5.3凸透镜成像的规律 --2024-2025学年人教版物理八年级上学期

人教版2024-2025学年八年级上册5.3凸透镜成像的规律 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．凸透镜的焦距是10cm，将物体放在主轴上距透镜中心22cm处，物体所成的像是（　　） A．正立等大的实像 B．倒立等大的虚像 C．倒立缩小的实像 D．倒立缩小的虚像 2．张同学在做“研究凸透镜成像规律”实验时，如图甲所示，先测量了凸透镜的焦距，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏调试到如图乙所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像（未画出）。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜焦距为20cm B．光屏上的像是倒立、缩小的实像 C．焟烛燃烧变短，屏上像的位置会下降 D．取走光屏，则凸透镜不成像 3．小明“探究凸透镜成像的规律”，通过实验得到了如表所示的实验数据，当u=23cm时，像距v应该在什么范围（　　） 物 距u（cm） 60 50 35 30 20 19 18 17 16 15 14 12 像 距v（cm） 12 12.5 14 15 20 21.1 22.5 24.3 26.7 30 35 60 A． B． C． D． 4．一个凸透镜正对着太阳，在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，如图所示，关于图片情景，下列说法正确的是（　　） A．凸透镜焦距10cm B．地面上的黑暗区域都是因为光的直线传播形成的 C．只有凸透镜远离地面，地面上的光斑才会变大 D．若将一个物体放在此凸透镜前30cm处，凸透镜成倒立、放大的实像 5．如图所示，某同学用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”，凸透镜固定在50cm刻度线处，下列说法正确的是（　　） A．只移动光屏到某处，光屏上可以呈现烛焰清晰放大的像 B．将蜡烛移至45cm刻度线处，人在凸透镜左侧透过凸透镜可观察到放大的像 C．某次光屏呈现清晰实像时，遮挡凸透镜的上端，仍能观察到完整的实像 D．蜡烛燃烧变短后，为使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应将蜡烛往下调 6．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时光屏上呈现一个清晰的像，下列说法正确的是（   ） A．此时符合照相机的成像原理 B．保持透镜不动，将蜡烛、光屏都向左移动，可在光屏上呈现一个清晰的像 C．保持蜡烛和光屏的位置不动，向右移动透镜，在光屏上一定能看到一个放大的清晰的烛焰像 D．若有小虫落到凸透镜上，光屏上的像会被遮挡而不完整 二、填空题 7．小青将点燃的蜡烛分别放在如图所示的a、b、c点探究凸透镜成像规律，蜡烛在 点，右侧光屏上成的像最大，像是 （选填“正立”或“倒立”）的。若将蜡烛从a移到b，应将光屏向 移动（选填“左”或“右”），才能在光屏上呈现清晰的像，当蜡烛移动到c点时，在光屏上 看到像（选填“能”或“不能”）。 8．如图，保持凸透镜位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d各点，并分别调整光屏的位置寻找清晰的像，则：烛焰放在a处时，呈倒立 （选填“放大”、“缩小”）的实像；烛焰放在 处时，呈倒立放大的实像；烛焰放在 处时，屏上不会出现蜡烛的像。 9．如图所示的是赵强同学用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜成像规律的实验装置，其中还需要将 移动。调整后烛焰能在光屏上成倒立、 的实像。 10．在“探究凸透镜成像规律”实验中，分别将 、 、 依次放置在光具座上，使它们的中心在 ，目的是 。 11．如图所示，在薄板上挖一个小孔，正好嵌入一个凸透镜，透镜与墙壁间的距离为40cm。在透镜左侧主光轴上，距透镜20cm处放一点光源S，此时在墙壁上恰好得到一个圆形光斑，圆斑的直径与孔的直径等大，那么此凸透镜的焦距为 cm或 cm。 三、作图题 12．请你将如图所示凸透镜的光路图补充完整。 四、实验题 13．晓辉和同学们使用焦距为10cm的凸透镜做探究凸透镜成像规律的实验，如图所示，晓辉将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。 实验次数 物距/cm 光屏上成像情况 1 35 倒立缩小的实像 2 30 倒立缩小的实像 3 27 倒立缩小的实像 4 25 倒立缩小的实像 （1）为了使烛焰的像大致成在光屏的中央，应调节凸透镜和光屏的高度，使 与烛焰的中心大致在同一高度； （2）调整之后，晓辉进行探究，上表记录的是探究过程中观察到的现象和收集的实验数据。晓辉判断，4次实验烛焰通过凸透镜所成的像都是实像，他的判断依据是 ； （3）晓辉分析表格中的实验数据，得到“当物体位于凸透镜二倍焦距之外时，成倒立缩小的实像”这一结论。经过与同组的同学交流讨论，他们认为实验数据还不够充分，为了使实验结论更加具有说服力，接下来他们还要进行的操作是 。 14．小明用焦距为10.0cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律。 (1)在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的 ，其目的是 ； (2)蜡烛放在图示位置后，将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，直到光屏上呈现清晰的像。生活中 （选填“照相机”投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理； (3)当烛焰在光屏上成实像时，用不透明的纸挡住凸透镜上半部分，光屏上所成的像是 （选填“完整”或“不完整”）的，像变 （选填“亮”或“暗”）； (4)当蜡烛距凸透镜6.0cm处时，光屏上 （选填“有”或“没有”）烛焰经透镜折射的光线，此时像成在 （选填“光屏”或“蜡烛”）一侧。 五、计算题 15．凸透镜成像时的物距u、像距v和焦距f之间的满足。 (1)当一个物体距离凸透镜u1=15cm时，另一侧距离凸透镜v1=30cm的光屏上正好得到清晰的像，则此凸透镜的焦距是多少？ (2)小李用另一块凸透镜做实验，当一个物体距离凸透镜u2=30cm时，另一侧距离凸透镜v2=60cm的光屏上正好得到清晰的像，则将物体移至距离凸透镜u3=38cm时，光屏上所成的清晰的像的性质是什么？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 答案 C B B D C B 1．C 【详解】凸透镜的焦距是10cm，将物体放在主轴上距透镜中心22cm处，物距 此时凸透镜成的是倒立缩小的实像，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．B 【详解】A．由图甲可知，凸透镜焦距 故A错误； B．由图乙可知，物距是 50.0cm-10.0cm=40.0cm 物体在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像，故B正确； C．焟烛燃烧变短，烛焰向下运动，根据经过光心的光线传播方向不改变可知，屏上像的位置会向上，故C错误； D．取走光屏，烛焰射出的光经凸透镜折射后，仍会聚到原位置，所以仍成像，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】当物距等于像距时，物距等于2倍焦距，由表中数据可知，当物距等于20cm时，像距等于20cm，则该凸透镜的焦距为10cm。由表中数据可知，当像距等于22.5cm时，物距等于18cm，当像距等于24.3cm时，物距等于17cm，则像距等于23cm时，物距在17cm和18cm之间，光路具有可逆性，所以当物距为23cm时，像距在17cm和18cm之间。 故选B。 4．D 【详解】A．凸透镜正对着太阳，在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，则凸透镜焦距20cm，故A错误； B．地面上的手和透镜的影子是因为光的直线传播形成的，故B错误； C．凸透镜靠近或者远离地面时，地面上的光斑都会变大，故C错误； D．若将一个物体放在此凸透镜前30cm处，此时物距大于一倍焦距，小于两倍焦距，成倒立、放大的实像，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】A．如图，此时物距为50cm，大于凸透镜的二倍焦距，成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以，只移动光屏到某处，光屏上可以呈现烛焰清晰缩小的像，故A错误； B．将蜡烛移至45cm刻度线处，则物距为5cm，小于凸透镜的一倍焦距，在物体同侧成正立、放大的虚像，人在凸透镜右侧透过凸透镜可观察到放大的像，故B错误； C．某次光屏呈现清晰实像时，遮挡凸透镜的上端，烛焰发出的光线通过凸透镜下半部分仍可成完整像，由于成像光线变少，像会变暗，所以，仍能观察到完整的实像，故C正确； D．由于实像是倒立的，蜡烛燃烧变短后，像会上移，为使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应将蜡烛往上调，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】A．由图知，像距大于物距，此时成倒立、放大的实像，与投影仪成像原理相同，故A错误； B．透镜不动，蜡烛和光屏都向左移动，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，则可在光屏上呈现一个清晰的像，且像变小，故B正确； C．由图知，此时像距大于物距，所以在光屏上成倒立、放大的实像；保持蜡烛和光屏位置不动，向右移动凸透镜，当像距等于原来的物距，物距等于原来的像距时，根据光路的可逆性，此时应成倒立、缩小的实像，故C错误； D．若有小虫落到凸透镜上，一部分光线被遮挡，但其余光线仍可以通过透镜成完整的像，故D错误。 故选B。 7． b 倒立 右 不能 【详解】[1][2][3][4]由图可知：a点在二倍焦距之外，成倒立缩小的实像；b点在一倍焦距和二倍焦距之间，此时成倒立放大的实像；c点在焦点之内，成正立放大的虚像，不能在屏上显现，因此蜡烛在b点时，在凸透镜右侧光屏上成的像最大，像是倒立的；将蜡烛从a移到b，即物距减小，像距将变大，所以光屏向右移动。 8． 缩小 c d 【详解】[1]烛焰放在a处时，物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。 [2]烛焰放在c处时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律可知，成倒立放大的实像。 [3]烛焰放在d处时，物距小于焦距，不成实像，屏上不会出现蜡烛的像。 9． 光屏向下 缩小 【详解】[1]探究凸透镜成像规律时，应将烛焰中心、透镜中心、光屏中心调整到同一高度，如图，光屏中心偏高，所以应将光屏向下移动。 [2]调整后，物距大于像距，成实像，此时物距应大于两倍焦距，成倒立、缩小的实像。 10． 蜡烛 凸透镜 光屏 同一高度 使烛焰的像成在光屏的中央 【详解】[1][2][3][4][5]在探究“凸透镜成像规律”的实验中，在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，点燃蜡烛后，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。 11． 20（10） 10（20） 【详解】[1][2]由题意可知，透镜与墙壁间相距40cm，光源S到透镜的距离为20cm，墙壁上得到的光斑直径等于圆孔直径，可作出点光源S经凸透镜折射后两种可能的光路图，如下图所示： ①从凸透镜焦点射出的光线，经过凸透镜后，折射光线与主轴平行，此时光屏上得到的光斑与孔的直径大小相同，则S可能在焦点上，此时凸透镜的焦距是20cm。 ②如果光斑是折射光线会聚于一点后又发散形成的，那么折射光线的交点就是像点S′，根据相似三角形的性质可知，焦点到凸透镜的距离与到墙壁的距离相等，即此时像距为20cm，即此时物体成的是等大的实像，即此时物体在二倍焦距上，因此焦距可能为 12． 【详解】通过凸透镜光心的光线传播方向不变，故延长经过光线的入射光线，即为折射光线；折射光线通过焦点，说明入射光线与主光轴平行，故过折射点作主光轴的平行线，画出入射光线，如下图所示： 13． 凸透镜和光屏的中心 像呈现在光屏上 将蜡烛移到两倍焦距处，一倍和两倍焦距之间，进行多次实验 【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央位置，应将凸透镜和光屏的中心与烛焰的中心调到同一高度。 （2）[2]实像是实际光线相交而成的像，可以被光屏承接，虚像是实际光线的反向延长线相交形成的，只能用眼睛观察到，不能被光屏承接，晓辉观察到四次成像都可以在光屏上看到，由此可以判断出它们都是实像。 （3）[3]表格中的物距都大于两倍焦距，为了使实验结论更具有普遍性，应将蜡烛移到两倍焦距处、一倍和两倍焦距之间，进行多次实验，收集更多的数据，这样才能得出更具说服力的结论。 14．(1) 主光轴 使像成在光屏中央 (2) 左 照相机 (3) 完整 暗 (4) 有 蜡烛 【详解】（1）[1][2]为了使像成在光屏中央，应使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上，即在凸透镜的主光轴。 （2）[1][2]如图所示，将蜡烛放在20cm刻度线处，此时物距 u=50cm-20cm=30cm>2f根据u>2f，2f>v>f，成倒立、缩小的实像，因此要想在光屏上呈现清晰的像，可以将光屏向左移动，光屏上恰好呈现一清晰的像，该像的性质是倒立、缩小的实像，是照相机的成像原理。 （3）[1][2]遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗。 （4）[1][2]当蜡烛距透镜6.0cm时，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，光屏上有烛焰经透镜折射后的光线，只不过折射光线不能会聚成像，像成在蜡烛一侧，眼睛应该在光屏的一侧，透过凸透镜观察。 15．(1)10cm (2)成倒立、放大的实像 【详解】（1）当一个物体距离凸透镜u1=15cm时，另一侧距离凸透镜v1=30cm的光屏上正好得到清晰的像，则 解得f1=10cm。 （2）当一个物体距离凸透镜u2=30cm时，另一侧距离凸透镜v2=60cm的光屏上正好得到清晰的像，则 解得f2=20cm。将物体移至距离凸透镜u3=38cm时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$