3.3 第1课时 探究凸透镜成像的规律-【拔尖特训】2024-2025学年新教材八年级上册物理(苏科版2024)

作出S'的对称点S,即为发光点的位 置S。(2) 过光心的光线经凹透镜折 射后传播方向不改变,延长线过另一 侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行 于主光轴。 10. 如图所示 (第10题) [解析]由图可知,凸透镜的左焦点和 凹透镜的右焦点重合。过凸透镜焦点 的光经过凸透镜折射后平行于主光轴 射出。平行于凹透镜主光轴的光线, 经过凹透镜折射后,折射光线的反向 延长线经过凹透镜的焦点。 11. 如图所示 (第11题) [解析]本题有两个透镜,看起来比较 难。但是,将两个透镜分成两部分来 看就简单了。挡住右边的虚线框及折 射光线,看到的是图甲;挡住左边的虚 线框及入射光线,看到的是图乙。从 图甲光路看,入射光是会聚光,经过透 镜后是平行光,因此虚线框内是凹透 镜;从图乙光路看,入射光是平行光, 经过透镜后是会聚光,因此虚线框内 是凸透镜。 (第11题) 12. 如图所示 (第12题) 13. 如图所示 (第13题) [解析]作出发光点A 关于平面镜的 对称点,即为像点A',连接A'B 交平 面镜于点O,沿OB 画出反射光线,连 接AO 画出入射光线。OB 斜射到空 气和水的分界面时,先作出法线,根据 折射光线与入射光线分居法线两侧, 折射角大于入射角,在法线右侧的空 气中作出折射光线的大致方向。 14. 如图所示 (第14题) 15. 如图所示 (第15题) [解析]先过折射点垂直于界面作出法 线,然后根据光的折射规律在法线左 侧的水中作出入射光线。ab光束平 行于主光轴,所以该光束经凹透镜折 射后,其折射光线的反向延长线过左 侧的焦点。 三、 凸透镜成像的规律 第1课时 探究凸透镜成像的 规律 1. 正对 主光轴 没有 2. 12.0 实 物距 3. B 左 4. 不会 变暗 [解析]当小强不小 心触摸到凸透镜时,手指没有在一倍 焦距以外,光屏上不会有手指的像。 用手指遮挡凸透镜,手指遮挡了部分 入射光线,导致折射光线变少,会聚成 的像变暗。 凸透镜成实像的原因 物体上某点通过凸透镜成实 像的原因是由该点射向凸透镜的 所有光线经凸透镜折射后会聚形 成该点的实像。凸透镜被遮住一 部分后,物体上任一部分的光线都 能过凸透镜上未被遮挡的部分折 射形成物体完整的像,所不同的 是,由于通过凸透镜的光线比没有 被遮挡时减少,因此所成像的亮度 会变暗。 5. A AC 变大 [解析]由题图可 知,平行于主光轴的光线经凸透镜后, 与主光轴相交于A 点,所以A 点为焦 点。C为光源S 的像,光源S沿平行 于主光轴的方向向透镜移动时(始终 保持u>f),像将远离凸透镜,但由S 发出的平行于主光轴的光线折射后仍 经过焦点A,过光心的光线,其传播方 向仍不变,所以像C 将沿AC 方向移 动,且像变大。 6. C [解析]发现光屏上出现的像只 有中间清晰,两侧较模糊,说明中间部 分的物距此时正好在光屏上成清晰的 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 91 像,两侧部分的物距大于或小于中间 部分的物距,故应适当扭转凸透镜,使 凸透镜与光屏平行,在光屏上得到清 晰的像,故C符合题意。 7. D [解析]烛焰和光屏的中心位于 凸透镜的主光轴上,无论怎样移动光 屏都不能在光屏上得到烛焰清晰的 像,说明此时物距小于一倍焦距,成正 立、放大的虚像,虚像无法用光屏承 接,从透镜右侧透过透镜向左观察,可 以观察到该像,故 A、B、C错误,D 正确。 8. A [解析]本题中烛焰上的某点射 向凸透镜所有的光线经凸透镜折射后 射向人眼,人眼逆着这些折射光线看 过去,就看到了该点在烛焰同侧所成 的虚像。若将一不透明的光屏置于图 中虚线处,则人眼观察到烛焰的像没 有变化。 9. (1) 变小 变大 (2) 小于 [解析](1) 三个小组的同学用高度相 同的发光体进行实验,由表1(或表 2或表3)数据可知,物体高度、凸透镜 焦距一定时,物距变大,所成实像的高 度变小;比较表1、表2、表3中物距 u=40cm的三次实验数据可知,物体 高度、物距一定时,凸透镜焦距变大, 所成实像的高度变大。(2) 由(1)可 知,凸透镜所成实像的高度与物距和 焦距有关,物距越小,焦距越大,所成 实像越高。已知小京所用凸透镜离发 光体较近,小强所用凸透镜离发光体 较远,发现两人光屏上呈现的像的高 度相等。若他们所使用的凸透镜焦距 相等,则小京在光屏上看到的像较高 一些;若小京所用凸透镜的焦距较大, 则小京在光屏上看到的像会更高一 些,所以小京所用凸透镜的焦距小于 小强所用凸透镜的焦距。 10. 4f 1.5f [解析]凸透镜成实 像时,满足u>f,由图乙可知,随着物 距u 增大,物像间距L 先减小后增 大,当物距为2f 时,物像间距最小为 4f,因此,要想成实像,蜡烛与光屏的 间距应满足L≥4f;由图乙知,当u= 1.5f 时,L=4.5f,v=L-u= 4.5f- 1.5f=3f,此时放大率n= A'B' AB = v u= 3f 1.5f=2 ,由光路的可逆 性可知,当u'=3f、v'=1.5f 时,放 大率n'= A1'B1' A1B1 = v' u'= 1.5f 3f =0.5 , 因此当n由2变为0.5时,物距u由 1.5f变为3f,则凸透镜移动的距离 为1.5f。 11. D [解析]A 点射出的光线中有 一条平行于主光轴的光线,经凸透镜 折射后过焦点。还有一条过光心不改 变方向的光线,两条折射光线会聚成 像点A'。同理B 点射出的光线中有 一条平行于主光轴的光线,经凸透镜 折射后过焦点。还有一条过光心不改 变方向的光线,两条折射光线会聚成 像点B'。连接A'B'就是AB 的像。 (第11题) 第2课时 凸透镜成像的规律 1. 左 右 2. 等大 15.0 凹透 3. C 4. B 5. 放大 能 正立 [解析]凸透镜 的焦距为10cm,在如题图所示的位 置时,物距为15cm,物距处于一倍焦 距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像 规律,光屏上呈现烛焰的倒立、放大的 实像。若此时将光屏移走,烛焰通过 凸透镜依然能够成像,成像特点由物 距大小来决定,与有无光屏无关。将 蜡烛移至光具座上的40cm刻度线 处,此时物距小于一倍焦距,根据凸透 镜成像规律,此时凸透镜成正立、放大 的虚像,不能呈现在光屏上,虚像与蜡 烛在同一侧,所以人应该站在光屏一 侧,通过凸透镜观察虚像。 6. D [解析]某物体透过凸透镜在距 离透镜25cm的光屏上成放大的像, 此时的像是倒立、放大的实像,则 25cm>2f,f<12.5cm;若将物体移 到距离凸透镜30cm处,30cm>2f, 成倒立、缩小的实像。 7. D [解析]探究凸透镜成像规律 时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像, 此时物距大于二倍焦距,则物距可以 为6f、4f、3f。当物距变为一半时, 对应的物距分别为3f、2f、1.5f,对 应的成像特点分别是倒立、缩小的实 像;倒立、等大的实像;倒立、放大的实 像。由此可知,光屏上的像可能是放 大的,可能是缩小的,也可能是等大 的,故D正确。 8. A [解析]蜡烛由距透镜90.0cm 移至距透镜120.0cm的过程中,像的 位置几乎没变且比较清晰,说明物距 远大于焦距,像距近似等于焦距,即焦 距约为5.0cm。当物距为7.0cm时, 物距大于一倍焦距、小于二倍焦距,蜡 烛通过凸透镜成倒立、放大的实像。 9. A [解析]根据凸透镜成像规律可 知:当物体在一倍焦距与二倍焦距之 间时,所成的像是倒立、放大的实像; 当物体在二倍焦距之外时,所成的像 是倒立、缩小的实像。因a端位于二 倍焦距之外,故所成的像是倒立、缩小 的。而b端位于一倍焦距与二倍焦距 之间,故所成的像是倒立、放大的。所 以木棒所成的像的情况是a端变细, b端变粗。 10. A [解析]蜡烛在光屏上成的像 是实像,由凸透镜成像的规律可知,物 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 02 44 三、 凸透镜成像的规律 第1课时 探究凸透镜成像的规律 ▶ “答案与解析”见P19 1. 探究凸透镜成像规律时,利用太阳光测量凸 透镜的焦距,我们需要将凸透镜 太 阳光,组装并调节实验器材,使烛焰和光屏的 中央位于凸透镜的 上,目的是使像 成在光屏的中央。如图所示,像成在了光屏 的中央,此装置 (有/没有)按照要求 进行调节。 (第1题) (第2题) 答案讲解 2. 用如图所示的装置探究凸透镜的 成像规律,图中凸透镜的焦距为 cm。实验中,小明移动蜡 烛,观察到光屏上呈现清晰的缩小的像,此像 是 (实/虚)像。继续移动蜡烛时发 现,在光屏上可以成放大的像,说明物体通过 凸透镜成像的性质与 有关。 3. (2022·赤峰)让平行于主光轴的光分别射向 凸透镜A 与B,情况如图甲所示,则透镜A 与B 中对光的会聚作用较强的是 。 如图乙所示,烛焰通过凸透镜A 恰好能在光 屏上成清晰的像,如果保持蜡烛的位置不动, 将凸透镜A 换成凸透镜B,还想在光屏上看 到清晰的像,应该向 移动光屏。 甲 乙 (第3题) 4. ★小强同学在做“探究凸透镜成像规律”的实 验时,光屏上得到发光物体清晰的像。若他 不小心触摸到凸透镜,则光屏上 (会/不会)有他手指的像;这时光屏上所成的 像会 (变亮/亮度不变/变暗)。 5. 如图所示为凸透镜成像原理的示意图。在图 中所标的O、A、B、C 四点中,点 表 示凸透镜的焦点。C 是光源S经凸透镜所成 的像,当光源S 沿平行于主光轴的方向向透 镜移动时(始终保持u>f),像 C 将沿 (SC/AC/BC)方向移动,且像的大 小将 (变大/不变/变小)。 (第5题) 6. 小华在做“探究凸透镜成像规律”实验时,发 现光屏上出现的像只有中间清晰,两侧却较 模糊,小明只对凸透镜进行了调整,就在光屏 上得到了清晰的像,他的调整是 ( ) A. 左右适当移动凸透镜 B. 上下适当移动凸透镜 C. 适当扭转凸透镜 D. 更换焦距合适的凸透镜 7. (2022·南通)如图所示,烛焰和光屏的中心 位于凸透镜的主光轴上,无论怎样移动光屏 都不能在光屏上得到烛焰清晰的像。可以观 察到烛焰清晰像的操作是 ( ) (第7题) A. 向左移动透镜,同时调节光屏的位置 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)八年级上 实 验 视 频 45 B. 将光屏移到透镜左侧,调节光屏的位置 C. 从透镜左侧透过透镜向右观察 D. 从透镜右侧透过透镜向左观察 8. 如图所示,将点燃的蜡烛置于凸透镜的焦点 以内,人眼观察到其放大的像。若将一不透 明的光屏置于图中虚线处,则人眼观察到烛 焰的像 ( ) (第8题) A. 没有变化 B. 会被遮挡 C. 能成在光屏上 D. 亮度变暗 9. (2023·北京)探究凸透镜所成实像的高度与 物距、焦距的关系时,三个小组的同学用高度 相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材 进行了实验,部分实验数据如表所示。 表1(f1=5cm) 物距u/cm 11 17 40 像高h/cm 5 2.5 0.9 表2(f2=8cm) 物距u/cm 24 36 40 像高h/cm 3 1.7 1.5 表3(f3=10cm) 物距u/cm 25 28 40 像高h/cm 4 3.3 2 (1) 由表中数据可知:物体高度、凸透镜焦距 一定时,物距变大,所成实像高度的变化情况 是 ;物体高度、物距一定时,凸透镜 焦距 变 大,所 成 实 像 的 高 度 变 化 情 况 是 。 (2) 讲台上有一发光体,同学们利用凸透镜 和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像, 小京所用凸透镜离发光体较近,小强所用凸 透镜离发光体较远,发现两人光屏上呈现的 像的高度相等,则小京所用凸透镜的焦距 (大于/等于/小于)小强所用凸透镜 的焦距。 10. 如图甲所示,将凸透镜及蜡烛、光屏置于光 具座上做成像实验,保持蜡烛不动,移动凸 透镜和光屏,记录每次成实像的物距u、像 距 v、物像间距L(L=u+v),绘出如图乙 所示的L-u 图像(以f 为长度单位)。由图 可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满 足L≥ 。在物理学中,放大率是指 像的大小与物体大小的比值,即放大率n= A'B' AB = v u ,结合甲、乙两图可知,当n由2变 为 0.5 时,凸透镜移动的距离为 。 (用f表示) (第10题) 答案讲解 11. 如图所示,F1、F2 是凸透镜的焦 点,AB 是放在凸透镜前的物体, A'B'是 AB 经凸透镜所成的像。 下列四个图中,其中关于AB 所成像的情况 正确的是(仅需考虑A'B'的位置) ( ) A. B. C. D. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第三章　光的折射　透镜