5.3 凸透镜成像的规律 -2024—2025学年人教版物理八年级上册

第3节 凸透镜成像的规律 刷基础 知识点1 探究凸透镜成像的规律 1在探究凸透镜成实像时，像距与物距的关系实验中，下列做法正确的是 ( ) A.尽量选择较暗的环境进行实验 B.组装器材时，将蜡烛放在凸透镜与光屏之间 C.实验前要调整蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心在同一直线上 D.实验中，物距要始终大于二倍焦距 2[2023四川衡阳中考改编]小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律： (1)小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为 cm。 (2)小明将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、 的实像。生活中的 (填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的。 (3)接着，小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像，这是因为在光的折射现象中，光路是 的。 (4)实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，要使像仍然成在光屏的中央，应将光屏向 移动。 知识点2 凸透镜成像规律的应用 [中]如图所示，若想在位于凸透镜右边的光屏上(图中光屏未画出)得到烛焰清晰放大的像，那么点燃的蜡烛应置于图中的 ( ) A. a点 B. b点 C. c点 D. d点 4已知凸透镜的焦距为 15 cm，下列说法正确的是 ( ) A.当物距为10cm时，成正立、放大的实像 B.当物距为20 cm时，成倒立、缩小的实像 C.当物距为35 cm时，成倒立、放大的实像 D.当物距由20 cm逐渐变大时，像逐渐变小 5[2024 四川绵阳期中]如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上，该凸透镜的焦距为10.0cm，凸透镜的位置保持不变。以下说法正确的是(光具座足够长) ( ) A.当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中D 区域才可能呈现清晰的像 B.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小 C.若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，则蜡烛可能放在图中 B 区域 D.若要在光屏上得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域 刷易错 ……………………………… 易错点 误认为凸透镜一部分被挡住后只能成不完整的像 [2023 山东临沂期末，中]小明同学在做凸透镜成像规律的实验中，光屏上得到烛焰清晰的像，同组的小华不小心将手指尖触摸到凸透镜，这时光屏上 ( ) A.出现手指的实像 B.出现手指的影子 C.烛焰的像变得不完整 D.烛焰的像完整，但变暗 刷提升 1[2023 江苏常州中考,中]2023 年3 月 7 日凌晨，在清华大学校园内，张嘉奇等同学用照相机拍到“太空中的中国空间站”的照片，如图所示。照相机镜头的焦距为f，拍照时像距( ) A.略小于f B.略大于f C.略小于2f D.略大于 2f 2[2023 四川遂宁期末，中]根据表格数据可推知所用凸透镜的焦距f满足 ( ) 次序 蜡烛到凸透镜的距离 像的性质 1 24 cm 倒立、缩小的实像 2 20cm 倒立、放大的实像 3 4 cm 正立、放大的虚像 A.4 cm<f<24 cm B.10 cm<f<20cm C.10 cm<f<12 cm D.4 cm<f<20 cm 3[中]如图所示，小明同学在探究凸透镜成像的规律时，记录并绘制了像距ν和物距υ之间的关系图像。下列说法正确的是 ( ) A.凸透镜焦距为20cm B.物距为5cm时，可以通过移动光屏承接到清晰的像 C.物距为15cm时，成放大的像，根据这一原理可以制成投影仪 D.物距由15 cm增大到30 cm的过程中,在光屏上看到的像一直是变大的 4[2023 河南南阳一模，中]如图所示，纸筒底部中心开一小孔，纸筒开口端蒙一层半透明膜作为光屏，将点燃的蜡烛放在纸筒前，此时在光屏上恰能观察到清晰的烛焰的像S₁；在图示情景中，若在底部中心开一个大孔，并在大孔处嵌入一合适的凸透镜也恰能在光屏上呈现清晰的像S₂,S₂与S₁相比 ( ) A.更亮更小 B.更暗更小 C.更亮等大 D.更亮更大 5[2024 吉林永吉期末，中]小李先用同一相机拍摄了同一蝴蝶休憩的照片，如图甲、乙所示，则拍摄 (填“甲”或“乙”)照片时距离蝴蝶更近，此时相机拍摄照片甲比拍摄照片乙镜头到胶片的距离 。 囡刷素养⋯…………………蠢走向重高 6 核心素养科学思维[2023江苏扬州中考，偏难]如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是 ( ) A.图2中铅笔向前移，像一直变小 B.图2中铅笔向前移，像先变小后变大 C.图3中铅笔向后移，像一直变大 D.图3中铅笔向后移，像先变小后变大 实验6 探究凸透镜成像规律 刷实验 1[2023 辽宁丹东中考]小潘同学选用焦距为15 cm的凸透镜，做“探究凸透镜的成像规律”的实验。 (1)实验在 (填“较暗”或“较亮”)的环境中进行，现象更明显； (2)小潘将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，这样做的目的是使像呈现在 ; (3)小潘将蜡烛放在10 cm刻度线处，移动光屏到如图所示位置，光屏上恰好呈现一清晰的像，该像的性质是倒立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的实像； (4)保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到25 cm刻度线处，若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向 (填“左”或“右”)移动，像将 (填“变大”“变小”或“不变”); (5)保持凸透镜位置不变，小潘将蜡烛移动到40 cm刻度线处，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像，当小潘的眼睛在凸透镜的右侧时，透过凸透镜观察到烛焰 (填“正立”或“倒立”)、放大的像，生活中的 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理工作的。 2024 湖北随州期末]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35.0cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5.0cm刻度线处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，将凸透镜A换为凸透镜 B并保持蜡烛和凸透镜位置不变，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图乙所示。 (1)请根据实验现象和凸透镜成像规律判断：凸透镜A的焦距 (填“大于”“小于”或“等于”)凸透镜B的焦距。 (2)如图乙所示的实验现象可以说明 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点。 (3)某同学利用其中一个凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验时，在实验过程中不断移动蜡烛位置，观察到如图丙所示的六种烛焰的清晰像，请按蜡烛到凸透镜的距离由远到近时所成的像进行排序，正确的顺序为 。 A.④⑥⑤③①② B.②①③⑤⑥④ C.②①③⑤④⑥ (4)如图丁，将蜡烛放在图示位置，光屏上恰好成清晰的像，若切除凸透镜中间的阴影部分，再将剩余部分靠拢在一起，则蜡烛能成 个像。 A.0 B.1 C.2 D.3 第3 节 凸透镜成像的规律 刷基础 1.A 【解析】因为蜡烛的光比较微弱，所以适合在较暗的环境中观察蜡烛的像，故 A 正确；组装器材时，应将凸透镜放在蜡烛与光屏之间，故 B 错误；实验前要调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上，目的是使像成在光屏中央，故C错误；在探究凸透镜成实像时，像距与物距的关系实验中，要多次调整、测量像距与物距，因此物距不是始终大于二倍焦距，故D错误。故选 A。 2.(1)10.0 (2)缩小 照相机 (3)可逆 (4)上 【解析】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以该凸透镜的焦距是：f=30.0cm-20.0cm=10.0cm。 (2)小明将蜡烛移至光具座上 20 cm 刻度线处,此时物距 u =50.0cm-20.0 cm=30.0cm>2f,在光屏上成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这种成像规律工作的。(3)小明保持凸透镜在光具座上的位置不动，如果仅将图乙中蜡烛和光屏的位置互换，发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像，说明在光的折射现象中，光路是可逆的。(4)蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动，要使像成在光屏的中央，根据过光心的光线传播方向不变可知，可将凸透镜向下移动或将光屏向上移动。 3.C 【解析】想在位于凸透镜右边的光屏上得到烛焰清晰放大的像，则得到的像是实像，即成的是倒立、放大的实像，根据凸透镜成像的规律可知，此时的物距大于一倍焦距小于二倍焦距，结合图示的a、b、c、d四点可知，a点大于二倍焦距，b点等于二倍焦距，c点在一倍焦距和二倍焦距之间，d点小于一倍焦距，所以要将点燃的蜡烛置于c点。故选C。 4. D 【解析】已知凸透镜的焦距为15 cm,当u=10 cm时,u<f,成正立、放大的虚像,故A 错误;当u=20cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,故B错误;当u=35 cm时,u>2f,成倒立、缩小的实像，故C错误；当物距由 20cm逐渐变大时，成实像，物距增大，像距减小，在凸透镜另一侧所成的像会逐渐变小，故D 正确。故选D。 5.B 【解析】当蜡烛放在图中A区域时，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，光屏应放在图中E区域才可能呈现清晰的像，故A 错误；蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，所成的像会逐渐变小，故B正确；若无论怎么移动光屏，在光屏上都找不到像，说明蜡烛可能在透镜的一倍焦距内或一倍焦距上，因光具座足够长，则不可能是物距太小、像距太大造成的，故 C 错误；若要在光屏上得到一个放大的像，根据凸透镜成像规律可知，当2f>u>f时，成倒立、放大的实像，蜡烛应该放在图中 B 区域，故 D 错误。故选B。 刷易错……………………………………………… 6.D 【解析】不小心用手指尖触摸了凸透镜，由于凸透镜的其他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，只是此时的像比手指尖触摸前的像要暗一些。故选D。 1.B 【解析】根据凸透镜成像规律知，照相机成像的物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，且根据成实像时物远像近像变小可知，拍“太空中的中国空间站”时，物距非常大，像会靠近焦点，即像距略大于f，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 2. C 【解析】由表可知,当物距为24 cm时,成倒立、缩小的实像,所以24 cm>2f,则f<12cm;当物距为20cm时，成倒立、放大的实像，所以f<20 cm<2f,则 10 cm<f<20 cm;当物距为4cm时,成正立、放大的虚像,所以4 cm<f。综合得出:10 cm<f<12cm,故A、B、D不符合题意，C符合题意。故选C。 3.C 【解析】物距等于像距时，凸透镜成倒立、等大的实像,此时u=v=2f=20cm,所以f=10 cm,故 A 错误;物距为5cm 时,物距小于此透镜的焦距，成正立、放大的虚像，不能通过移动光屏承接到清晰的像，故B错误；当u=15 cm时,2f>u>f,成倒立、放大的实像,根据这一原理可以制成投影仪，故C 正确；物距由15 cm增大到30cm的过程中，像距变小，像变小，故D错误。故选C。 4.C 【解析】由题和图可知，第一次通过小孔成的像属于小孔成像，是由光的直线传播形成的倒立、缩小的实像；第二次换上凸透镜后，由于物距大于像距，烛焰经凸透镜也是成倒立、缩小的实像；由于凸透镜的直径更大，经凸透镜折射的光更多，所以像S₂ 比 S₁亮，同时，由于两次的物距和像距都不变，则像的大小是相等的，故只有选项C 正确。故选C。 5.乙 小 【解析】由题图能看出，甲图的像较小，即此时的像距较小，则物距较大，所以在拍摄照片甲时，相机镜头到蝴蝶的距离大；乙图的像大，则其像距大，物距小，所以在拍摄照片乙时，镜头到蝴蝶的距离小，相机镜头到胶片的距离大即像距大，则相机拍摄照片甲比拍摄照片乙镜头到胶片的距离小。 6.A 【解析】装有水的杯子在水平方向上相当于凸透镜，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，由此可知像与铅笔在透镜的同侧，则可知透镜成的是正立、放大的虚像，且图2、图3 中的铅笔均在透镜的一倍焦距之内。图2 中的铅笔向前移，物距变小，由凸透镜成虚像时的规律可知，像距也变小，像一直变小。图3 中的铅笔向后移动，物距变大，若铅笔仍在透镜的一倍焦距以内，由凸透镜成虚像时的规律可知，像距变大，像变大；当铅笔在透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，物距变大时，像距变小，像变小；当铅笔在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，物距变大时，像距变小，像变小；所以图 3 中铅笔向后移，像先变大后变小。综上所述，A 正确。 实验6 探究凸透镜成像规律 刷实验 1.(1)较暗 (2)光屏的中央 (3)缩小 (4)右 变大 (5)正立 放大镜 【解析】(1)探究凸透镜的成像规律的实验中，物体和环境的对比度越大，物体成像越清晰，因此实验应该在较暗的环境中进行。(2)为了使像呈现在光屏的中央，实验前，应该调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。(3)将蜡烛放在10 cm刻度线处时,物距 u=50.0 cm-10.0 cm=40.0cm>2f，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像。(4)保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到25 cm刻度线处，则物距变小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，要使光屏上成清晰的像，应增大像距，即将光屏右移，此时像将变大。(5)保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到40 cm刻度线处，此时物距为u'=50.0cm-40.0cm=10.0cm<f,根据凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚像，放大镜是利用该成像原理工作的。 2.(1)大于 (2)照相机 (3)B (4)C 【解析】(1)图甲中，凸透镜成倒立、放大的实像,u= 35.0 cm-5. 0 cm=30.0 cm,2fA>30 cm>fA,所以30cm>fA>15cm;图乙中,凸透镜成倒立、缩小的实像，所以 即15cm>fB，故凸透镜A的焦距大于凸透镜B的焦距。(2)由图乙可知，此时成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机。(3)根据凸透镜成实像时，物近像远像变大，成虚像时，物近像近像变小可知，正确的顺序为②①③⑤⑥④，故B 正确。(4)因为凸透镜中间厚，边缘薄，切去部分后相当于两个小凸透镜，靠拢在一起后，光心位置改变了，上面小凸透镜成的像下移，下面小凸透镜成的像上移，错位将成两个像，故C 正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$