4.4 凸透镜成像（分层作业）-【上好课】八年级物理上册同步高效课堂（沪科版·五四学制·2024）

第4节 凸透镜成像 一、透镜 1. 如图所示的六个透镜中，属于凸透镜的是_________；属于凹透镜的是_________。 2. 如图所示，透过表盘上光滑透明凸起部分，能清楚地读出日期信息，此凸起部分相当于（    ） A．玻璃砖 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 二、透镜对光的作用 3. 截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体（　　） A．可以看做两块凹面镜 B．可以看做一块凸透镜 C．对图示光束具有发散作用 D．对图示光束具有会聚作用 4．西汉时期的《淮南万毕术》中，记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”其中“削冰令圆”是把冰削成 透镜；“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的 上。 5. 如图所示，请完成凸透镜已知光线对应的折射光线和入射光线。 第5题图 第6题图 6. 如图所示，光源S发出的两条光线射向凹透镜，其中光线①平行于主光轴，光线②经过光心，画出它们经过凹透镜的折射光线。（须保留必要的作图痕迹） 三、凸透镜成像规律 7．探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm； （2）按图乙安装器材时，需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在凸透镜的 ； （3）当三者处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，生活中的透镜成像和此相同的是 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。 8．用F为焦点，探究焦距为f的凸透镜成像规律，在实验中； （1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中 （填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向 的，像的大小比发光物体要 ； （2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离 （填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。   9. 在探究凸透镜成像规律时，某小组的同学所用的凸透镜焦距为10cm。若将物体放在距凸透镜6cm的地方，所成的像（　　） A．一定是实像 B．一定是虚像 C．一定是放大的实像 D．一定是缩小的像 10．如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是（　　） A．将蜡烛移至a处时，移动光屏，可看见放大、正立的实像 B．将蜡烛移至b处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 C．将蜡烛移至c处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像 D．将蜡烛移至d处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 11．如图所示蜡烛通过凸透镜在光屏上成清晰像，请在大致位置画出凸透镜后，作出光线AB经凸透镜折射后射向光屏的光路图． 12. 一个物体放在凸透镜的主光轴上，在离凸透镜20厘米处可得到一个放大的实像，现将该物体放在离凸透镜10厘米的主光轴上，则一定得到（　　） A．放大的虚像 B．放大的实像 C．缩小的实像 D．放大或缩小的实像 13. 在验证凸透镜成像实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像；若保持蜡烛位置不变，将凸透镜在光具座上移动5厘米，对于此时成像的性质判断正确的是（　　） A．可能是缩小的实像 B．一定是缩小的实像 C．一定是正立的虚像 D．可能是放大的虚像 14．在焦距为5厘米、10厘米和20厘米的凸透镜中选择一个放置在图所示的位置，将蜡烛、光屏分置于光具座上透镜两侧，调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在 。若将蜡烛放置在A点通过三个凸透镜都能在光屏上成像，则焦距为 厘米的透镜所成的像最小；若在BC间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，则实验中所用透镜的焦距可能是 厘米。 15. 某同学利用“凸透镜成像规律”确定凸透镜的焦距范围，做了如下实验，实验装置如图所示。 （1）实验前应调节器材，使蜡烛、凸透镜、光屏的中心在 ，这样做的目的是 ； （2）实验时他先将凸透镜放在50厘米处，将蜡烛移到34厘米处，然后当他将光屏移到77厘米处时光屏上成一个清晰的像。问：该凸透镜的焦距在 的范围中（请结合本学期所学的知识写出分析过程）。 16. （2024·上海·中考真题）光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时，此时在光屏上成缩小的像。物理王把光屏沿着光具座移动5cm后，再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况，下列选项正确的是（    ） A．一定成放大的像 B．可能成缩小的像 C．成像可能比原来小 D．成像一定比原来小 17.（2024·上海闵行·三模）某同学用放大镜观察如图所示的物理书封面。他将放大镜从靠近书本的位置到逐渐远离，则他所看到的像的先后顺序应该是（　　） A．甲乙丙丁 B．乙甲丁丙 C．甲丙丁 D．甲丁丙 18.（2024·上海黄浦·三模）当物体放在凸透镜前，距焦点20厘米处，在透镜的另一侧离透镜15厘米的光屏上成像。该凸透镜的焦距f及成像情况（　　） A．厘米，成缩小的像 B．厘米，成缩小的像 C．厘米，成放大的像 D．厘米，成放大的像 19.（2024·上海浦东新区·二模）将物体放在凸透镜前20厘米处，在透镜另一侧的光屏上成倒立缩小的像，则凸透镜的焦距可能是（　　） A．5厘米 B．10厘米 C．13厘米 D．25厘米 20.（23-24八年级上·上海浦东新区·期末）某小组同学在“探究凸透镜成像规律”实验的过程中发现：有时光屏上不能成像；有时能在光屏上成缩小的像；有时能在光屏上成放大的像；有时能在光屏上成等大的像。为了研究产生这些现象的条件和规律，该小组同学进行实验，并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中： 表一（凸透镜的焦距为厘米） 表二（凸透镜的焦距为厘米） 实验序号 物距（厘米） 像距（厘米） 像的大小 实验序号 物距（厘米） 像距（厘米） 像的大小 1 5 光屏上不能成像 5 6 光屏上不能成像 2 15 30 放大 6 15 60 放大 3 20 20 等大 7 24 24 等大 4 30 15 缩小 8 30 20 缩小 （1）分别比较实验序号1或5中的物距与各自凸透镜焦距的大小关系，及成像情况，可得出的初步结论是：当 ，在凸透镜的同一侧成 ； （2）继续分析表格中的数据，并把表格中的物距u与各自凸透镜的一倍焦距和二倍焦距进行比较，发现当 时，在光屏上成放大的像；当 时，在光屏上成等大的像；当 时，在光屏上成缩小的像； （3）请进一步分析比较实验序号2与3与4（或6与7与8）数据中的物距u与像距v及所成像的变化关系，可得出的初步结论是： 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4节 凸透镜成像 一、透镜 1. 如图所示的六个透镜中，属于凸透镜的是_________；属于凹透镜的是_________。 【答案】①②④；③⑤⑥。 【详解】根据凸透镜和凹透镜的形状特点可知，①②④都是中间厚、边缘薄的透镜，都是凸透镜；③⑤⑥都是中间薄、边缘厚的透镜，都是凹透镜。 2. 如图所示，透过表盘上光滑透明凸起部分，能清楚地读出日期信息，此凸起部分相当于（    ） A．玻璃砖 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜 【答案】C 【详解】透明凸起的部分中间比边缘厚，能清楚读出日期信息，即可以使日期成放大像，其作用相当于一个凸透镜，起到了放大镜的作用，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 二、透镜对光的作用 3. 截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。则这个玻璃体（　　） A．可以看做两块凹面镜 B．可以看做一块凸透镜 C．对图示光束具有发散作用 D．对图示光束具有会聚作用 【答案】C 【详解】玻璃体被中空（中间是空气）分成了两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，都是凹透镜，对光线有发散作用，因此平行光经过玻璃砖后，会变得发散。故C符合题意，ABD不符合题意。 答案C。 4．西汉时期的《淮南万毕术》中，记载有“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”其中“削冰令圆”是把冰削成 透镜；“以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的 上。 【答案】 凸 焦点 【详解】凸透镜对光线有会聚作用，因此“削冰令圆”是把冰削成凸透镜。 “以艾承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的焦点上，凸透镜对光线有会聚作用，会将艾点燃。 5. 如图所示，请完成凸透镜已知光线对应的折射光线和入射光线。 【答案】见右图。 【详解】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，又折射光线过凸透镜的焦点，则入射光线与主光轴平行，如图所示。 6. 如图所示，光源S发出的两条光线射向凹透镜，其中光线①平行于主光轴，光线②经过光心，画出它们经过凹透镜的折射光线。（须保留必要的作图痕迹） 【答案】见右图。 【详解】（1）过光心的光线经凹透镜后传播方向不改变。 （2）入射光线平行于主光轴，则经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，如图所示。 三、凸透镜成像规律 7．探究“凸透镜成像规律”的实验中： （1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm； （2）按图乙安装器材时，需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在凸透镜的 ； （3）当三者处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为倒立、 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，生活中的透镜成像和此相同的是 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）。 【答案】 10.0 主光轴上 放大 投影仪 【详解】（1）根据焦距的定义，由甲图可知，该凸透镜的焦距是 f=30.0cm-20.0cm=10.0cm （2）为使像能成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在主光轴上。 （3）由图可知，此时物距为15cm，在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，应用为投影仪。 8．用F为焦点，探究焦距为f的凸透镜成像规律，在实验中； （1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中 （填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向 的，像的大小比发光物体要 ； （2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离 （填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。    【答案】（1）③，下，小；（2）大于。 【详解】（1）如图所示，发光物体到凸透镜的距离即物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故②④排除；又因为发光物体在透镜主光轴上方，根据过透镜光心的光线不改变传播方向可知像的位置在主光轴下方，故光屏上所成清晰的像在图中③的区域。 根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像，所以像的箭头方向是竖直向下的；像的大小比发光物体要小。 （2）当物距小于一倍焦距时，我们在凸透镜右边看到的那个正立、放大的虚像是由光经过凸透镜的折射光线的反向延长线交点形成的，像在物的后方，故像到透镜的距离大于物体到透镜的距离。 9. 在探究凸透镜成像规律时，某小组的同学所用的凸透镜焦距为10cm。若将物体放在距凸透镜6cm的地方，所成的像（　　） A．一定是实像 B．一定是虚像 C．一定是放大的实像 D．一定是缩小的像 【答案】B 【详解】由题知，凸透镜的焦距f=10cm，物体离凸透镜6cm，此时物距为 u=6cm＜f 即物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10．如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是（　　） A．将蜡烛移至a处时，移动光屏，可看见放大、正立的实像 B．将蜡烛移至b处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 C．将蜡烛移至c处时，移动光屏，可看见放大、正立的虚像 D．将蜡烛移至d处时，移动光屏，可看见缩小、倒立的实像 【答案】D 【详解】A．由图可知，将蜡烛移至a处时，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，移动光屏，找不到像，故A错误； B．将蜡烛移至b处时，物距等于一倍焦距，此时不成像，故B错误； C．将蜡烛移至c处时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，移动光屏，可看见放大、倒立的实像，故C错误； D．将蜡烛移至d处时，物距处于两倍焦距以外，可以成缩小、倒立的实像，故D正确。 故选D。 11．如图所示蜡烛通过凸透镜在光屏上成清晰像，请在大致位置画出凸透镜后，作出光线AB经凸透镜折射后射向光屏的光路图． 【答案】见右图。 【详解】由图可以看出，蜡烛经凸透镜成清晰的像在光屏上是倒立放大的。由凸透镜成像规律可知，此时2f>u>f，连接AA′，与主光轴的焦点即为凸透镜的中心，然后即可确定凸透镜的位置；光屏上蜡烛的像是实像，是由实际光线会聚而成的。来自烛焰尖部的光经透镜折射后会聚在光屏上组成烛焰尖部的像，所以，将入射光线与像中的烛焰尖部连接起来即可得到折射光线，如图所示。 12. 一个物体放在凸透镜的主光轴上，在离凸透镜20厘米处可得到一个放大的实像，现将该物体放在离凸透镜10厘米的主光轴上，则一定得到（　　） A．放大的虚像 B．放大的实像 C．缩小的实像 D．放大或缩小的实像 【答案】A 【详解】当物距为20cm时，在凸透镜镜另一侧的光屏上得到一个放大的实像，2f>20cm>f，所以20cm>f>10cm；故在物距为10cm时，根据20cm>f>10cm可知，此时物体处于凸透镜的1倍焦距以内，故此时成正立、放大的虚像。故选A。 13. 在验证凸透镜成像实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像；若保持蜡烛位置不变，将凸透镜在光具座上移动5厘米，对于此时成像的性质判断正确的是（　　） A．可能是缩小的实像 B．一定是缩小的实像 C．一定是正立的虚像 D．可能是放大的虚像 【答案】D 【详解】由图可知，物距为u=50.0cm-30.0cm=20.0cm 像距为v=70.0cm-50.0cm=20.0cm 此时u=v=20.0cm=2f f=10.0cm 将凸透镜在光具座上向左移动5厘米，此时物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，将凸透镜在光具座上向右移动5厘米，此时物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立放大的实像。故选D。 14．在焦距为5厘米、10厘米和20厘米的凸透镜中选择一个放置在图所示的位置，将蜡烛、光屏分置于光具座上透镜两侧，调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在 。若将蜡烛放置在A点通过三个凸透镜都能在光屏上成像，则焦距为 厘米的透镜所成的像最小；若在BC间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，则实验中所用透镜的焦距可能是 厘米。 【答案】 同一高度 5 5、10 【详解】实验中为了使像成在光屏的中心，应调整透镜和光屏的中心大致与烛焰的中心在同一高度。 焦距越小的凸透镜对光的会聚能力越强，若将蜡烛放置在A点通过三个凸透镜都能在光屏上成像，则焦距为5厘米的透镜所成的像像距最小，像最小。 若在BC间移动光屏时可在光屏上得到清晰的像，此时物距小于像距，缩成的像是倒立、缩小的实像，物距大于2f，由图得，此时的物距为50.0cm-25.0cm=25.0cm 则凸透镜的焦距 则实验中所用透镜的焦距可能是5、10厘米。 15. 某同学利用“凸透镜成像规律”确定凸透镜的焦距范围，做了如下实验，实验装置如图所示。 （1）实验前应调节器材，使蜡烛、凸透镜、光屏的中心在 ，这样做的目的是 ； （2）实验时他先将凸透镜放在50厘米处，将蜡烛移到34厘米处，然后当他将光屏移到77厘米处时光屏上成一个清晰的像。问：该凸透镜的焦距在 的范围中（请结合本学期所学的知识写出分析过程）。 【答案】 同一高度 使像成在光屏中央 8厘米＜f＜13.5厘米 见解析 【详解】（1）实验前，为了使像能成在光屏的中央，应先调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。 （2）由题意可知 此时物距小于像距，成清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，此时物距在1倍焦距与2倍焦距之间，像距大于2倍焦距，即 f<u=16cm<2f 解得8cm<f<13.5cm 16. （2024·上海·中考真题）光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10cm时，此时在光屏上成缩小的像。物理王把光屏沿着光具座移动5cm后，再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况，下列选项正确的是（    ） A．一定成放大的像 B．可能成缩小的像 C．成像可能比原来小 D．成像一定比原来小 【答案】B 【详解】CD．当光屏成倒立、缩小的实像，则f<v=10cm<2f 此时解得5cm<f<10cm 把光屏沿着光具座靠近凸透镜5cm时 v=10cm-5cm=5cm<f，光屏不成像； 把光屏沿着光具座远离凸透镜5cm后，再次移动光源的位置使成清晰的像，则 f<v=10cm+5cm=15cm<2f 像距变大，物距变小，仍为u>2f，根据“物近像远像大”的成实像规律，成像大小变大，但只是比原来变大了，故CD错误； AB．当u>2f时，光屏上成倒立、缩小的实像，故A错误，B正确。 故选B。 17.（2024·上海闵行·三模）某同学用放大镜观察如图所示的物理书封面。他将放大镜从靠近书本的位置到逐渐远离，则他所看到的像的先后顺序应该是（　　） A．甲乙丙丁 B．乙甲丁丙 C．甲丙丁 D．甲丁丙 【答案】D 【详解】物理书在距凸透镜1倍焦距以内时，成正立、放大的虚像；凸透镜逐渐远离物理书时，处在1倍和二倍焦距之间成倒立、放大的实像；当物理书刚好处在2倍焦距时，成倒立、等大的实像；当物理书处在大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像，因此所看到的像的先后顺序应该是：正立放大、倒立放大、倒立缩小，由图知，他所看到的像的先后顺序应该是甲丁丙。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 18.（2024·上海黄浦·三模）当物体放在凸透镜前，距焦点20厘米处，在透镜的另一侧离透镜15厘米的光屏上成像。该凸透镜的焦距f及成像情况（　　） A．厘米，成缩小的像 B．厘米，成缩小的像 C．厘米，成放大的像 D．厘米，成放大的像 【答案】A 【详解】将物体放在凸透镜前20cm处，在距透镜15cm处的光屏上呈现物体清晰缩小的像，此时像是倒立、缩小的实像。将物体放在距焦点20cm处，在距透镜15cm处的光屏上成像，可知物距 u= 20cm+ f 像距 v=15cm，故u>v，根据凸透镜成像规律可知，当u>2f时，u>v，因此 2f>15cm>f 解得7.5cm<f<15cm 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 19.（2024·上海浦东新区·二模）将物体放在凸透镜前20厘米处，在透镜另一侧的光屏上成倒立缩小的像，则凸透镜的焦距可能是（　　） A．5厘米 B．10厘米 C．13厘米 D．25厘米 【答案】A 【详解】将物体放在凸透镜前20厘米处，在透镜另一侧的光屏上成倒立缩小的像，物距大于2倍焦距，故焦距为u=20cm＞2f 经整理可知，凸透镜的焦距为f＜10cm 故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 20.（23-24八年级上·上海浦东新区·期末）某小组同学在“探究凸透镜成像规律”实验的过程中发现：有时光屏上不能成像；有时能在光屏上成缩小的像；有时能在光屏上成放大的像；有时能在光屏上成等大的像。为了研究产生这些现象的条件和规律，该小组同学进行实验，并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中： 表一（凸透镜的焦距为厘米） 表二（凸透镜的焦距为厘米） 实验序号 物距（厘米） 像距（厘米） 像的大小 实验序号 物距（厘米） 像距（厘米） 像的大小 1 5 光屏上不能成像 5 6 光屏上不能成像 2 15 30 放大 6 15 60 放大 3 20 20 等大 7 24 24 等大 4 30 15 缩小 8 30 20 缩小 （1）分别比较实验序号1或5中的物距与各自凸透镜焦距的大小关系，及成像情况，可得出的初步结论是：当 ，在凸透镜的同一侧成 ； （2）继续分析表格中的数据，并把表格中的物距u与各自凸透镜的一倍焦距和二倍焦距进行比较，发现当 时，在光屏上成放大的像；当 时，在光屏上成等大的像；当 时，在光屏上成缩小的像； （3）请进一步分析比较实验序号2与3与4（或6与7与8）数据中的物距u与像距v及所成像的变化关系，可得出的初步结论是： 。 【答案】（1）物距小于一倍焦距，正立放大的虚像；（2）物距介于二倍焦距与一倍焦距之间，物距等于二倍焦距，物距大于二倍焦距；（3）物距增大时，像距减小，像变小。 【详解】（1）分别比较实验序号1或5中的物距与各自凸透镜焦距的大小关系，以及成像情况，物体此时距透镜的距离都小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像，由于虚像不是由实际光线会聚而成，所以光屏上也不会有清晰的像，故能得出结论：当物距小于一倍焦距时，在凸透镜的同一侧成正立的放大的虚像。 （2）根据表格中的物距u分别与各自凸透镜的一倍焦距和二倍焦距进行比较可知，当物距介于二倍焦距与一倍焦距之间时，在光屏上成放大的像；当物距等于二倍焦距时，所成的像是等大的；当物距大于二倍焦距时，所成的像是缩小的。 （3）分析比较实验序号2与3与4（或6与7与8）数据中的物距u与像距v及所成像的变化关系，可以发现当物距增大时，像距减小，光屏上成的像变小，故能得出结论：物距增大时，像距减小，像变小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$