3.6 第1课时 凸透镜成像的静态规律-【拔尖特训】2024-2025学年新教材八年级上册物理(沪粤版2024)

40 3.6　凸透镜成像规律 第1课时 凸透镜成像的静态规律 ▶ “答案与解析”见P16 1. (2022·徐州)如图,在探究凸透镜成像的规 律时,实验室应保持较 (选填“亮”或 “暗”)的环境。光屏上的像是否最清晰,需要 移动光屏,观察像是否变模糊。某 次成清晰的像时,蜡烛、凸透镜、光屏的位置 如图所示,则像的大小比烛焰 。 (第1题) 2. (2023·武汉)用F 为焦点,焦距为f 的凸透 镜探究成像规律,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 (选填数字序号)区域,像的烛焰方 向是竖直向 的,像的大小比发光物 体要 。 (第2题) (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 (选填 “大于”“小于”或“等于”)发光物体到凸透镜 的距离。 答案讲解 3. 在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活 动中,小科先将印有“ ”标志 的纸固定在墙上,再将一个装有水的圆柱形 玻璃杯(如图)移到标志的正前方,然后改变 玻璃杯与标志之间的距离。小科透过玻璃杯 和水进行观察,下列图像中,不可能看到的是 ( ) (第3题) A. B. C. D. 4. 如图所示,有一圆柱体PQ 放在凸透镜前图 示的位置,它所成像P'Q'的形状应该是下列 图中的 ( ) (第4题) A. B. C. D. 5. (2022·镇江)如图所示,凸透镜固定在P 处 (图中未画出),移动蜡烛(图中未画出),光屏 先后在与P 同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰 的像,且甲处的像比乙处的大,则 ( ) (第5题) A. 甲处可能成的是虚像 B. 乙处的像可能是放大的 C. P 处在甲处的左侧 D. 蜡烛的移动方向向左 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)八年级上 实 验 视 频 41 6. 某同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验 时,在光屏上得到烛焰缩小的像,然后他把燃 着的蜡烛和光屏的位置互换,这时 ( ) A. 在光屏上成倒立、缩小的实像 B. 在光屏上成倒立、放大的实像 C. 在光屏的位置能看到正立、放大的虚像 D. 在光屏上不能成像 7. (2023·广州)小明在学习了凸透镜成像的规 律后,继续深入探究。选用表中某一规格的 凸透镜做实验,调整好器材后如图(a)中甲所 示,此时烛焰在光屏上成放大的像。 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5 (第7题) (1) 光屏上的像是 (选填“实像”或 “虚像”)。 (2) 一段时间后,小明发现烛焰的像如图(a) 中乙所示,此时将蜡烛向 调节可以 使烛焰的像移到光屏中央。 (3) 小明选的凸透镜焦距为 cm。 (4) 小明将蜡烛换成“F”字光源,调整了光源 和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的 像,如图(b)所示,则小明看到的像应 是 (填字母)。 (5) 小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸 透镜的直径有关。若要验证其猜想,则可在 表中选取编号为 的两个凸透镜进行 实验验证。 8. 当物体距凸透镜8cm时,在透镜的另一侧光 屏上成一清晰的放大的像,若只将透镜向光 屏移动2cm,则在光屏上又能成一个清晰的 像,那么该透镜的焦距为 ( ) A. 2cm<f<4cm B. 4cm<f<5cm C. 2cm<f<8cm D. 无法判断 答案讲解 9. 探究凸透镜成像的实验,完成以下 内容: (1) 首先将蜡烛、凸透镜和 依次固定在光具座上,并调节它们的中心在 同一高度。 (2) 图中O 为凸透镜的光心,F 为焦点,请画 出烛焰上的S 发出的三条光线(中间一条光 线平行于主光轴)经凸透镜后的出射光线,并 确定其像S'的位置。 (第9题) (3) 实验中当物距u等于焦距f 时,某同学 却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正 立、放大的像。对 此 下 列 解 释 合 理 的 是 (填字母)。 A. 因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些 部分到凸透镜的距离稍大于焦距 B. 因为烛焰有一定的宽度,实际上它的某些 部分到凸透镜的距离稍小于焦距 C. 这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形 成的像 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第三章　光和眼睛 称点S,即为发光点的位置,并连接S 与两个入射点画出入射光线。 7. 如图所示 (第7题) [解析]由题可知,A'的位置是蜻蜓通 过水面所成的像;根据平面镜成像特 点作出蜻蜓的位置,则眼睛与虚像的 连线与水面的交点为入射点O,连接 AO 为入射光线、连接O 和眼睛即可 作出反射光线。 8. 如图所示 (第8题) 9. 如图所示 (第9题) [解析]据光的折射特点可知,光线从 左侧玻璃砖的右侧面射出时,折射角 γ大于入射角α;据光的折射规律及几 何知识可知,光线射入右侧玻璃砖的 左侧面时,入射角为γ、折射角为α,右 侧玻璃砖中的光线与左侧玻璃砖中的 光线平行;据光的折射特点可知,光线 射出右侧玻璃砖的右侧面时,折射角、 入射角都为0°。 10. 如图所示 (第10题) 11. 如图所示 (第11题) [解析]光线从空气中斜射入水中时, 折射光线会靠近法线,保持入射光线 不变,向容器中缓慢加水,折射点发生 了变化,但折射光线的方向不变,即 P2 位置的折射光线与P1 位置的折 射光线是平行的,据此作出折射光线, 该折射光线与入射光线的交点为入射 点,即可知水面的位置。 12. 如图所示 (第12题) 13. 如图所示 (第13题) 14. 如图所示 (第14题) [解析](1) 作出红环最上端A 点关于 水面的对称点A',即为A 点在水中 的像点;由于两个大小相同的红、蓝环 粘在一起,A'点也是蓝环最下端B 点 的位置。(2) 连接B'C,其与水面相 交的位置为入射点,即可分别作出入 射光线与折射光线。 15. 如图所示 (第15题) 16. 如图所示(合理即可) (第16题) 3.6　凸透镜成像规律 第1课时 凸透镜成像的 静态规律 1. 暗 左右 大 2. (1) ③ 下 小 (2) 大于 3. C [解析]盛水的圆柱形玻璃杯相 当于一个凸透镜(只有横向方向上具 有中间厚、边缘薄的特点),当盛水的 圆柱形玻璃杯离标志较近时,成一个 正立、放大的虚像(只在横向的方向上 放大),如A项所示;当离标志的距离 在1倍焦距和2倍焦距之间时,成倒 立(只有左右颠倒)、放大的实像,如B 项所示;当离标志的距离大于2倍焦 距时,成倒立(只有左右颠倒)、缩小的 实像,如D项所示;当离标志的距离 等于2倍焦距时,成倒立(只有左右颠 倒)、等大的实像,选项中未出现该图; 只有C项中的图像是不可能看到的。 4. B [解析]由凸透镜成像规律可 知,圆柱体的左边在2f 之外,成的像 是倒立、缩小的实像,像距在f 与2f 之间;圆柱体的右边在f 与2f 之间, 成的像是倒立、放大的实像,像距大于 2f,故B正确。 5. B [解析]因为能在光屏上呈现的 像是实像,所以A错;因为物体通过 凸透镜可以成缩小、等大、放大的实 像,所以B对;因为凸透镜成实像时, 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 61 物远像近像变小,所以由甲处的实像 比乙处的大可知,P 处在甲处的右侧, 蜡烛的移动方向向右,C、D均错。 6. B [解析]在光屏上得到烛焰缩小 的像,说明f<v<2f,u>2f,当蜡烛 和光屏互换位置,由于在光的折射中 光路是可逆的,凸透镜还能成像,此时 v>2f,f<u<2f,成倒立、放大的 实像。 7. (1) 实像 (2) 上 (3) 10 (4) D (5) ①② [解析](1) 实像 可以用光屏承接,所以光屏上的像是 实像。(2) 一段时间后,小明发现烛 焰的像如图(a)中乙所示,此时烛焰的 像成在光屏的上方,应将蜡烛向上调 节可以使烛焰的像移到光屏中央。 (3) 由图(a)中甲所示,此时u<v且 成实像,说明2f>u=15cm>f,v= 30cm>2f,即15cm>f>7.5cm,由 表中数据可知,小明选的凸透镜焦距 为10cm。(4) 如图(b)所示,小明将 蜡烛换成“F”字光源,调整了光源和 光屏的位置,在光屏上仍可观察到清 晰的像,此时物距大于像距,根据凸透 镜成实像时,物距大于像距,成倒立、 缩小的实像,故小明看到的像应是D。 (5) 小明认为凸透镜成像的规律还可 能与凸透镜的直径有关,由控制变量 法的思想可知,小明选取的凸透镜焦 距应相同、凸透镜的直径不同,由表中 数据可知,若要验证其猜想,可在表中 选取编号为①②两个凸透镜进行实验 验证。 8. B [解析]物体离凸透镜8cm时, 在透镜的另一侧得到一个倒立的、放 大的实像,此时2f>u>f,则2f> 8cm>f,即8cm>f>4cm;保持物 体与光屏的位置不变,把凸透镜向光 屏方向移动2cm,则在光屏上又成一 清晰的像,此时成的像为倒立、缩小的 实像,u=10cm>2f,则f<5cm,综 上可知,4cm<f<5cm,故选项B 正确。 9. (1) 光屏 (2) 如图所示 (3) B (第9题) [解析](1) 在做凸透镜成像规律实验 时,应将蜡烛、凸透镜和光屏依次固定 在光具座上,为了使像成在光屏的中 心,调节它们的中心在同一高度。 (2) 平行于主光轴的光线经凸透镜折 射后将过焦点,通过光心的光线经凸 透镜折射后方向不变,S'为像点,如图 所示。(3) 由题意可知,此时成的是 正立、放大的像。若它的某些部分到 凸透镜的距离稍大于焦距,即蜡烛处 于1倍焦距和2倍焦距之间,可以成 一个倒立、放大的实像,故A错误;若 它的某些部分到凸透镜的距离稍小于 焦距,即在1倍焦距以内,此时看到一 个正立、放大的虚像,故B正确;若是 通过透镜的表面反射成像,相当于凸 面镜成像,成的是正立、缩小的虚像, 故C错误。 第2课时 凸透镜成像的动态 规律 放大镜 1. 小于1倍焦距 5 2. 倒立 远离 3. B 4. D 5. 实 靠近 [解析]由图可知,此时 看到的是倒立、放大的实像;若想让观 察到的像更大一些,应使像距变大、物 距变小,所以他可以将凸透镜适当靠 近字样。 6. 倒 右 右 55~60cm [解析]烛焰在A 处时,成缩小的实 像,在B 处时成放大的实像,所以烛 焰由A 到B 时,物距减小,像距增大, 所以凸透镜在A、B 的右侧,光屏也在 A、B 的右侧且光屏向右移动;由于烛 焰在B 处时,物距在凸透镜的1倍焦 距和2倍焦距之间,所以凸透镜距离 B 处大于5cm且小于10cm,所以凸 透镜在光具座上的位置为55~60cm。 7. 变长 实 变小 [解析]玻璃杯 相当于一个柱面透镜。当铅笔距离杯 子的位置较近时,杯子起到放大镜的 作用,成正立、放大的虚像,逐渐远离 时,即逐渐靠近焦点,透过玻璃杯会看 到铅笔尖逐渐变长;到达某一位置时, 铅笔尖忽然改变方向,此时的铅笔处 于1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立 的实像;当铅笔向远处慢慢移动的同 时,物距变大、像距变小,像将变小,人 眼要逐渐靠近玻璃杯。 8. B [解析]由题意可知,当光屏和 凸透镜的距离为10cm时,此时在光 屏上成缩小的像,则f<10cm<2f, 5cm<f<10cm;把光屏沿着光具座 移动5cm后,再次移动光源的位置, 在光屏上成清晰的像。如果是将光屏 靠近凸透镜,则此时像距是5cm,小 于焦距,不可能成实像,故不成立;则 光屏必定是远离凸透镜,此时像距变 大,根据凸透镜成实像时,物近像远像 变大,此时的像一定比原来大,但此时 像距为15cm不一定大于2倍焦距, 故可能是缩小,也可能是放大的实像, 故选项B正确。 9. D [解析]物体靠近透镜,即物距 减小,像距增大,像变大,光屏应远离 凸透镜;当u>2f 时,光屏移动距离 小于物体移动距离;当f<u<2f时, 光屏移动距离大于物体移动距离,所 以光屏移动的距离先小于后大于物体 移动的距离,所以①错误;物体成倒 立、缩小的实像时,物体移动的距离大 于光屏移动的距离,所以②错误;换用 焦距更小的透镜,像会在更前面会聚, 所以光屏必须靠近凸透镜,所以③正 确;由于折射光路可逆,所以保持物体 和光屏位置不变,移动凸透镜,可在光 屏上成一个倒立、放大的实像,此时, 物距刚好是原来的像距,像距刚好是 原来的物距,所以④正确。 10. A [解析]图乙中,铅笔与杯子左 侧壁之间的水柱相当于凸透镜,能观 察到铅笔放大的像,此时铅笔在“水凸 透镜”的1倍焦距之内,成的是正立、 放大的虚像;图乙中的铅笔向前移时, 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 71