4.5科学探究：凸透镜成像 同步习题 2024-2025学年教科版（2024）物理八年级上册

4.5科学探究：凸透镜成像 同步习题 一．选择题（共5小题） 1．小明同学在做凸透镜成像实验时，移动光屏，在光屏上呈现清晰放大的像，其中一个是正立的，一个是倒立的，下列说法正确的是（　　） A．透镜表面的两个像，正立的是光的反射形成的，倒立的是光的折射形成的 B．透镜表面的两个像，都是光照到透镜表面反射形成的虚像 C．透镜表面的两个像，都是光照到透镜表面折射形成的实像 D．透镜表面的两个像，倒立的是实像，正立的是虚像 2．炎炎夏日，汽车停在露天车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内易引起火灾（　　） A．相当于一个凸透镜，会聚光线 B．相当于一个凸透镜，发散光线 C．相当于一个凹透镜，会聚光线 D．相当于一个凹透镜，发散光线 3．一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分，下列说法正确的是（　　） A．①②都是凸透镜 B．①③对光具有会聚作用 C．②③对光具有发散作用 D．只有①对光具有会聚作用 4．因为有了光，自然界才绚丽多彩；因为有了光；因为有了光，我们的生活才充满温暖……图中所涉及的物理知识（　　） A．图甲中的小孔成像表明光一定沿直线传播 B．图乙中的漫画表明，在光发生反射时，光路是可逆的 C．图丙中小猫没有叉到鱼是因为鱼在水中的像比实际位置深一些 D．图丁是教室里的投影仪，若想使光屏上的像更大一些，应将凸透镜向上移动 5．图示为“探究凸透镜成像规律”实验装置，B是焦点，D是两倍焦点。下列说法正确的是（　　） A．若蜡烛移到A位置，眼睛在①位置可以看到光屏上的像 B．若蜡烛移到B位置，眼睛在②位置可以看到蜡烛同侧的像 C．若蜡烛在C点能看到倒立的像，蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，光屏上再次出现清晰的像 D．蜡烛从E向D移动过程中，能看到光屏上的像，而且像会变大 二．填空题（共5小题） 6．汽车的前大灯为了照亮前方远处的环境，要将发散的光束集中，可以选择在灯泡的前方安装一个 　 　透镜；或灯泡的后方安装一个 　 　面镜。 7．将物体放在焦距为a的凸透镜的主轴上，物体分别离透镜18cm、12cm和4cm时，可分别得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像　 　。有A、B、C三块凸透镜，用它们做凸透镜成像实验时，烛焰与透镜的距离相同；C镜：放大正立虚像，则三个凸透镜焦距的关系为 　 　。 8．如图所示，用焦距为10.0cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器材，使烛焰中心、透镜光心和光屏中心位于 　 　。要想在光屏上呈现清晰的像，可以不改变蜡烛和透镜的位置，将光屏向 　 　（选填“左”或“右”）移动；还可以不改变器材的位置，在透镜和蜡烛之间放置合适的 　 　（选填“近视”或“远视”）眼镜片。 9．用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律，如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像　 　（8/18/28）cm；在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向 　 　（左/右）调节，光屏上再次成清晰的像，此时成的是 　 　（放大/等大/缩小）的像。 10．如图，对光有发散作用的透镜有 　 　。 三．解答题（共4小题） 11．（1）小明将鱼缸放在树下，看到了鱼在树叶间游动的景象，B点表示树叶的位置（未画出），如图1所示。 ①请画出小明在A点看到水中“树叶”的完整光路图； ②鱼的位置可能在 　 　（选填“①”或“②”）。 （2）物体AB上一点P发出光通过凸透镜成像在光屏CD上的Q点，光线b穿过透镜的光心，光线a、c平行于主光轴 ①画出光线a、c经过凸透镜后的完整光路图。 ②物体AB经过凸透镜所成的像相较物体是 　 　（选填“倒立”或“正立”）、　 　（选填“放大”“缩小”或“等大”）的。 12．如图所示，将蜡烛放在距凸透镜光心30cm处，在另一侧距凸透镜光心40cm处的光屏上出现了一个清晰的像。 （1）请在图甲中利用凸透镜成像的特殊光线找出凸透镜右侧焦点F； （2）请你利用所学的凸透镜成像规律和数学知识，计算该凸透镜焦距的取值范围是多少？ （3）放大镜是利用了凸透镜成像规律的光学仪器，它的成像原理是：当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时，凸透镜所成的像是 　 　、　 　的虚像。当人通过放大镜观察地图上的A点时，看到了它的像为A′，请你在图乙中画出光路图。 13．某实验小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）为使凸透镜所成的像便于观察，该实验的环境光线应该较 　 　（填“暗”或“亮”）为好。 （2）调节好蜡烛、凸透镜、光屏位置，如图所示，在光屏上看到烛焰清晰的像，　 　（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）与此时成像原理相同。 （3）把蜡烛稍稍竖直上移，光屏上烛焰的像会向 　 　（填“上”或“下”）移。 14．让一束平行主光轴的光线射向凸透镜后光路图如图甲所示（光心在O点），说明凸透镜对光线有 　 　作用；在把物体MN放在该凸透镜如图所示的位置，请完成物体MN通过凸透镜成像M'N'的光路图。 参考答案与试题解析 一．选择题（共5小题） 1．小明同学在做凸透镜成像实验时，移动光屏，在光屏上呈现清晰放大的像，其中一个是正立的，一个是倒立的，下列说法正确的是（　　） A．透镜表面的两个像，正立的是光的反射形成的，倒立的是光的折射形成的 B．透镜表面的两个像，都是光照到透镜表面反射形成的虚像 C．透镜表面的两个像，都是光照到透镜表面折射形成的实像 D．透镜表面的两个像，倒立的是实像，正立的是虚像 【分析】光照射到凸透镜的表面会发生反射现象。 【解答】解：他看到透镜表面有两个像，说明发光体发出的光经凸透镜两个面反射的光线进入人眼，故B正确。 故选：B。 【点评】本题借助凸透镜成像实验，考查了平面镜成像的特点。 2．炎炎夏日，汽车停在露天车场，若把装满水的矿泉水瓶留在车内易引起火灾（　　） A．相当于一个凸透镜，会聚光线 B．相当于一个凸透镜，发散光线 C．相当于一个凹透镜，会聚光线 D．相当于一个凹透镜，发散光线 【分析】中间厚、边缘薄的透明物体相当于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。 【解答】解：装满水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，凸透镜焦点的温度高，易燃物燃烧引起火灾。 故选：A。 【点评】本题考查了学生对凸透镜的特点及凸透镜对光线的作用等问题，平时学会利用身边的器材做实验，多动手、多思考，提高分析解决问题的能力。 3．一个透明均匀的玻璃球被摔碎成三部分，下列说法正确的是（　　） A．①②都是凸透镜 B．①③对光具有会聚作用 C．②③对光具有发散作用 D．只有①对光具有会聚作用 【分析】中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用；中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用。 【解答】解：由图可知，①③中间厚边缘薄，对光具有会聚作用，属于凹透镜。 综上分析可知，选项ACD错误。 故选：B。 【点评】本题考查了透镜的分类及透镜对光线的作用，属于基本的识记内容，比较简单。 4．因为有了光，自然界才绚丽多彩；因为有了光；因为有了光，我们的生活才充满温暖……图中所涉及的物理知识（　　） A．图甲中的小孔成像表明光一定沿直线传播 B．图乙中的漫画表明，在光发生反射时，光路是可逆的 C．图丙中小猫没有叉到鱼是因为鱼在水中的像比实际位置深一些 D．图丁是教室里的投影仪，若想使光屏上的像更大一些，应将凸透镜向上移动 【分析】（1）光在同一种均匀介质中沿着直线传播。 （2）光的反射中，光路是可逆的。 （3）光从一种介质斜射入另外一种介质时，光的传播方向发生改变，因为光的折射水里的看到的鱼比实际位置要浅一些。 （4）当物体在一倍焦距以外时，凸透镜成的是倒立的实像，物距越小成的像越大。物体在一倍焦距以内时成的是正立的，放大的虚像。 【解答】解： A、小孔成像表明光在同一种均匀介质中沿直线传播 B、小聪和小猫彼此能看到对方，光路可逆。 C、光从一种介质斜射入另外一种介质时，因为光的折射水里的看到的鱼比实际位置要浅一些 D、当物体在一倍焦距以外时，物距越小成的像越大，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了光沿直线传播的条件，光的反射现象，光的折射现象，光路可逆，凸透镜成像规律等众多知识点综合性较强。 5．图示为“探究凸透镜成像规律”实验装置，B是焦点，D是两倍焦点。下列说法正确的是（　　） A．若蜡烛移到A位置，眼睛在①位置可以看到光屏上的像 B．若蜡烛移到B位置，眼睛在②位置可以看到蜡烛同侧的像 C．若蜡烛在C点能看到倒立的像，蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，光屏上再次出现清晰的像 D．蜡烛从E向D移动过程中，能看到光屏上的像，而且像会变大 【分析】（1）物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上； （2）物体位于焦点处，经凸透镜折射后成为平行光，不成像； （3）在光的折射中，光路是可逆的； （4）凸透镜在成实像的条件下，物距变小，像距变大，像变大。 【解答】解：A、若蜡烛移到A位置，成正立，像与物在凸透镜的同侧，故眼睛在①位置不可以看到光屏上的像； B、若蜡烛移到B位置，经凸透镜折射后成为平行光，故眼睛在②位置不能看到蜡烛同侧的像； C、若蜡烛移到C位置，成倒立，此时物距小于像距，根据在光的折射中，透镜右移，故C错误； D、物距大于2倍焦距时、缩小的实像，即从2倍焦距外向7倍焦距处移动的过程中，像距变大，即能看到光屏上的像，故D正确。 故选：D。 【点评】本题探究凸透镜成像规律，主要考查凸透镜成像规律的运用，要掌握。 二．填空题（共5小题） 6．汽车的前大灯为了照亮前方远处的环境，要将发散的光束集中，可以选择在灯泡的前方安装一个 　凸　透镜；或灯泡的后方安装一个 　凹　面镜。 【分析】凸透镜和凹面镜对光线具有会聚作用。 【解答】解：汽车的前大灯要将发散的光束集中，需要安装对光线具有会聚作用的镜子；或灯泡的后方安装一个凹面镜。 故答案为：凸；凹。 【点评】本题考查了凸透镜和凹面镜对光线的作用，属于基础题。 7．将物体放在焦距为a的凸透镜的主轴上，物体分别离透镜18cm、12cm和4cm时，可分别得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像　6cm＜f＜9cm　。有A、B、C三块凸透镜，用它们做凸透镜成像实验时，烛焰与透镜的距离相同；C镜：放大正立虚像，则三个凸透镜焦距的关系为 　fB＜fA＜fC　。 【分析】凸透镜成像规律：当u＞2f，成倒立、缩小的实像；当f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；当u＜f，成正立、放大的虚像。 【解答】解：将物体放在焦距为a的凸透镜的主轴上，物距u1＝18cm时，得到缩小的实像1＝18cm＞5f，即f＜9cm， 物距u2＝12cm时，得到放大的实像7＝12cm＜2f，即6cm＜f＜12cm， 物距u5＝4cm时，得到放大的虚像3＝2cm＜f，即f＞4cm， 综合上述不等式可得该凸透镜的焦距范围是6cm＜f＜6cm； 有A、B、C三块凸透镜，烛焰与透镜的距离相同，则fA＜u＜2fA，即u＜fA＜u， B镜成缩小倒立实像，则u＞2fA，即fB＜u， C镜成放大正立虚像，则u＜fC，即fC＞u， 综合上述不等式，三个凸透镜焦距的关系为： fB＜fA＜fC。 故答案为：6cm＜f＜9cm；fB＜fA＜fC。 【点评】本题考查凸透镜的成像规律的应用，关键是熟记成像规律的内容，并做到灵活运用。 8．如图所示，用焦距为10.0cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器材，使烛焰中心、透镜光心和光屏中心位于 　凸透镜的主光轴上　。要想在光屏上呈现清晰的像，可以不改变蜡烛和透镜的位置，将光屏向 　左　（选填“左”或“右”）移动；还可以不改变器材的位置，在透镜和蜡烛之间放置合适的 　近视　（选填“近视”或“远视”）眼镜片。 【分析】（1）做凸透镜成像实验时，为了使像成在光屏的中央，要求烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上； （2）凸透镜成像的特点：物距大于2f，凸透镜成倒立缩小的实像，像距处于f和2f之间； 物距等于2f，凸透镜成倒立等大的实像，物距等于2f； 物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，像距大于2f； 物距小于f，凸透镜成正立放大的虚像； （3）近视镜就是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用；远视镜就是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。 【解答】解：实验中为了使像成在光屏的中央，要求烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。 由图可知，图中物距u＝50.0cm﹣20.0cm＝30cm＞4f，即像的位置应在50.0cm～60.0cm刻度之间，由此可知应向左移动光屏； 还可以不改变器材的位置，在透镜和蜡烛之间放置一个具有发散功能的透镜，因此可知应在透镜和蜡烛之间放置一个合适的凹透镜。 故答案为：凸透镜的主光轴上；左；近视。 【点评】本题考查学生对凸透镜成像规律的掌握程度，对凸透镜的成像规律必须牢固掌握。并且考查了凸透镜成像规律的应用。 9．用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律，如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像　18　（8/18/28）cm；在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向 　左　（左/右）调节，光屏上再次成清晰的像，此时成的是 　放大　（放大/等大/缩小）的像。 【分析】（1）当物距大于像距时成倒立缩小的实像，此时物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间； （2）在凸透镜成像规律中：当物体在1倍焦距和2倍焦距之间，像成在2倍焦距以外，成倒立放大的实像；。 【解答】解：由图可知，此时物距大于像距，说明成的是倒立缩小的实像，物距应该大于二倍焦距，即应大于10cm小于20cm； 在保持蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向左调节合适位置（相当于使烛焰和光屏互换位置），此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间、倒立的实像。 故答案为：18；左；放大。 【点评】本题考查了凸透镜成像规律的应用和探究实验过程，综合性较强，熟练掌握规律是解答的基础。 10．如图，对光有发散作用的透镜有 　②④⑥　。 【分析】中间比边缘厚的透镜为凸透镜，对光线有会聚作用；中间比边缘薄的透镜为凹透镜，对光线有发散作用。 【解答】解：中间厚边缘薄的透镜是凸透镜，凸透镜对光具有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，①③⑤是凸透镜；②④⑥是凹透镜，故答案为：②④⑥。 【点评】知道凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线有发散作用，以及相关的应用。 三．解答题（共4小题） 11．（1）小明将鱼缸放在树下，看到了鱼在树叶间游动的景象，B点表示树叶的位置（未画出），如图1所示。 ①请画出小明在A点看到水中“树叶”的完整光路图； ②鱼的位置可能在 　②　（选填“①”或“②”）。 （2）物体AB上一点P发出光通过凸透镜成像在光屏CD上的Q点，光线b穿过透镜的光心，光线a、c平行于主光轴 ①画出光线a、c经过凸透镜后的完整光路图。 ②物体AB经过凸透镜所成的像相较物体是 　倒立　（选填“倒立”或“正立”）、　缩小　（选填“放大”“缩小”或“等大”）的。 【分析】（1）根据平面镜成像的特点：像与物体关于镜面对称作图； 水中鱼反射的光斜射入空气中时，发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，折射光线进入人的眼睛，人认为光沿直线传播，人看到的鱼是折射光反向延长线相交形成的虚像，比鱼的实际位置高，所以人看到的是变浅了的鱼的虚像； （2）根据凸透镜平行于主轴的光折射后过焦点，确定焦距，据此画出光线a、c通过凸透镜的光线； 根据物距大于2倍焦距确定像的性质。 【解答】解：（1）①做B关于镜面的对称点B′，即为鱼的像和树叶的像的位置C，与水面交点为入射点O，OA为反射光线； ②观察水中鱼时，鱼反射的光线斜射入空气中时，眼睛逆着折射光线看上去，所以人看到的“鱼”可能在①的位置； （2）①因为物体AB上一点P发出光通过凸透镜成像在光屏CD上的Q点，则光线c经凸透镜折射会聚像点Q 根据凸透镜平行于主轴的光折射后过焦点，可画出光线a的折射光线 ②由图可知，物距大于2倍焦距。 故答案为：（1）①见解答图；②②；②倒立。 【点评】本题考查光的反射作图、光的折射作图与透镜的特殊光线作图，有一定难度。 12．如图所示，将蜡烛放在距凸透镜光心30cm处，在另一侧距凸透镜光心40cm处的光屏上出现了一个清晰的像。 （1）请在图甲中利用凸透镜成像的特殊光线找出凸透镜右侧焦点F； （2）请你利用所学的凸透镜成像规律和数学知识，计算该凸透镜焦距的取值范围是多少？ （3）放大镜是利用了凸透镜成像规律的光学仪器，它的成像原理是：当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时，凸透镜所成的像是 　正立　、　放大　的虚像。当人通过放大镜观察地图上的A点时，看到了它的像为A′，请你在图乙中画出光路图。 【分析】（1）平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线过像点，折射光线与主光轴的交点为焦点，据此确定焦点的位置； （2）由题知，物距、像距，物体在一倍焦距、二倍焦距之间，像在二倍焦距之外，即：f＜u＜2f、v＞2f，据此确定焦距的取值范围； （3）u＜f，凸透镜成正立、放大的虚像。凸透镜的特殊光线有三条：过凸透镜光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。 【解答】解：（1）平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线过像点，如图所示： （2）由题知，物距小于像距、二倍焦距之间，成倒立的放大的实像， 所以f＜u＜2f，即：f＜30cm＜2f v＞5f，即40cm＞2f 由①和②得：15cm＜f＜20cm。 （3）物距小于焦距时，凸透镜成正立，其应用是放大镜； 从A作平行于主光轴的光线，经过凸透镜后过焦点，传播方向不变，如图所示： 故答案为：（1）见解答图；（2）该凸透镜焦距的取值范围是15cm＜f＜20cm；放大。 【点评】本题考查了凸透镜的三条特殊光线、凸透镜成像的应用，要熟记凸透镜成像的规律，特别搞清物距与像距之间的关系。 13．某实验小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）为使凸透镜所成的像便于观察，该实验的环境光线应该较 　暗　（填“暗”或“亮”）为好。 （2）调节好蜡烛、凸透镜、光屏位置，如图所示，在光屏上看到烛焰清晰的像，　照相机　（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）与此时成像原理相同。 （3）把蜡烛稍稍竖直上移，光屏上烛焰的像会向 　下　（填“上”或“下”）移。 【分析】（1）探究凸透镜成像实验时，成像物体和环境对比度越大，物体越亮，成像越清晰。 （2）根据光线过光心不改变方向进行判断。 （3）凸透镜成实像时，根据物距和像距的关系判断凸透镜成像性质，物距大于像距成倒立缩小的实像，应用于照相机；物距小于像距成倒立放大的实像，应用于投影仪。 【解答】解： （1）凸透镜成像实验时，蜡烛发光，对比度越大； （2）如图，物距大于像距，应用于照相机； （3）把蜡烛稍稍竖直上移，根据经过光心的光线的传播方向不变可知。 故答案为：（1）暗；（2）照相机。 【点评】凸透镜成像规律是光学内容的难点，要解决此类问题，首先要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系，对规律进行总结。 14．让一束平行主光轴的光线射向凸透镜后光路图如图甲所示（光心在O点），说明凸透镜对光线有 　会聚　作用；在把物体MN放在该凸透镜如图所示的位置，请完成物体MN通过凸透镜成像M'N'的光路图。 【分析】凸透镜对光线有会聚作用；光线a平行于主光轴，经凸透镜的折射后过另一侧的焦点；光线b经凸透镜的光心后传播方向不改变。 【解答】解：让一束平行主光轴的光线射向凸透镜后光路图如图甲所示（光心在O点），说明凸透镜对光线有会聚作用。 根据图乙可知，平行于主光轴的光线经过凸透镜后过焦点，经凸透镜折射后过另一侧的焦点，据此作图： 故答案为：会聚；见解析。 【点评】认识凸透镜、学习凸透镜的光学性质，必须从认识它的基本概念入手，包括焦点、焦距、光心、主光轴等。 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：2024/11/27 8:01:44；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 $$