第五章第3节 凸透镜成像的规律 ---2024-2025学年人教版物理八年级上学期

第3节 凸透镜成像的规律 姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．西西探究“凸透镜成像的规律”，当F光源到透镜的距离是32cm时，调节透镜另一侧的光屏，得到清晰放大的像。下列判断中正确的是（    ） A．此时的像是正立放大的虚像 B．该透镜的焦距是16cm C．当光源到透镜的距离是16cm时，调节光屏，屏上可得放大的像 D．当光源到透镜的距离是70cm时，调节光屏，屏上可得缩小的像 2．把带双箭头的图片放在装有水的圆柱形玻璃杯后，看到的情景如图甲和乙所示。下列说法正确的是（　　） A．此时的玻璃杯相当于凹透镜 B．图甲下方的箭头是实像 C．箭头离玻璃杯较远的是图乙 D．图乙的成像原理与投影仪类似 3．某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像距ν与物距υ之间关系的图象，如图所示。下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是10cm B．当u=8cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 C．当u=20cm时成缩小的像，投影仪就是根据这一原理制成的 D．把物体从距凸透镜10cm处移动到20cm处的过程中，像逐渐变小 4．如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处小，则（   ） A．P点位置在甲的左侧 B．蜡烛的移动方向向右 C．乙处可能成的是虚像 D．乙处像可能是缩小的 5．在探究凸透镜成像规律时，蜡烛和凸透镜的位置如图所示，光屏上承接到烛焰等大的像（图中未画出光屏）。若保持凸透镜位置不变，将蜡烛调至10cm刻度线处时，下列判断正确的是（   ） A．向右移动光屏能承接到烛焰的像 B．移动光屏能承接到烛焰缩小的像 C．像的位置在50~60cm刻度线之间 D．投影仪应用了该次实验的成像规律 6．如图甲所示，纸筒左端开一小孔，纸筒右端开口，开口处蒙一层半透明纸做光屏，将点燃的蜡烛放在纸筒前，在光屏上能观察到清晰的烛焰的像S1；如图乙所示，保持蜡烛和纸筒的位置不变，只在原小孔处开一个大孔，并在大孔处嵌入一个合适的凸透镜，此时恰能在光屏上呈现清晰的像S2，则S2与S1相比（　　） A．更亮更小 B．更亮等大 C．更亮更大 D．更暗更小 7．在用焦距为f的凸透镜探究凸透镜成像规律时，多次实验，记录凸透镜成实像时的物距u、像距v；算出物像间距L（即u+v）；绘出如下图线（以f为长度单位）；结合图像，下列说法错误的是（　　） A．d点的成像特点与照相机成像特点一样 B．当凸透镜成实像时，其物像间距满足L≥4.5f C．a和d两点数据可以说明光路是可逆的 D．c和d两点的成像特点是一样的 二、多选题 8．如图所示，甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm，跟主光轴平行的光分别射向甲、乙两个凸透镜，则下列说法正确的是（　　） A．该平行光经过甲、乙凸透镜都会聚于各自的焦点处 B．甲凸透镜焦点到光心的距离小于乙凸透镜焦点到光心的距离 C．乙凸透镜的折光能力比甲凸透镜强 D．物体经过甲凸透镜所成的像更小一些 9．在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时在光屏上呈现一个清晰的烛焰的像。下列说法正确的是（   ） A．透镜不动，蜡烛和光屏都向右移动，可以看到像变大 B．此时成正立、放大的实像，与投影仪原理相同 C．透镜右移，眼睛在光屏和透镜间，通过透镜看到正立的像 D．若在透镜和蜡烛之间放凸透镜，应将光屏适当左移，可再次出现清晰的像 10．在“探究凸透镜成像的规律”的实验过程中，当装置位于如图所示位置时，光屏上呈现清晰的烛焰像，下列判断正确的是（　　） A．凸透镜的焦距可能为6cm B．根据此时的成像规律可以制成投影仪 C．若保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至65cm刻度线处，光屏上可以再次成像 D．在蜡烛和凸透镜之间放上一个远视眼镜，则将光屏向右移动适当距离可以再次成像 三、填空题 11．某班同学在“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v跟物体到凸透镜的距离之间关系的图像，由图可知，该凸透镜的焦距是 ；当时，在光屏上能得到一个 像。在实验过程中，把物体从远处逐渐靠近透镜时，从距凸透镜处移动到处的过程中像的大小如何变化情况 。 12．如图，用焦距为10cm的凸透镜观察文字，此时透镜与文字的距离 （选填“大于”、“小于”或“等于”）10cm，凸透镜靠近文字，透过透镜观察到的像会 （选填“变大”、“变小”或“不变”），此时看到的像是 像（选填“实”或“虚”）。 13．如图所示，小明利用凸透镜成像原理来研究电影放映时银幕上的影像情况。 (1)进入影院，小明发现银幕表面较为粗糙，观众在不同位置都可以看到银幕上的影像，这是因为光在银幕上发生了 反射； (2)小明在银幕上看到了清晰的影像，同时影像又是放大的，是因为胶片放在了距离镜头_______（填字母序号）的位置； A．一倍焦距以内 B．一倍焦距到二倍焦距之间 C．二倍焦距以外 (3)放映过程中影像大小超出了银幕边界，要使影像缩小到银幕范围且仍然清晰，在放映机镜头 （选填“靠近”或“远离”）银幕的同时，还要将胶片到镜头的距离调 （选填“大”或“小”）一些。 四、作图题 14．请你将如图所示凸透镜的光路图补充完整。 五、实验题 15．物理兴趣小组进行“探究凸透镜成像的规律”实验。 （1）让一束平行于主光轴的光射向凸透镜，移动光屏，直到光屏上出现最小最亮的光斑，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，如图甲所示； （2）调节蜡烛和光屏的高度，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上，使像呈现在光屏中央，如图乙，光屏上已经成像清晰，此时光屏上的像是倒立 （选填“缩小”、“等大”或“放大”）的 （选填“实”或“虚”）像；若将蜡烛左移5cm，为了在光屏上再次成清晰的像，则光屏应向 （选填“左”或“右”）移动； （3）当蜡烛移至20cm刻度线处，调节光屏，可在光屏上观察到的像是图丙中的 ，此时保持凸透镜的位置不变，只将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上成的像是图丙中的 ； （4）蜡烛移至45cm刻度线处时，无论怎样移动光屏，屏上都没有清晰的像，原因是： ； （5）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的像是 （选填序号）； A．完整的、像变亮    B．完整的、像变暗    C．不完整、像变亮    D．不完整、像变暗 （6）实验过程中，蜡烛会逐渐变短，光屏上的像会 （选填“偏上”或“偏下”），为使像呈现在光屏中央，可将凸透镜向 调节。 16．小林用图甲装置来探究凸透镜成像的规律。 (1)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，所成的像是 （选填“正立”或“倒立”）的 （选填“实”或“虚”）像； (2)保持凸透镜位置不变，将图甲中蜡烛和光屏的位置互换，此时光屏上所成像是倒立的 （选填“放大”“等大”或“缩小”）像； (3)小林进行了进一步探究：如图乙所示，凸透镜的焦距为12cm，保持光屏位置不变，让蜡烛和凸透镜分别以2cm/s和1cm/s的速度，从图示位置同时匀速向左运动，经过 s，光屏上成清晰 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像。 17．如图，在“自制照相机模型”时，用硬纸板做两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距的凸透镜。 (1)在取材时，另一个纸筒的一端蒙上的材料是 （选填“透明”“半透明”或“不透明”）膜； (2)观察时，小明应选择 （选填“亮”或“暗”）的物体做观察对象； (3)照相时，镜头离景物的距离较 （选填“远”或“近”），才能在膜上看到清晰的像； (4)小明用自制的照相机先拍摄到了远处物体清晰的像，再拍摄近处物体时，应将两个纸筒间的距离变 ；观察到膜上的像变 （选填“小”“大”或“不变”）。 18．如图，为“研究凸透镜成像规律”的实验装置示意图。实验时，某同学首先使发光点S、凸透镜L和光屏P的中心处于同一高度；其次当他把发光点S移到图示位置时（图中MN为光具座的标尺即刻度尺），发现发光点S发出的光经凸透镜折射后成为平行光；然后他再用一烛焰 在图示位置上取代发光点S。这时，如要使烛焰 在光屏P上成清晰的像，以下几种操作中不能达到目的是（　　） A．在图示位置时，保持透镜L不动，将烛焰向左移适当距离，再将光屏P向左移适当 B．在图示位置时，保持透镜L和光屏P不动，只将烛焰向左移适当距离 C．在图示位置时，保持透镜L不动，将烛焰向左移适当距离，再将光屏P向右移适当距离 D．在图示位置时，保持烛焰和光屏P不动，只将透镜L向右移适当距离 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 7 8 9 10 答案 D C D D B B B AB AD BC 1．D 【详解】AB．由题可知，像能用光屏承接，说明像是实像，当F光源到透镜的距离是32cm（即u=32cm），在透镜的另一侧的光屏上得到得到清晰放大的像，表明此时f＜u＜2f，即f＜32cm＜2f，推出此透镜的焦距32cm＞f＞16cm，故AB错误； C．当光源到透镜的距离是16cm时，物距小于焦距，根据凸透镜成像规律，所成的像是正立放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故C错误； D．当光源到透镜的距离是70cm时，物距变大了，则像距应变小，像变小；此时的物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．圆柱形玻璃杯盛满水，圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄，形成水凸透镜，故A错误，不符合题意； BCD．由甲图可知，此时的箭头的像是正立放大的虚像，此时物距位于一倍焦距之内；由乙图可知，此时的箭头的像是左右颠倒，缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，与照相机成像原理相似，故BD错误，不符合题意，C正确，符合题意。 故选C。 3．D 【详解】A．当 时，凸透镜成倒立、等大的实像，如图 时，所以 故A错误； B．当u=8cm时，，成倒立、放大的实像，故B错误； C．当u=20cm时，，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，故C错误； D．把物体从距凸透镜10cm处移动到20cm处的过程中，凸透镜的物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】AB．由题意可知，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且乙处的像比甲处大，根据“凸透镜成实像时，物近像远像变大”可知，像在不断地远离凸透镜，因此凸透镜（P点位置）在甲的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在靠近凸透镜，因此蜡烛也向左移动，故AB不符合题意； C．由于两次都能在光屏上成清晰的像，所以甲、乙两处都成实像，故C不符合题意； D．由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，因此乙处可能成放大的实像也可能成缩小的实像，故D符合题意。 故选D。 5．B 【详解】A．根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律可知，当蜡烛向左移动远离凸透镜时，光屏向左移动靠近凸透镜可再次承接到烛焰的像，A错误； B．此时光屏上承接到烛焰等大的像，则此时物距，由图可知，，则焦距，保持凸透镜位置不变，将蜡烛调至10cm刻度线处时，物距，则，成倒立、缩小的实像， B正确； C．物距为40cm，大于两倍焦距，此时，则像的位置在60cm和70cm刻度线之间，故C错误； D．物距等于40cm，物距大于两倍焦距，是照相机成像原理，故D错误。 故选B。 6．B 【详解】由题意可知，第一次通过小孔成的像属于小孔成像，是光沿直线传播形成的，由图可知，物距近似等于像距，成倒立、等大的实像；第二次换上凸透镜后，由于物距近似等于像距，烛焰经凸透镜也是成倒立、等大的实像；由于凸透镜的直径更大，经凸透镜折射的光更多，所以像S2比S1更亮。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．B 【详解】A．由图像可知，d点处物距为3f，大于2倍焦距，所以成倒立、缩小的实像，与照相机镜头的成像原理相同，故A正确，不符合题意； B．分析图像可知，c点处物距为2.5f，大于2倍焦距，此时成倒立、缩小的实像，根据图像可知此时的物像间距L<4.5f，故B错误，符合题意； C．由图像可知，a点的物距等于d点的像距，a点的像距等于d点的物距，说明在a点时如果将物体与光屏的位置互换，成像情况恰好是d点的成像情况，说明光路是可逆的，故C正确，不符合题意； D．由图像可知，c和d两点处，物距都大于2倍焦距，因此都成倒立、缩小的实像，成像特点相同，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．AB 【详解】A．图甲、乙中，平行于主光轴入射的光线，经凸透镜后都会聚于焦点，故A正确； B．焦距是指凸透镜的焦点到光心的距离，甲凸透镜的焦距为3cm，乙凸透镜的焦距为5cm，所以甲的焦点到光心的距离小于乙的焦点到光心的距离，故B正确； C．焦距越小，平行于主光轴入射的光线经凸透镜后会聚点离光心的距离越小，聚光能力越强，所以甲的聚光能力比乙的强，故C错误； D．物体经凸透镜成像的大小与物距有关，与凸透镜的焦距没有直接的故选，故D错误。 故选AB。 9．AD 【详解】A．凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大；透镜不动，蜡烛和光屏同时向右移动，物距变小，像距变大，像变大，故A正确； B．由图可知，物距小于像距，成倒立、放大的实像，与投影仪原理相同，故B错误； C．透镜右移，物距大于焦距，能成倒立的实像，眼睛在光屏和透镜间，通过透镜能看到倒立的像，故C错误； D．若在透镜和蜡烛之间放凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，像成在光屏的前方，所以应将光屏适当左移，可再次出现清晰的像，故D正确。 故选AD。 10．BC 【详解】AB．由图可知，蜡烛距离凸透镜15cm时，物距小于像距，物距在一倍焦距到二倍焦距之间，根据凸透镜成像的特点可知，此时成倒立、放大的实像；根据此时的成像规律可以制成投影仪，此时物距在1倍焦距和2倍焦距之间，即 f<15cm<2f 所以 7.5 cm＜f<15cm 故A错误，B正确； C．若保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜移至65cm刻度线处，此时物距与原来的像距相等，像距与原来的物距相等，由光路可逆可知，光屏上可以再次成像，故C正确； D．在蜡烛和凸透镜之间放一个远视眼镜，远视眼镜是凸透镜，可以使光线提前会聚成像，因此应减小像距，即将光屏左移适当距离可以再次成像，故D错误。 故选BC。 11． 8 倒立放大 先变大，后变小 【详解】[1]由图象可知，当物距为16cm时，像距也为16cm，此时 u=v=2f 16cm=2f 该凸透镜的焦距f=8cm。 [2]当时，此时 2f>u>f 成倒立、放大的实像。 [3]把物体从距凸透镜60cm处移动到8cm的过程中成实像，物距变小，像距变大，像变大；从8cm移动到5cm处的过程中，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，物距减小，像距变小，像变小。故物体从距凸透镜60cm处移动到5cm处的过程中，像先变大，后变小。 12． 小于 变小 虚 【详解】[1]由图可知，此时物体成的是正立、放大的虚像，所以物距小于焦距，即此时透镜与文字的距离小于10cm。 [2][3]凸透镜成虚像时，物距越小，像越小；凸透镜靠近文字，物距变小，则透过透镜观察到的像会变小，此时看到的像是虚像。 13．(1)漫 (2)B (3) 靠近 大 【详解】（1）坐在电影院内不同位置的观众都能看到银幕上的影像，是由于光发生了漫反射。 （2）电影放映机的镜头相当于一个凸透镜，可以成倒立、放大的实像，则此时物距2f＞u＞f，即胶片应放在一倍焦距到二倍焦距之间，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （3）[1][2]要使银幕上的像更小，像距变小，物距变大，放映机靠近银幕时，要将胶片到镜头的距离调大。 14． 【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： 15． 主光轴 放大 实 左 B A 见解析 B 偏上 下 【详解】（2）[1]在做凸透镜成像规律实验时，首先要使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在凸透镜的主光轴上，目的是为了使像成在光屏的中心。 [2][3]图乙中，物距 u=50.0cm-40.0cm=10.0cm 像距 v=90.0cm-50.0cm=40.0cm 此时像距大于物距，成倒立放大的实像。 [4]若将蜡烛左移5cm，即物距变大，根据物远像近像变小可知，像距变小，则光屏应向左移动。 （3）[5]由图甲可知，凸透镜的焦距f=8.0cm，当蜡烛移至20cm刻度线处时，物距 u´=50.0cm-20.0cm=30.0cm＞2f 此时像距在1倍焦距到2倍焦距之间，成倒立缩小的实像，则可在光屏上观察到的像是图丙中的B。 [6]保持凸透镜的位置不变，只将蜡烛和光屏的位置互换，则物距在1倍焦距到2倍焦距之间，成倒立放大的实像，光屏上成的像是图丙中的A。 （4）[7]当蜡烛移至45cm刻度线处时，物距小于1倍焦距，成正立放大的虚像，所以光屏承接不到。 （5）[8]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，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （6）[9][10]实验过程中，蜡烛会逐渐变短，根据经过光心的光线传播方向不变可知，烛焰的像成在了光屏中心的上方，要使像重新成在光屏的中心，应将凸透镜像向下调节。 16．(1) 倒立 实 (2)缩小 (3) 9 等大 【详解】（1）[1][2]如题图甲所示，当凸透镜位于甲所示位置时，恰好在光屏上成清晰的像，由图可知此时物距大于像距，即物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。 （2）保持凸透镜位置不变，将图甲中蜡烛和光屏的位置互换，此时物距大于像距，根据光路可逆，此时光屏上成倒立、缩小的实像。 （3）[1][2]由图乙知此时物距等于像距等于15cm，且蜡烛向左移动的速度是凸透镜向左移动速度的2倍，设它们移动时间t后物距和像距相等，都等于2倍焦距，即24cm，则可得 2cm/s×t+15cm - 1cm/s ×t=24cm 解得t=9s，此时光屏上成清晰等大的实像。 17．(1)半透明 (2)亮 (3)远 (4) 大 大 【详解】（1）在自制照相机模型时，为了既能承接像，又能观察到像，应用半透明薄膜做光屏。 （2）为了能在半透明膜上成清晰的像，并选择亮的物体做观察对象较好。 （3）根据照相机的工作原理可知，照相时，镜头离景物的距离应较大，即镜头离景物的距离至少要大于二倍焦距，即大于，才能在膜上看到清晰的像。 （4）[1][2]根据凸透镜成像的规律“物近像远像变大”可知，小明用自制的照相机先拍摄到了远处的物体，再拍摄近处物体时，即物距减小，像距应增大，薄膜上的像变大，则应将两筒间的距离变大。 18．D 【详解】由题文“发光点S移到图示位置时，发光点发出的光经凸透镜折射后成为平行光”可知，S为凸透镜焦点， 此时凸透镜焦距大小为2.5格长，透镜与光屏的距离为5格长，光屏位于凸透镜的二倍焦距的位置上； ABC．在图示位置时，保持透镜L不动，将烛焰S′向左移适当距离，物距增大。当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，像距在二倍焦距之外，为在光屏上成清晰的像，则光屏应向右移动；若物距为二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，则光屏不需移动；若物距大于二倍焦距时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，则光屏应向左移动，可得到清晰的实像，故ABC不符合题意； D．S′和P不动，则光屏和烛焰的距离始终为7.5格。透镜L向右移适当距离，物距增大。若物距位于一倍焦距和二倍物距之间，像距则位于二倍焦距之外，此时物距和像距之和大于7.5格；若物距为二倍焦距，则物距和像距之和等于10格；若物距大于二倍焦距，则像距在一倍焦距和二倍焦距之间，物距和像距之和大于7.5格。因此保持烛焰和光屏不动，只移动透镜，光屏上不可能成清晰的像。故D符合题意。 故选D。 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$