3.3 第2课时 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)

46 第2课时 凸透镜成像的规律 ▶ “答案与解析”见P20 1. 在“探究凸透镜成像规律”的实验中,某次实 验的成像情况如图所示,小组成员提出“有哪 些方法可以让光屏上的像变大”的问题,经过 讨论后形成两个方案,且最后都达到了目的。 方案一:保持蜡烛和光屏的位置不动,只将凸 透镜向 移动适当距离;方案二:保持 凸透镜的位置不动,将蜡烛和光屏都向 移动。 (第1题) 2. (2024·苏州)在“探究凸透镜成像规律”的实 验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,光 屏上恰好成清晰的像,该像是倒立、 的实像,此凸透镜的焦距是 cm,凸 透镜和光屏位置不动,将蜡烛远离凸透镜,给 凸透镜“戴上”合适的 镜,可再次获 得清晰的像。 (第2题) 3. 如图所示,把焦距为12cm的凸透镜放在光 具座上,将点燃的蜡烛放在距焦点6cm处, 则蜡烛通过该凸透镜所成的像 ( ) (第3题) A. 一定是倒立的 B. 一定是正立的 C. 一定是放大的 D. 一定是缩小的 4. 下列关于凸透镜成像特点的说法,错误的是 ( ) A. 实像都是倒立的,虚像都是正立的 B. 缩小的都是实像,放大的都是虚像 C. 缩小的像都是倒立的,放大的像可能是正 立的,也可能是倒立的 D. 实像和物体分别在凸透镜的两侧,虚像和 物体在凸透镜的同一侧 5. (2022·无锡)用焦距为10cm的凸透镜探究 凸透镜成像的规律,当点燃的蜡烛、凸透镜、 光屏置于光具座上如图所示的位置时,光屏 上呈现烛焰倒立、 的实像。若此时 将光屏移走,烛焰通过凸透镜 (能/ 不能)成实像。将蜡烛移至光具座上的40cm 刻度线处,人站在光屏一侧,通过凸透镜可以 看到一个 、放大的“烛焰”。 (第5题) 6. (2022·上海)已知某物体透过凸透镜在距离 透镜25cm的光屏上成放大的像,若将物体 移到距离凸透镜30cm处,则此时成 ( ) A. 放大的虚像 B. 正立的虚像 C. 放大的实像 D. 缩小的实像 答案讲解 7. 探究凸透镜成像规律时,开始时烛 焰在光屏上成缩小的像,接着把物 距调整为刚才的一半,移动光屏使 烛焰在光屏上成像,此时的像 ( ) A. 是放大的 B. 是缩小的 C. 是等大的 D. 以上三种均可能 8. 探究凸透镜成像规律时,小明将蜡烛沿主光 轴由距透镜90.0cm移至距透镜120.0cm 的过程中,发现烛焰在如图所示位置的光屏 上的像一直比较清晰。若他再将蜡烛移至距 透镜7.0cm处,移动光屏,则屏上得到的像 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)八年级上 47 一定是 ( ) (第8题) A. 放大的像 B. 等大的像 C. 缩小的像 D. 正立的像 9. 如图所示,在凸透镜的主光轴上放一根木棒, 木棒的a端在二倍焦距之外,而b端在一倍 焦距与二倍焦距之间,那么在另一侧所成的 像的情况是 ( ) (第9题) A. a端变细,b端变粗 B. a端变粗,b端变细 C. a、b端均变粗 D. a、b端均变细 10. (2023·泰州姜堰期末)小明同学在探究凸 透镜成像规律时,把蜡烛和凸透镜固定在如 图所示的位置,移动光具座上的光屏得到一 清晰像(光屏未画出),则该透镜的焦距可 能是 ( ) (第10题) A. 10cmB. 20cm C. 30cm D. 40cm 11. ★探究凸透镜成像规律时,将焦距为10cm 的凸透镜放置在光具座上50cm刻度线处, 如图所示。在蜡烛从10cm刻度线处逐渐 移至45cm刻度线处的过程中,烛焰成像的 变化情况是 ( ) (第11题) A. 一直变大 B. 一直变小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大 12. (2023·益阳)点燃蜡烛,烛焰通过焦距为 20cm的凸透镜甲成缩小的像。现用焦距 为10cm的凸透镜乙替代凸透镜甲,且保持 烛焰和透镜的位置不变,烛焰通过凸透镜乙 所成的像是 ( ) A. 缩小的实像 B. 放大的虚像 C. 倒立的虚像 D. 正立的实像 13. 凸透镜成像时,物距u、像距v、焦距f 满足 1 u+ 1 v= 1 f 的数量关系。小花在做“探究凸 透镜成像规律”的实验时发现,保持蜡烛和 光屏之间的距离为45cm不变,只改变凸透 镜的位置,可以在光屏上得到两个清晰的 像,将凸透镜从成第一个像的位置向蜡烛移 动15cm后得到第二个像。她通过分析得出 第一个像与蜡烛相比是 (放大/等 大/缩小)的,第二次成像时物距为 cm。 14. (2023·无锡江阴期末)如图所示,S 是凸透 镜主光轴上的一个发光点。SA 是发光点 发出的一条射向凸透镜的光线,经凸透镜折 射后,折射光线可能是 ( ) (第14题) A. AC B. AB C. AD D. AE 答案讲解 15. (2023·广州)如图所示,凸透镜的 光心在0cm处,物体MN 上M 发 出的光线b经过光心,M 发出的光 线c经过凸透镜后的光线平行于主光轴。 (第15题) (1) 画出b经过光心后的光线。 (2) 该凸透镜的焦距为 cm;MN 经 凸透镜成的像相对于MN 是 (放 大/等大/缩小)、 (正立/倒立) 的像。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第三章　光的折射　透镜 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 距大于一倍焦距,此时物距为30cm, 所以焦距f<30cm,故C、D不可能; 若其焦距为10cm,此时物距大于二 倍焦距,则像距大于一倍焦距且小于 二倍焦距,光屏位置在70~80cm刻 度线之间,故 A可能;若其焦距为 20cm,此时物距在一倍焦距与二倍焦 距之间,像成在二倍焦距以外,即像与 透镜的距离大于40cm,但透镜到光 具座右端的距离只有40cm,此时像 成在光具座右端以外,所以在光具座 上移动光屏不能得到一清晰像,故B 不可能。 11. C [解析]依据凸透镜成实像时 “物近像远像变大”的规律可知,当蜡 烛从10cm刻度线处移到40cm刻度 线处时,烛焰的像逐渐变大;当蜡烛在 焦距以内时成虚像,依据凸透镜成虚 像时“物近像近像变小”的规律可知, 蜡烛越靠近凸透镜,成的虚像越小,故 C项正确。 凸透镜成像的动态规律 (1) 成实像时,物近像远像变 大;物远像近像变小。(2) 成虚像 时,物近像近像变小;物远像远像 变大。(3) 无论物体通过凸透镜成 实像还是虚像,物体越靠近焦点 时,所成的像越大,像距也越大。 12. A [解析]点燃蜡烛,烛焰通过焦 距为20cm的凸透镜甲成缩小的像, 说明物距大于二倍焦距;现用焦距为 10cm的凸透镜乙替代凸透镜甲,且 保持烛焰和透镜的位置不变,物距仍 大于二倍焦距,烛焰通过凸透镜乙所 成的像是倒立缩小的实像,A符合题 意,B、C、D不符合题意。 13. 缩小 15 [解析]在凸透镜成像 实验中,物距u、像距v、焦距f 满足 1 u+ 1 v= 1 f ,由题知u+v=45cm, 所以第一次成像时,物距为u,像距 v=45cm-u,第二次成像时,物距 u'=u-15cm,像距v'=45cm- (u-15cm)=60cm-u,则 1u + 1 45cm-u = 1 f , 1 u-15cm + 1 60cm-u= 1 f ,两式联立,解得u= 30cm,f=10cm,v=45cm-30cm= 15cm。将凸透镜从成第一个像的位 置向蜡烛移动15cm得到第二个像, 这说明第一次成像比第二次成像时的 物距大,物距大于像距,成的像是缩小 的实像。根据光路可逆知第二次成像 时物距为15cm。 14. B [解析]发光点S 在一倍焦距 和二倍焦距之间,根据凸透镜成像规 律可知,光线SA 经凸透镜折射后,S 的成像位置应在二倍焦距之外,故 AB 可能是折射光线。 15. (1) 如图所示 (2) 10 缩小 倒立 (第15题) [解析](1) 过凸透镜光心的光线传播 方向不发生改变。(2) 过焦点的光线 通过凸透镜后平行于主光轴,由题图 可知该凸透镜的焦距为10cm,所以 MN 在凸透镜二倍焦距以外,成倒 立、缩小的实像。 四、 透镜的应用 第1课时 照相机和眼球 视力的缺陷与矫正 1. 凸透 倒立 眼球与普通照相机的比较 眼睛的成像原理与照相机相 同,都是利用凸透镜能成倒立、缩 小的实像来工作的,但成像调节方 法与照相机不同,普通照相机镜头 的焦距是不变的,靠改变像距的大 小使远近不同的景物的像成在底 片上;眼睛的像距几乎是不变的, 靠改变晶状体的焦距使远近物体 成像在视网膜上。 2. 丁 乙 3. 凹 写字、看书时眼睛与书本保持 25cm左右的距离(合理即可) 4. A 5. 缩小 向后缩 [解析]照相机是 利用物体在凸透镜的二倍焦距之外时 成倒立、缩小的实像的原理工作的;要 使武侯祠完全进入取景框,则所成的 像需变小,根据凸透镜成实像时,“物 远像近像变小”的成像规律可知,当小 明后退一段距离(即物距增大)时,他 需将照相机的镜头向后缩一点(即减 小像距),才能将父母和武侯祠都拍 下来。 6. 凸 发散 [解析]透过下半部分 镜片可以看清书上文字,说明下半部 分是远视眼镜,即凸透镜;透过上半部 分镜片可以看清远处景物,说明上半 部分是近视眼镜,即凹透镜,对光具有 发散作用。 7. B [解析]照相机的成像原理为当 物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、 缩小的实像,像距大于一倍焦距、小于 二倍焦距。因为此时物距远大于二倍 焦距,根据凸透镜成实像时“物远像近 像变小”的规律可知,此时像距略大于 一倍焦距。B符合题意。 8. A [解析]假设晶状体的凸度不 变,当看近处物体时,根据“物近像远 像变大”可知,此时像距增大,即成像 在视网膜后面;要使像向前移动到视 网膜上,必须使光会聚,则晶状体的凸 度要变大,焦距变短。 9. C [解析]激光矫正近视,是对眼 角膜进行手术,使其变薄,相当于一个 凹透镜,使角膜和晶状体对光的偏折 能力变弱,使成的像后移,直到移到视 网膜上。选项A角膜的中间和边缘 一样厚,不符合题意;选项B中间厚、 边缘薄,属于凸透镜,不符合题意;选 项C中间薄、边缘厚,符合凹透镜的 特点;选项D由多块凹透镜组成,不 符合题意。 10. B [解析]眼睛的晶状体相当于 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 12