互联网速的提升和网络环境的改善，而这一切的理论基础仅仅来源于这个简单的光学实验。
参考答案
1．小于 增大 大于r
2．8.0 能 近视 B
3．10.0 同一高度 照相机 向右 放大 向上 D
4．10 同一高度 放大 靠近
5．B 同一高度 光屏的中央 大 减小 否 他只记录了像的大小，没有记录像的正倒
6．光屏 30.0 倒 右 12 上 5
7． 放大 投影仪 光屏远离透镜 否；他只记录了像的大小，没有记录像的正倒
8．下 缩小 靠近 变小 完整的像
9．会聚 10 同一高度 使像成在光屏中央 缩小 实 照相机 此时蜡烛与凸透镜之间的距离小于一倍焦距 靠近 远离 靠近 上 左 变小
10．显现光路 同一 垂直 反射 折射 增大 小于
11．在 大于
12．增大 46.8 小于 不会 玻璃斜射向空气