第四章 神奇的透镜 同步训练-- 2024-2025学年沪科版（2024）物理八年级

神奇的透镜 同步训练 一．选择题（共5小题） 1．某同学在研究凸透镜成像规律时作了如下的记录：当物距为30cm时，在光屏上成倒立、缩小的像，像距为10cm；当物距为7cm时，在光屏上始终得不到像。由此可判断该凸透镜的焦距应满足的范围是（　　） A．f＜7cm B．5cm≤f≤10cm C．f＞5cm D．7cm＜f＜10cm 2．在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（　　） A．该凸透镜的焦距f＝20cm B．当物距u＝30cm时，成倒立、放大的实像 C．当物距u＝8cm时，所成的像能用光屏承接 D．当物距u＝15cm时，将光屏拆下，从光屏一侧适当位置可看到烛焰的实像 3．在探究凸透镜成像规律的实验中，凸透镜的焦距是10cm，蜡烛、透镜、光屏位置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a为物距 B．b为焦距 C．若向右移动蜡烛，该凸透镜的焦距变大 D．若蜡烛、透镜不动，仅移动光屏，烛焰始终不可能在光屏上成像 4．把凸透镜正对太阳光，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15cm处，在凸透镜另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（　　） A．正立、放大的虚像 B．倒立、缩小的实像 C．倒立、等大的实像 D．倒立、放大的实像 5．如图甲所示，光学元件由两个凸透镜A、B组成，A的直径为D，B的直径为d，将光学元件正对阳光，把一张白纸放在它的下方，在白纸上得到了如图乙所示的两个圆斑，圆斑的直径均为d，则下列说法正确的是（　　） A．两个透镜的焦距可能相等 B．透镜A的焦距一定大于透镜B C．光学元件远离白纸时，两个光斑一定同时变大 D．用此光学元件观察同一物体时，所成的像一定是放大的 二．填空题（共5小题） 6．如图所示，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。”“削冰令圆”就是把冰块制成凸透镜，凸透镜对光线有 　 　作用，若要“火生”应把“艾”放在透镜的 　 　位置。 7．在森林中旅游时，导游会提醒旅客，不要随意丢弃饮料瓶。这是因为饮料瓶中如果有水，相当于一个 　 　（凸透镜/凹透镜），对光线有 　 　作用，太阳出来后可能会引起火灾。图中两个透镜，　 　（甲/乙）透镜的类型和饮料瓶相似。 8．如图所示，小明用同一个相机给同一个古塔先后拍了两张照片，当他拍完第一张照片后，应该 　 　（选填“靠近”或“远离”）古塔，并把镜头 　 　（选填“伸长”或“缩短”），才能清晰地拍摄到第二张照片。 9．用铁丝围成一个内径约4mm的圆环，在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜，用这个水膜透镜贴近课本上的字，看到的是正立放大的像，此像为 　 　（实像/虚像）；透过水膜透镜看远处的楼房，楼房倒立缩小了，这种成像情况与 　 　（照相机/幻灯机）成像原理相同；此类透镜可以做 　 　镜（近视/远视）。 10．小明用一个焦距不大的透镜自制了一架如图所示的成像装置，外壳的长度为16cm。若将透镜对准窗外景物，在外壳内前后移动内纸筒，在半透明膜上可以得到景物 　 　（选填“放大”或“缩小”）的像，该透镜是 　 　透镜；若要使近处的物体也能在半透明膜上成像，则小明所选的透镜的焦距应不超过 　 　cm。 三．简答题（共4小题） 11．某同学写作业时眼睛离书本太近，这会导致他近视还是远视？需佩戴合适的凸透镜还是凹透镜？请你给这位同学提出健康用眼的建议。 12．当水滴落在手机的玻璃屏幕上时，透过水滴会看到如图所示的图像，这个像能否用光屏承接？请解释形成的原理。 13．如何鉴别一个透镜是凸透镜还是凹透镜？说出鉴别的方法和理由。（至少两种） 14．为什么使用自拍杆自拍，比直接拿手机自拍取景范围要广呢？ 参考答案与试题解析 一．选择题（共5小题） 1．某同学在研究凸透镜成像规律时作了如下的记录：当物距为30cm时，在光屏上成倒立、缩小的像，像距为10cm；当物距为7cm时，在光屏上始终得不到像。由此可判断该凸透镜的焦距应满足的范围是（　　） A．f＜7cm B．5cm≤f≤10cm C．f＞5cm D．7cm＜f＜10cm 【分析】①凸透镜成像的几种情况： u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f。 u＝2f，成倒立、等大的实像，v＝2f。 2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f。 u＝f，既不成实像也不成虚像。 u＜f，成正立、放大的虚像。 ②根据凸透镜成缩小的实像、成放大的实像、不成像、成虚像时，物距和焦距的关系，解不等式求凸透镜焦距的取值范围。 【解答】解： 当物距为30cm时，光屏上成倒立、缩小的实像，则u＞2f，即30cm＞2f，解得f＜15cm﹣﹣﹣﹣①， 此时像距为10cm，由凸透镜成像的规律可得f＜10cm＜2f，则5cm＜f＜10cm﹣﹣﹣﹣﹣②； 当物距为7cm时，在光屏上始终得不到像，说明7cm＜f﹣﹣﹣﹣﹣③； 综合分析可知该凸透镜的焦距应满足的范围为：7cm＜f＜10cm，故ABC错误，D正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查了凸透镜成像规律的应用，关键要掌握成像特点与物距、像距的关系。 2．在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（　　） A．该凸透镜的焦距f＝20cm B．当物距u＝30cm时，成倒立、放大的实像 C．当物距u＝8cm时，所成的像能用光屏承接 D．当物距u＝15cm时，将光屏拆下，从光屏一侧适当位置可看到烛焰的实像 【分析】（1）根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像，据此确定凸透镜的焦距； （2）根据u＞2f，成倒立缩小的实像； （3）根据u＜f，成正立、放大的虚像； （4）2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪。 【解答】解：A、由图可知，u＝v＝20cm，根据u＝v＝2f，成倒立等大的实像，所以该凸透镜的焦距为f＝10cm，故A错误； B、当物距u＝30cm时，此时u＞2f，根据u＞2f，成倒立缩小的实像，故B错误； C、当物距u＝8cm，此时物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故C错误； D、当物距u＝15cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，将光屏拆下，从光屏一侧适当位置可看到烛焰的实像，故D正确。 故选：D。 【点评】此题考查了凸透镜成像规律的探究及应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。 3．在探究凸透镜成像规律的实验中，凸透镜的焦距是10cm，蜡烛、透镜、光屏位置如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a为物距 B．b为焦距 C．若向右移动蜡烛，该凸透镜的焦距变大 D．若蜡烛、透镜不动，仅移动光屏，烛焰始终不可能在光屏上成像 【分析】物体到凸透镜中心的距离称为物距。明确凸透镜成像规律：物体在焦距以内成正立放大虚像，物体在一倍焦距和二倍焦距之间成倒立放大实像，物体在二倍焦距以外成倒立缩小实像。分析图可知，b为物距，焦距是10cm，所以物距小于焦距成正立放大虚像，光屏上不会出现像。 【解答】解：AB、分析图可知，像到凸透镜的距离为像距，由于不知道像的位置，所以无法判定像距的大小；蜡烛到凸透镜的距离为物距，即b为物距，故AB错误； C、若向右移动蜡烛，该凸透镜的焦距不变，故C错误； D、若蜡烛、透镜不动，仅移动光屏，由于此时的物距在一倍焦距之内，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，因此烛焰不可能在光屏上成像，故D正确。 故选：D。 【点评】牢固掌握凸透镜成像的规律，明确物距与像距不同大小关系是成像的不同并能灵活运用。 4．把凸透镜正对太阳光，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15cm处，在凸透镜另一侧调节光屏的位置，可得到烛焰清晰的（　　） A．正立、放大的虚像 B．倒立、缩小的实像 C．倒立、等大的实像 D．倒立、放大的实像 【分析】（1）凸透镜正对太阳光时，最小最亮光斑即凸透镜焦点； （2）焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，用f表示； （3）凸透镜成像规律：当物距u满足f＜u＜2f，能在光屏上成倒立、放大的实像。 【解答】解：依题意分析，把凸透镜正对太阳光时，最小最亮光斑所在位置就是凸透镜焦点，由此可知该凸透镜焦距f＝10cm； 把点燃的蜡烛在凸透镜前15cm处，则物距u＝15cm； 根据凸透镜成像规律：物距u＝15cm满足10cm＜15cm＜20cm，蜡烛能在光屏上成倒立、放大的实像，故选项A、B、C错误，选项D正确； 故选：D。 【点评】本题考查凸透镜的成像规律。解题关键是找准焦点、焦距。 5．如图甲所示，光学元件由两个凸透镜A、B组成，A的直径为D，B的直径为d，将光学元件正对阳光，把一张白纸放在它的下方，在白纸上得到了如图乙所示的两个圆斑，圆斑的直径均为d，则下列说法正确的是（　　） A．两个透镜的焦距可能相等 B．透镜A的焦距一定大于透镜B C．光学元件远离白纸时，两个光斑一定同时变大 D．用此光学元件观察同一物体时，所成的像一定是放大的 【分析】已知光学元件正对阳光，根据平行于主光轴的光线经过凸透镜后必过焦点作图即可进行分析说明。 【解答】解：已知光学元件正对阳光知太阳光平行于凸透镜的主光轴，由白纸上的圆斑知，阳光透过凸透镜到达圆斑，根据平行于主光轴的光线经过凸透镜后必过焦点作图，完整光路如图所示： AB、由图可知透镜A的焦点有两种可能，一种在白纸和透镜之间，一种在白纸的右侧，无论哪一种其焦距都比透镜B的焦距大，故A错误，B正确； C、光学元件远离白纸时，相当于光学元件不动，白纸向右移动，由图可知透镜A有两种可能，当A的焦点在透镜和白纸之间时，光斑变大，当A的焦点在白纸右侧时，光斑先变小，后变大，而透镜B只有一种情况，光斑将变大，故C错误； D、物距不变，透镜A的焦距比透镜B焦距大。成实像时，焦距大的像就大，即透镜A成像比透镜B大；成虚像时，焦距大的像就小，即物距在透镜和B的焦点之间时，透镜A成像比透镜B的小，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查凸透镜成像规律和作图，有一定难度，关键是准确做出光路图。 二．填空题（共5小题） 6．如图所示，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。”“削冰令圆”就是把冰块制成凸透镜，凸透镜对光线有 　会聚　作用，若要“火生”应把“艾”放在透镜的 　焦点　位置。 【分析】凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚成一点，这点是凸透镜的焦点，焦点的温度很高。 【解答】解：“削冰令圆”就是把冰磨制成凸透镜；因凸透镜对光线有会聚作用，则当凸透镜正对太阳光时，太阳光将会聚在焦点处，从而使焦点处温度升高，所以，若要“火生”，应把“艾”放在镜的焦点位置。 故答案为：会聚；焦点。 【点评】此题考查了凸透镜的特点及灵活利用凸透镜解决生活实际问题的能力，是中考考查的热点。 7．在森林中旅游时，导游会提醒旅客，不要随意丢弃饮料瓶。这是因为饮料瓶中如果有水，相当于一个 　凸透　（凸透镜/凹透镜），对光线有 　会聚　作用，太阳出来后可能会引起火灾。图中两个透镜，　甲　（甲/乙）透镜的类型和饮料瓶相似。 【分析】透明圆塑料瓶装水后，中间厚而边缘薄，类似于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。 【解答】解：因为瓶内灌了雨水后，瓶中水的形状是中间厚、边缘薄，符合凸透镜的形状特点，对光线有会聚作用，如果热量集中，会造成树叶燃烧，造成火灾。 光线经甲透镜后变得会聚一些，甲透镜为凸透镜，甲透镜饮料瓶相似； 光线经乙透镜后变得发散一些，乙透镜为凹透镜。 故答案为：凸透镜；会聚；甲。 【点评】本题考查了凸透镜、凹透镜对光线的作用，属于基础题目。 8．如图所示，小明用同一个相机给同一个古塔先后拍了两张照片，当他拍完第一张照片后，应该 　靠近　（选填“靠近”或“远离”）古塔，并把镜头 　伸长　（选填“伸长”或“缩短”），才能清晰地拍摄到第二张照片。 【分析】凸透镜成实像时，物距变化，像距也变化，像的大小也跟着变化，具体规律为：“物近像远像变大”。 【解答】解：用相机拍照时，所成的像是倒立、缩小的实像； 由图知，第一张照片中古塔的像小，第二张照片中古塔的像大，而凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大；所以，要能清晰地拍摄到第二张照片，应将照相机靠近古塔来减小物距，同时把镜头前伸来增大像距。 故答案为：靠近；伸长。 【点评】本题考查了凸透镜成像时的动态变化规律，比较简单。 9．用铁丝围成一个内径约4mm的圆环，在清水中浸一下后取出，布满圆环的水膜犹如透镜，用这个水膜透镜贴近课本上的字，看到的是正立放大的像，此像为 　虚像　（实像/虚像）；透过水膜透镜看远处的楼房，楼房倒立缩小了，这种成像情况与 　照相机　（照相机/幻灯机）成像原理相同；此类透镜可以做 　远视　镜（近视/远视）。 【分析】凸透镜成像规律及其应用：u＜f；正立放大的虚像，其应用是放大镜。 u＞2f；f＜v＜2f成倒立缩小的实像，其应用是照相机。 【解答】解：这个水膜透镜贴近课本上的字，成正立放大的虚像，说明此透镜是凸透镜； 透过水膜透镜看远处的楼房，此时u＞2f，成倒立缩小的实像，其应用是照相机； 凸透镜可以矫正远视眼。 故答案为：虚像；照相机；远视。 【点评】凸透镜和凹透镜从结构和光学性质上各不相同，我们必须全面了解，尤其是对凸透镜是初中学习的重点。 10．小明用一个焦距不大的透镜自制了一架如图所示的成像装置，外壳的长度为16cm。若将透镜对准窗外景物，在外壳内前后移动内纸筒，在半透明膜上可以得到景物 　缩小　（选填“放大”或“缩小”）的像，该透镜是 　凸　透镜；若要使近处的物体也能在半透明膜上成像，则小明所选的透镜的焦距应不超过 　8　cm。 【分析】凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，u＝2f，成倒立、等大的实像，像距等于2f。 小孔成像，利用了光的直线传播，像的形状与小孔的形状无关。 【解答】解：根据题意可知，将透镜对准窗外景物，在半透明膜上可得到像，说明此时成的是实像，说明该透镜为凸透镜； 由情况可知，此时物距远大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，所以在半透明膜上可以得到景物倒立、缩小的实像； 当凸透镜物距最小时，像距最大，根据题意知道，外壳的长度为16cm，所以成实像时最大像距为16cm，且满足16cm＞2f，由此可知f＜8cm，即所选的透镜的焦距应不超过8cm。 故答案为：缩小；凸；8。 【点评】凸透镜成像是光学部分的重点内容，本题综合性很强，包含了凸透镜成像规律的应用、凸透镜成实像时，物距和像距的关系。 三．简答题（共4小题） 11．某同学写作业时眼睛离书本太近，这会导致他近视还是远视？需佩戴合适的凸透镜还是凹透镜？请你给这位同学提出健康用眼的建议。 【分析】近视眼能看清近处的物体，不能看清远处的物体，是因为晶状体太厚或眼球太长，使像会聚在视网膜的前方。凹透镜对光线有发散的作用，近视眼应戴凹透镜来矫正。 【解答】答：某同学写作业时眼睛离书本太近，时间长了会导致晶状体变厚，使像会聚在视网膜的前方，形成近视；凹透镜对光线有发散的作用，近视眼应戴凹透镜来矫正。平时读书写字时，眼睛距离书本远一些。 【点评】掌握正常眼睛看近处和看远处物体时，晶状体的厚薄情况及近视眼和远视眼的成因，以及如何矫正是解决此题的关键。 12．当水滴落在手机的玻璃屏幕上时，透过水滴会看到如图所示的图像，这个像能否用光屏承接？请解释形成的原理。 【分析】水滴中间厚边缘薄，水滴是水凸透镜，屏幕在水凸透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像。 【解答】答：水滴中间厚边缘薄是水凸透镜，通过水滴看到的是正立放大的文字，说明屏幕放在凸透镜的一倍焦距以内成正立、放大的虚像，不能用光屏接受。 【点评】本题考查了凸透镜的成像规律及其应用，比较简单。 13．如何鉴别一个透镜是凸透镜还是凹透镜？说出鉴别的方法和理由。（至少两种） 【分析】分辨凸透镜和凹透镜有四种方法： （1）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。 （2）中间比边缘厚的是凸透镜；中间比边缘薄的是凹透镜。 （3）凸透镜能使物体成放大的像，凹透镜只能使物体成缩小的像。 （4）凸透镜能成实像，凹透镜只能成虚像。 【解答】解：根据凸透镜和凹透镜的成像特点设计方法如下： 方法一：放大镜法：将透镜放到书上，透过透镜看到书上的字变小的是凹透镜，字变大的是凸透镜。 方法二：成实像方法：将透镜放在眼前正对前面的景物，如果看到倒立缩小的物像是凸透镜，正立的是凹透镜。 方法三：阳光聚焦的方法：把透镜正对着太阳光，上下移动能在地面上出现最小最亮的光斑是凸透镜；同样的操作在地面上出现暗圈的是凹透镜。 【点评】本题具有开放性，对学生的发散思维训练较好，需要学生综合了解凸透镜和凹透镜的特点才行。掌握凸透镜和凹透镜的集中区别的方法：观察法，阳光聚焦法，成像法，放大镜法等等。 14．为什么使用自拍杆自拍，比直接拿手机自拍取景范围要广呢？ 【分析】“自拍神器”是利用凸透镜成倒立、缩小的实像工作的，凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小。 【解答】答：根据凸透镜成实像时，物距越大，像距越小，像越小，可知“自拍神器”与直接拿手机自拍相比，利用自拍杆可以增大物距，减小人像的大小，从而增大取景范围，取得更好的拍摄效果。 【点评】此题主要考查了有关凸透镜成像的规律及应用。一定要熟练掌握规律的内容，特别是成像特点与物距之间的关系。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/11/20 9:50:45；用户：资源；邮箱：13851372384；学号：59917209 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$