第三章 第5课时 探究凸透镜成像的规律-【课时提优计划作业本】2024-2025学年新教材八年级物理上册（苏科版2024）

第三章光的折射透镜 第5课时探究凸透镜成像的规律 知识导引 1.物体到透镜的距离称为 ,通常用 表示：像到透镜的距离称为 ,通 常用 表示 2.在研究凸透镜成像规律时，组装并调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于 3.能在光屏上呈现的像叫作 像，它是由 会聚而成的. 4.凸透镜成像的规律 物距与焦距的关系 像的性质 像距与焦距的关系 >2f u=2f f<u<2f r<f 课堂作业 1.小明用如图甲所示的装置进行“探究凸透镜成像的规律”实验。 0光屏 prmpmpmpm中TT 405060cm 分 乙 (1)小明利用太阳光测量凸透镜焦距.将凸透镜 太阳光，移动光屏，直至光屏上形成 一个 的光斑.如图乙所示，该凸透镜的焦距为 cm. (2)组装调整实验器材时，要使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上 (3)一段时间后，蜡烛变短，像会出现在光屏的 (选填“上”或“下”)方.为使像回到光 屏中央，合理的操作是 或 (4)若在第(3)题里用黑色颜料将透镜的上半部分涂黑，此时在光屏上 A,只看到烛焰的上半部分 B.只看到烛焰的下半部分 C看到全部的烛焰的像，且较亮 D.看到全部的烛焰的像，且较暗 2.小华用一个焦距为10cm的凸透镜进行如下探究. 0cm10203040506070 (1)将发光小灯泡、凸透镜和光屏按图示位置放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右 移动，则光斑大小将 65 一课时提优计划作业本物理八年级上))》》 (2)凸透镜和光屏的位置如图所示，移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的“15c”刻度 处，将光屏向 移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰的倒立、 的实像：小华发现屏上的像时而清晰时而模糊，请分析造成这一现象的可能原因： 3.某同学做“探究凸透镜成像规律”实验时，所用凸透镜的焦距为∫，保持凸透镜位置不变，如 图所示.先后使烛焰位于a、b、c、d四点，并相应地调整光屏的位置，关于在a、b、c、d四点的 成像情况，他归纳出下列说法，其中错误的是 ( A.烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小 2F B.烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大 C,烛焰位于b点时，屏上出现的实像最大 D.烛焰位于d点时，成正立、放大的虚像 4.小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离跟物体到 凸透镜的距离“的关系图像，如图所示.下列判断正确的是 A.该凸透镜的焦距是16cm cm 32 B.当t=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C.当u=20cm时，成正立、放大的虚像 D.把物体从距凸透镜12cm处移动到距凸透镜24cm处的过程中，像 逐渐变小 08162432a/cm 5.(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的像的操作是 ( A,向左移动透镜同时调节光屏的位置 B.光屏移到透镜左侧并调节光屏的位置 777》7777777777777》7 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 课后作业 6.(2022·安徽)把凸透镜正对着太阳，在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光 斑：若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置，可 得到烛焰清晰的 () A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像 C.倒立、等大的实像 D.正立、放大的虚像 7.在“研究凸透镜成像”的实验中，当烛焰到凸透镜的距离小于焦距时，下图中眼睛通过透镜观 察到的虚像可能是 B D 66 第三章光的折射透镜 8.常州河海大学宋迪颖设计的“醒目药瓶”获国际“红点设计概念奖”，该药瓶的瓶盖为凸透镜。 小明手持瓶盖儿观察药瓶子侧面的说明书，调整瓶盖到说明书的距离，看到的情形如图甲、 乙、丙所示.据此把瓶盖与说明书之间的距离由大到小排序，下列排序正确的是 ( 硝举地平片 依地平 出耶客 X×××制药 XXXX制药 ××XX制药 XXX×制药 限公司 有限公司 有限公司 有限公司 说明书 分 乙 丙 A.甲、乙、丙 B.丙、乙、甲 C甲、丙、乙 D.丙、甲、乙 9.(2023·郴州)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 10cm,凸透镜的位置保持不变.假设光具座足够长，下列说法正确的是 命中中中中命中 m1020单单单奥却9010 A区B区C区D区E区F区 A.当蜡烛放在图中A区时，光屏应放在图中D区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 D.若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区 10.(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 动到距离凸透镜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 11.小明用焦距约为10c的凸透镜探究凸透镜成像规律. 800o0 0cn10203040506070809010 甲 (1)小明将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上，点燃蜡烛后，沿光具座无论怎样移动光 屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，原因可能是 (写出一条即可) (2)重新调整后，将蜡烛、凸透镜固定在光具座上，如图甲所示，移动光屏后得到烛焰清晰、 完整的像，该像是倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像.我们可以从不同角度 看到光屏上的像，是因为光发生了 (3)接下来保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛方向移动，光屏上再次出现了一个 倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的清晰实像， (4)实验过程中，燃烧的蜡烛变短了，可将凸透镜和光屏调 (选填“高”或“低”)些， 使像成在光屏中央. (5)小明利用上述器材测量该凸透镜的焦距.将凸透镜固定于光具座某刻度线处，再将蜡 烛、光屏分别自透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜，直至光屏上出现烛焰等大的清晰的 像，此时蜡烛到光屏的距离为40.4cm,则凸透镜的焦距为 cm. (6)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成“F”形的LED灯，并在光屏上贴 方格纸，如图乙所示，请写出改进后的一个优点： 67在F点左侧的A位置,也可能在 中,光路具有可逆性 F点右侧的B位置,当在A位置 时,凸透镜远离白纸,白纸上的 光斑会先变小后变大:当在B位 置时,凸透镜远离白纸,白纸上 的光斑会一直变大,根据题意可知,白纸应该在F点 解析:(1)过焦点的光线经凸透镜折射后,折射光线 平行于主光轴,(2)将一个发光的小灯泡放在凸透镜 的右侧,所以此时凸透镜到白纸的距离/大于凸透 的焦点处,然后用光屏承接折射光线形成的光斑,当 镜的焦距,即焦距小于/ 光屏位置发生改变时,光斑的大小不发生改变,说明 8. C 解析:利用太阳光测量凸透镜焦距时,应将凸 折射光线平行于主光轴.(3)由题图甲可知,过焦点 透镜正对太阳光,用来观察光斑的白纸也应正对太 阳光. 的光线经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴;由 可能 9. 凸 凸透镜对光线有会聚作用 解析:因 题图乙可知,平行于主光轴的光线经凸透镜折射后 为凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散 折射光线会聚于焦点处,综合两种情况可知,在光的 折射中,光路具有可逆性 作用,所以由题图可知,形成甲光斑的透镜一定对光 13. 如图所示 线起了会聚作用;形成乙光斑的透镜可能是凹透镜 对光线起了发散作用,也可能是凸透镜,光线经凸透 镜会聚到焦点后,继续向前传播,形成放大的光斑 在这两种情况下分别将透镜远离纸片,乙光斑都会 一直变大,因此形成甲光斑的一定是凸透镜,形成乙 光斑的可能是回透镜 解析:当光从空气中斜射入玻璃中时,折射光线和人 10. 凸 凹 先变细再变粗 解析:圆杜形试管充 射光线分居法线的两侧,折射角小于入射角;当光从 满水的地方中间比边缘厚,是凸透镜,因凸透镜对光 玻璃中斜射入空气中时,折射光线和入射光线分居 线有会聚的作用,所以会形成一条与试管平行的亮 法线的两侧,折射角大于入射角,如答图所示 线;由于气泡的存在,气泡与气泡周边的水形成中间 经典提优 薄、边缘厚的回透镜,回透镜对光线有发散的作用. 14. D 解析:如答图所示,根据光的反射定律可知. 所以在与气泡对应的位置会出现一个光线较少的区 如果反射光线与人射光线重合,那么射到平面镜上 域,即圆形黑影;如果把白纸从贴近试管的地方向 的光线与平面镜垂直,即与主光轴平行;与主光轴平 下移动,则白纸位于凸透镜焦点位置时亮线最细,从 行的光线经过凹透镜折射后,折射光线的反向延长 焦点处向下继续移动时,光线继续由焦点位置向前 线经过凹透镜的焦点;经凸透镜折射的光线平行于 沿直线传播,亮线变粗,所以亮线先变细,后变粗 主光轴,则入射光线经过凸透镜的焦点;又因为经过 11.(1)如图甲所示 (2)如图乙所示 回透镜折射的折射光线即是射到凸透镜的入射光 线,所以凹透镜与凸透镜的左侧焦点为同一点F,由 题意可知,OF=/,OO=L,则凹透镜的焦距OF OF-O0-/-L. #1 解析:(1)过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不 变;过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴:平 行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,据此 第5课时 探究凸透镜成像的规律 作图,如答图甲所示.(2)过光心的光线经凹透镜折 知识导引 射后传播方向不变;折射光线平行于主光轴射出,则 1. 物距 i u 像距 v2. 凸透镜的主光轴上 人射光线的延长线过凹透镜另一侧的焦点. 3. 实 实际光线 4. 倒立、缩小的实像 /v 12.(1)如图所示 (2)将一个发光的小灯泡放在凸 2/ 倒立、等大的实像 -2f 倒立、放大的实像 透镜的焦点处,然后用光屏承接折射光线形成的光 >2f 正立、放大的虚像 斑,当光屏位置发生改变时,光斑的大小不发生改 课堂作业 10.0 (3)在光的折射 1.(1)正对 最小、最亮 变,说明折射光线平行于主光轴 (2)主光轴 .26. (③)上 将蜡烛向上移动 将凸透镜和光屏向下移 焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以此凸透镜 动(4)D 解析:(1)利用太阳光测量凸透镜焦距. 的焦距是10cm;将蜡烛放在距此凸透镜前30cm 将凸透镜正对太阳光,移动光屏,直至光屏上形成一 处,此时u>2f,成倒立、缩小的实像 个最小、最亮的光斑,光斑的位置即为焦点的位置; 7. B 解析;当烛焰到凸透镜的距离小于焦距时,成 此时凸透镜与光屏间的距离为焦距,故凸透镜焦距 正立、放大的虚像,烛焰和它的像位于凸透镜的同一 是60.0cm-50.0cm-10.0cm.(2)组装调整实验 侧,又因所成的像是由实际光线的反向延长线会聚 器材时,要使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光 而成,故虚像位于烛焰的后方,B符合题意 轴上,使像成在光屏中央.(3)当蜡烛逐渐燃烧变短 8. B;解析:由凸透镜成像规律可知,题图甲是正 时,根据经过凸透镜光心的光沿直线传播可知,光屏 立、放大的虚像,此时物距满足u<f,题图乙是倒 上的像将会上升;为使像回到光屏中央,合理的操作 立、放大的实像,此时物距满足/<uz<2f,题图丙 是将蜡烛向上移动或将凸透镜和光屏向下移动 是倒立、缩小的实像,此时物距满足>2/.因此瓶 (4)把透镜的上半部分涂黑,光线仍能透过下半部分 盖与说明书之间的距离由大到小排序为丙、乙、甲。 透镜成完整的像,只是透过的光线减少,像变暗 9. B 解析:当蜡烛放在A区时,物距大于二倍焦 2.(1)不变 (2)右 放大 烛焰在晃动 解析: 距,成倒立、缩小的实像,像距应在一倍焦距和二倍 (1)由题图可知,发光小灯泡位于凸透镜焦点位置 焦距之间,则光屏应放在E区才可能呈现清晰的像 小灯泡发出的光经凸透镜折射后平行于主光轴,若 A错误;蜡烛从题图中位置逐渐远离透镜,此时物距 将光屏向右移动,则光斑大小不变.(2)将点燃的蜡烛 变大且一直大于二倍焦距,根据凸透镜成实像时“物 放置于光具座的“15cm”刻度处,物距a一30.0cm 远像近像变小”的规律可知,所成的像会逐渐变小. 15.0cm-15.0cm,满足/<u<2f的条件,成倒立、 B正确;无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像 放大的实像,此时像距应大于二倍焦距,光屏应向右 因光具座足够长,则不可能是由像距远大于二倍焦距 移动;光屏上的像时而清晰时而模糊,说明像距在不 造成的,即蜡烛不在B区,说明此时物距小于或等于 断变化,是由物距变化引起的,原因可能是蜡烛的烛 一倍焦距,即蜡烛位于C区,C错误;若光屏上要得到 焰在不断晃动. 一个放大的像,即成倒立、放大的实像,则蜡烛应该放 3. C 解析:烛焰位于a点时,物距大于二倍焦距, 在B区,D错误. 成倒立、缩小的实像,屏上出现的实像最小,A正确; 10. D 解析;某物体透过凸透镜在距离透镜25cm 烛焰位于b、c两点时,物距在一倍焦距和二倍焦距 的光屏上成放大的像,此时的像是倒立、放大的实 之间,都成倒立、放大的实像,但点到透镜的距离 像,则像距v-25cm2/,f12.5cm;若将物体移 大于c点到透镜的距离,因此在c点时屏上出现的 动到距离凸透镜30cm处,则物距u=30cm>2f 实像比在6点时出现的实像大,即烛焰位于c点时 成倒立、缩小的实像 屏上出现的实像最大,B正确,C错误;烛焰位于d 11.(1)物距小于或等于一倍焦距(答案不唯一) 点时,物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像 (2)缩小 漫反射 (3)放大 (4)低 (5)10.1 D正确. (6)便于比较物与像的大小关系 解析:(1)小明将 4. D 解析:u一一2/时,凸透镜成倒立、等大的实 蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上,点燃蜡烛 像,由题图可知,此时a=v-2f-16cm,所以/ 后,沿光具座无论怎样移动光屏,在光屏上始终得不 8cm,A错误;当'=12cm时,f<u'<2f,成倒立 到烛焰的像,原因可能是物距小于一倍焦距,此时成 放大的实像,B错误;当u"-20cm时,u”2f,成倒 正立、放大的虚像,虚像不能被光屏承接;也可能是 立、缩小的实像,C错误;物体从距凸透镜12cm处 蜡烛放在焦点处,不能成像;还可能是蜡烛、凸透镜 移动到距凸透镜24cm处的过程中,物距一直大于 和光屏三者的中心不在同一高度上.(2)由题图甲可 一倍焦距,成实像,凸透镜成实像时,物距变大,像距 知,物距大于像距,此时成倒立、缩小的实像;我们可 变小,像变小,D正确 以从不同角度看到光屏上的像,是因为光发生了漫 5. D 解析:烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光 反射,(3)在光的折射现象中光路是可逆的,保持蜡 轴上,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰 烛和光屏的位置不动,将凸透镜向蜡烛方向移动,当 清晰的像,说明此时物距小于一倍焦距,成正立、放 在光屏上再次出现一个清晰的像时,此时的物距等 大的虚像;虚像无法用光屏承接到,成在烛焰一侧 于移动前的像距,即物距大于一倍焦距且小于二倍 应从透镜右侧透过透镜向左观察,D正确 焦距,成倒立、放大的实像.(4)蜡烛变短了,光屏上 课后作业 的像会向上移动,要使像成在光屏的中央,凸透镜和 6. A 解析:最小、最亮的光斑在凸透镜的焦点上, 光屏应向下移动.(5)光屏上出现等大的清晰的像 .27. 时,u=v一2f,此时蜡烛到光屏的距离为v+ 移动,物距变小,像距要变大,即光屏向右移动才能 2f+2f=4f=40.4cm,则凸透镜的焦距f 再次得到清晰的像,C错误;蜡烛和光屏不动,移动 10.1cm.(6)将蜡烛换成“F”形的LED灯,光屏上贴 凸透镜到适当位置,将物距和像距互换,此时/ 方格纸,这样光源发出的光比较稳定,由方格更容易 u2f,成倒立、放大的实像,D错误 比较物与像的大小关系. 6. A 解析:玩具鹦鹉紧靠凸透镜时,物距小于一倍 第6课时 探穷凸透镜的动态成像规律 焦距,凸透镜成的是正立、放大的虚像,凸透镜成虚 知识导引 像时,物距越大,像越大,故先看到②,再看到③;玩 1. ①实像和虚像 ②缩小像和放大像 2.(1)变大 具鹦鹉远离凸透镜的过程中,物距在一倍焦距和二 变大(2)变小 倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,即看到的为① 课堂作业 继续远离,物距大于二倍焦距时,看到的是倒立、缩 1. B 左 解析:平行于主光轴的光经过凸透镜后 小的实像,即为④.故四个像出现的先后顺序为②③ 会聚于一点,该点就是焦点,焦点到光心的距离是焦 ①④. 距,焦距越小,说明凸透镜对光的会聚作用越强,由 课后作业 题图甲可知,B的焦距较小,故B对光的会聚作用较 7. B 解析:甲、乙两处在P点同侧且像都成在光屏 强;由题图乙可知,因为凸透镜B对光的会聚作用更 上.故都是倒立的实像,A错误;由于凸透镜的焦距 强,所以光线会提前会聚,即像成在光屏左侧,所以 未知,甲、乙两处的像都可能是倒立、放大的实像, 应该向左移动光屏才能在光屏上看到清晰的像 B正确;因为甲处的像大于乙处的像,根据凸透镜成实 2. D 解析;物体从距凸透镜五倍焦距处移向透镜 像时“物远像近像变小”的规律可知,像在靠近凸透 的过程中,当物体移到一倍焦距以内时,成正立、放 镜,凸透镜的位置在乙处的右侧,C错误;此时蜡烛在 大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,A错误;物体到 远离凸透镜,蜡烛是向右移动的,D错误 达二倍焦距处时,成倒立、等大的像,B错误;只要物 8. B 解析:当蜡烛和光屏的位置不变时,凸透镜在 距大干焦距,成的都是实像,像与物总是位干透镜两 某个位置,光屏上出现清晰的像,移动凸透镜,使物 侧,成实像时,物距变小,像距变大,C错误,D正确. 距和像距大小互换,根据光的折射中光路可逆的原 3. D 解析:若蜡烛放在焦点外2cm处,则物距等 理可知,光屏上会再次得到清晰的像,由此可知,凸 于10cm十2cm=12cm,物距在一倍焦距和二倍焦 透镜距光屏15cm时,v-15cm,u=30cm,成倒立。 距之间,成倒立、放大的实像;若蜡烛放在焦点内 缩小的实像,此时f<v<2f,a>2/,解得7.5cm 2cm处,则物距等于10cm-2cm=8cm,物距小于 /<15cm,C错误;凸透镜距光屏30cm时,v' 一倍焦距,成正立、放大的虚像,由以上分析可知,把 30cm,u'一15cm,成倒立、放大的实像,A错误;由 点燃的蜡烛放在距焦点2cm处,烛焰通过凸透镜所 以上分析可知,蜡烛和光屏的距离为15cm十30cm 成的像一定是放大的像,D正确 45cm,B正确;如将蜡烛和光屏的位置互换,根据在 4. C 解析;由题图可知,此时u一v一2/,成的是 光的折射中光路是可逆的可知,透镜仍可在上述两 倒立、等大的实像,所以2/-20cm,则f 个位置成像,但是成像的性质不同,D错误 10cm,A错误;现保持蜡烛和透镜的位置不变,将甲 9. B 解析:凸透镜的焦距/-15cm,灯泡与墙壁之 透镜更换为乙透镜后,需将光屏向左移动距离s,方 间的距离约为3m.来回移动凸透镜,能被墙壁承接 可在光屏上再次成清晰的像,说明乙透镜对光的会 到的像都是实像,虚像不能被墙壁承接,①错误;成 聚作用更强,即乙透镜的焦距比甲透镜的小,B错 倒立、等大的实像时,物距等于二倍焦距,像距也等 误;将甲透镜更换为乙透镜后,需将光屏向左移动距 于二倍焦距,由于3m>4/,所以墙壁上不能成倒 离s,此时的物距大于像距,成的是倒立、缩小的实 立、等大的实像,②错误:当物距大于一倍焦距、小于 像,C正确;由于不知道乙透镜的焦距的大小,所以 二倍焦距时,像距大于二倍焦距,此时成倒立、放大 无法确定光屏移动的距离,D错误. 的实像,③正确;当物距大于二倍焦距时,像距大于 5. A 解析:由题图可知,蜡烛距离凸透镜30cm 一倍焦距、小于二倍焦距,此时所成的像为倒立、缩 时,在凸透镜另一侧距凸透镜15cm处的光屏上得 小的实像,④正确 到一个清晰的像,物距大于像距,成倒立、缩小的实 10. C 解析:由题图可知,物距为20cm,已知蜡烛 像;此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间,物距大于 经凸透镜折射后成倒立、缩小的像,说明蜡烛在二倍 二倍焦距,即/15cm2/,2/30cm,解得7.5cm 焦距之外,即2/<20cm.所以/<10cm,C正确 f<15cm,A正确,B错误;凸透镜成实像时的动态 D错误;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦 变化规律是“物近像远像变大”,透镜不动,蜡烛向右 点,而/<10cm,所以折射光线不可能过凸透镜右 .28.