第四章 神奇的透镜 （寒假作业）——2024-2025学年沪科版物理八年级时上册

第四章 神奇的透镜 （寒假作业） 一、单选选择题 1．探究凸透镜成像规律时，将焦距为的凸透镜放置在光具座上处，如图，在蜡烛从光具座上处逐渐移动到处的过程中，蜡烛的像的变化情况是（　　） A．先不成像，后所成的像变小 B．成的像先变大后变小 C．成的像先变小后变大 D．成的像一直变小 2．如图所示，小明将蜡烛、凸透镜(f=10cm)、光屏依次摆放在光具座上，光屏上成清晰的烛焰像，然后进行了如下的判断和操作(每次操作均在如图基础上)，下列说法正确的是（　　） A．根据图中凸透镜成像原理可制成投影仪 B．保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏对调，光屏上可再次清晰的烛焰像 C．保持凸透镜位置不动将蜡烛向右移动，光屏适当向右移动光屏上一定能成清晰的像 D．将蜡烛放在45cm刻度线处，移动光屏，光屏上成正立、放大的烛焰像 3．在研究凸透镜成像的实验时发现，物体到凸透镜的距离为5cm时，凸透镜成正立的像；物体到凸透镜的距离为8cm时，成倒立的像，下列说法正确的是（　　） A．物体到凸透镜的距离为3cm时，成放大的实像 B．物体到凸透镜的距离为10cm时，成放大的实像 C．物体到凸透镜的距离为13cm时，一定成倒立、缩小的实像 D．物体到凸透镜的距离为17cm时，一定成倒立、缩小的虚像 4．在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，光屏上得到一个清晰的像．下列光学仪器中，利用了这一原理的是（） A．潜望镜 B．照相机 C．投影仪 D．放大镜 5．关于凸透镜对光线的作用，以下说法正确的是(　　) A．平行射向凸透镜的一束光，经折射一定交于凸透镜的焦点上 B．经过凸透镜会聚的光线一定交于一点 C．凸透镜只能使平行于主轴的光线会聚 D．过凸透镜光心的光线，一定不改变传播方向 6．探究凸透镜成像规律时，小明在凸透镜前放一燃着的蜡烛，移动光屏并在光屏上找到清晰的像。然后将蜡烛远离透镜，调节光屏再次找到一个清晰的像，比较两像（　　） A．像距增大，像增大 B．像距减小，像增大 C．像距减小，像减小 D．像距增大，像减小 7．小明家安装了家庭影院，在放映时，发现屏幕中央的画面只占屏幕的一小部分，为了更好地观看，小明该如何调整（　　） A．将放映机靠近屏幕，同时增大镜头与胶片间的距离。 B．将放映机靠近屏幕，同时减小镜头与胶片间的距离。 C．将放映机远离屏幕，同时增大镜头与胶片间的距离。 D．将放映机远离屏幕，同时减小镜头与胶片间的距离。 8．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 二、填空题 9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏位置如图所示时，恰能在光屏上成一个清晰的像，该像的性质为　 　（包括倒立或正立、放大或缩小、虚像或实像），利用此成像原理可以制成　 　。 10．小华利用图示装置探究凸透镜成像规律。调整器材时应使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的　 　上，图中在屏上成清晰实像的场景的实际应用是　 　（放大镜/投影仪/照相机）；保持蜡烛和光屏在10cm处和55cm处不动，要再次在光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜移到　 　cm刻度处。 11．教室内的投影仪，其镜头相当于凸透镜，使电脑上的文字在屏幕上成像，投影仪形成的是文字　 　（填 “正立”或“倒立”）的像。 12．如图为中央电视台自主研发的一款特种摄像设备—“猎豹”，专门用于2022年北京冬奥会速度滑冰赛事的转播工作。“猎豹”跟踪拍摄运动员比赛，拍摄出的像成　 　（选填“放大”或“缩小”）的实像。要想运动员的像更大一些，镜头应该　 　（选填“远离”或“靠近”）运动员。 13．在玻璃板下放置一个用眼睛看不清楚的小物体，把一滴水滴在小物体正上方的玻璃板上，水滴就是一个放大镜，如果还着不清小物体，再拿一个凸透镜位于水滴正上方，调节镜与水滴间的距离，就能看清玻璃板下的小物体。此时看到的是小物体的　 　的（选填“正立”或“倒立”），　 　的（选填“放大”或“缩小”）　 　像（选填“实”或“虚”），这个组合与　 　（选填“望远镜”或“显微镜”）的原理相同。 14．下列几种成像情况：①小孔成像、②平面镜成像、③银幕上成像、④放大镜中正立的像，其中属实像的有　 　 ，属虚像的有　 　 ．（各空都填序号）． 三、作图题 15．如图甲，S是一发光点，L是由S发出的其中一条光线，S′是S在平面镜中的像，确定平面镜的位置，并完成光路图．在图乙中完成透镜的光路图． 四、实验探究题 16．李老师上课时拿个水晶球，让同学们透过它看远处倒立的建筑物的像（如图1所示），引起同学对凸透镜的成像的兴趣。为此老师让大家一起探究“凸透镜成像的规律”给同学们准备了凸透镜、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏各一个，火柴盒，发光LED灯F。 （1）江小涛在挑选透镜时，把两个透镜甲、乙分别正对太阳光，在光屏上出现了如图2（甲）所示的光斑，你认为他应该选择　 　（选填“甲”、“乙”）透镜来进行实验。 （2）随着蜡烛燃烧变短，此时光屏上的像如丙图所示，如果想让像仍然成在光屏的中央，可将　 　。 （3）如图丙，调整后，当烛焰的像位于光屏中央时，观察像，生活中利用这一原理制成的光学仪器是　 　（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。 （4）如图3所示是江小涛通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图象。某实验小组将装置中的蜡烛换成如图的发光LED灯F，当LED灯距凸透镜35cm时，移动光屏，可在光屏上得到的像为图中的_________。 A． B． C． D． （5）如图所示，凸透镜竖直放置，凸透镜焦距f，现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，直径为D，且f＜D＜2f，则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中，正确的是_________。 A． B． C． D． 17．某实验小组用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）实验前应调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在　 　，当蜡烛与凸透镜的距离如图所示时，正好在光屏上接收到清晰的像，则得到是一个倒立、　 　的实像； （2）若将一远视眼镜片放在凸透镜前，光屏上原本清晰的像变模糊了，接着要将光屏　 　（选填“靠近”或“远离”）凸透镜移动，才能再次得到清晰的像； （3）凸透镜成虚像时，像与物在凸透镜的　 　（选填“同”或“异”）侧。 答案解析部分 1．【答案】B 【解析】【解答】根据题意结合图像可知，此时物体处于凸透镜的二倍焦距之外，将蜡烛从光具座的10cm处逐渐移动到35cm处的过程中，光屏上始终成实像，且像逐渐变大，蜡烛从35cm处逐渐移至45cm处过程中，此时成虚像，像逐渐变小。 故选B。 【分析】根据凸透镜的成像规律可知，凸透镜在成实像的范围之内，物体靠近凸透镜，所成的实像远离凸透镜且像逐渐变大；凸透镜在成虚像的范围之内，物体靠近凸透镜，所成的虚像逐渐变小。 2．【答案】B 【解析】【解答】根据图像，物体在凸透镜的二倍焦距以外，可制作成照相机，A不符合题意； B.保持凸透镜不变，将蜡烛和光屏对调后，可以再次成清晰的像，B符合题意； C. 蜡烛向右移动小于等于一倍焦距时，不管光屏如何移动均不能成像 ，C不符合题意； D.将蜡烛放在距离凸透镜小于一倍焦距时，光屏上不能成像，D不符合题意。 故答案为：B. 【分析】凸透镜成实像时，物体在凸透镜二倍焦距以外时，成倒立缩小的像，物体在一倍焦距以内时，成正立放大的虚像。 3．【答案】B 【解析】【解答】A.当物体到凸透镜的距离为5cm时，成正立的像，所以5cm<f，当物体到凸透镜的距离为8cm时，成倒立的像，所以8cm>f，所以5cm<f<8cm.A. 当物体到凸透镜的距离为3cm时，u<5cm<f，一定成正立、放大的虚像。A不符合题意。 B. 当物体到凸透镜的距离为10cm时，f<8cm<u＝10cm<2f，一定成倒立、放大的实像。B符合题意。 C. 当物体到凸透镜的距离为13cm时，若焦距小于6.5cm且大于5cm时，u＝13cm>2f，则成倒立、缩小的实像；若焦距等于6.5cm时，u＝13cm＝2f，则成倒立、等大的实像；若焦距大于6.5cm且小于8cm时，f<u＝13cm<2f，则成倒立、放大的实像。所以当物体到凸透镜的距离为13cm时，可能成放大的实像，也可能成缩小的实像，还可能成等大的实像。C不合题意。 D. 当物体到凸透镜的距离为17cm时，u>2f，所以一定成倒立、缩小的实像。D不符合题意。 故答案为：B. 【分析】 物体位置 像的位置 像的大小 像的性质 应用举例 u>2f f< v <2f 像、物异侧 缩小 倒立实像 照相机 u=2f v =2f 像、物异侧 等大 倒立实像 测焦距 f<u<2f v >2f 像、物异侧 放大 倒立实像 幻灯机 投影仪 4．【答案】C 【解析】【解答】A、潜望镜是根据平面镜成像的原理制成的．故A不符合题意； B、照相机、摄像机根据当u＞2f时，成倒立、缩小的实像这个原理制成的．故B不符合题意． C、由图知，物距大于1倍焦距小于2倍焦距时，成倒立、放大实像，幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的．故C符合题意． D、放大镜是根据物距小于焦距时，成正立、放大虚像的原理制成的，故D不符合题意． 故选C 【分析】要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律： 当u＞2f时，成倒立、缩小的实像．照相机、摄像机就是根据这个原理制成的．当u=2f时，成倒立、等大的实像．当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像．幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的．当u=f时，无像．经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点．当u＜f时，成正立、放大的虚像．放大镜就是根据这个原理制成的． 5．【答案】D 【解析】【解答】AB.只有平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，才会相交于凸透镜的焦点处，故AB错误； C.凸透镜对光都有会聚作用，不是仅能使平行于主轴的光线会聚 ，故C错误； D. 凸透镜光心的光线，一定不改变传播方向，故D正确； 故选：D。 【分析】凸透镜对光有会聚作用； 凸透镜的三条特殊光线：平行于主轴的光线经凸透镜后通过焦点（平行过焦）； 通过光心的光线传播方向不变（过心不变）； 通过焦点的光线经凸透镜后平行主光轴射出（过焦平行）。 6．【答案】C 【解析】【分析】要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律：凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大．物距变大，像距变小，像变小．据题中的描述不难看出，第一次成像即物体处于1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、放大的实像，像处于另一侧的2倍焦距以外； 第二次成像即物体处于2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像． 故由第一次成像到第二次成像的过程中，物距变大，故像距变小，像会变小． 故选C 【点评】理解凸透镜成像的三种情况和应用，知道凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小的规律是解决该题的关键． 7．【答案】D 【解析】【解答】解：A、将放映机靠近屏幕，同时增大镜头与胶片间的距离，故A错； B、将放映机靠近屏幕，同时减小镜头与胶片间的距离，故B错； C、将放映机远离屏幕，同时增大镜头与胶片间的距离，故C错； D、将放映机远离屏幕，同时减小镜头与胶片间的距离，故D正确。 ​故选D。 【分析】凸透镜成像的规律：当凸透镜成像的规律：u＞2f，成倒立、缩小的实像；u=2f，成倒立、等大的实像；f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；u=f，不成像；u＜f,成正立放大的虚像。放映机凸透镜成像的规律的应用：f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，像变大时物体向透镜靠近，像距也变大，所以将放映机远离屏幕，同时减小镜头与胶片间的距离。 8．【答案】D 9．【答案】倒立放大实像；投影仪/幻灯机 【解析】【解答】根据图像，蜡烛到凸透镜的距离小于光屏到凸透镜的距离，此时的像是倒立放大的实像，投影仪利用了这个成像原理工作。 故答案为：倒立放大实像；投影仪。 【分析】根据凸透镜成像规律，结合物距和像距大小，判断成像情况和应用。 10．【答案】主光轴；投影仪；40 【解析】【解答】实验前要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，三者的中心大致在同一高度，即在凸透镜的主光轴上，这样才能使像成在光屏中央。由图示位置可知，物距u＝15cm，像距v＝30cm，即u＜v时成倒立、放大的实像，应用于投影仪。 保持蜡烛和光屏在10cm处和55cm处不动，要再次在光屏上呈现清晰的像，根据光的可逆性，此时物距等于原来的像距，应将凸透镜移到10cm+30cm＝40cm刻度处。 【分析】探究凸透镜成像时，烛焰、光屏和凸透镜的主光轴在同一高度；当物距小于像距时，成倒立放大的实像，实际应用有投影仪；移动凸透镜，实像物距和像距交换，可以再次成像。 11．【答案】倒立 【解析】【解答】根据凸透镜的成像规律可知，投影仪是利用物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像的原理制成的，所以投影仪形成的是文字倒立的像。 【分析】投影仪成的是倒立、放大的实像。 12．【答案】缩小；靠近 13．【答案】倒立；放大；虚；显微镜 【解析】【解答】解：（1）因为小水滴中间比边缘厚，所以小水滴就相当于凸透镜，小物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像；（2）拿一个凸透镜位于水滴的上方，小水滴相当于显微镜的物镜，物体成一个倒立、放大的实像。凸透镜在上面，应该是目镜，此时成正立、放大的虚像。二次放大成的像相对于物体是倒立的、放大的、虚像。它们的共同作用相当于显微镜，所以更能看清玻璃板下的微小物。 故答案为：倒立；放大；虚；显微镜. 【分析】显微镜的物镜相当于投影仪的镜头，使物体成倒立、放大的实像；目镜的作用相当于一个放大镜，使物镜成的实像，通过目镜再成一个正立、放大的虚像，经过两次凸透镜的放大作用，使微小的物体放大许多倍. 14．【答案】①③；②④ 【解析】【解答】解：①小孔成像是由光的直线传播形成的实像． ②平面镜成像是由光的反射形成的等大的虚像． ③电影银幕上的像，属于凸透镜成像，是由光的折射形成的实像． ④放大镜成像属于凸透镜成像，是由光的折射形成的虚像． 其中，属于实像的是①③；属于虚像的是②④． 故答案为：①③；②④． 【分析】（1）小孔成像都是光沿直线传播形成的．小孔成像能成倒立的实像． （2）知道平面镜成像是由于光的反射形成的成正立等大的虚像． （3）凸透镜成像的三种情况和应用： u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机． 2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪． u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜． 15．【答案】 【解析】【分析】①连接SS′，作出SS′的垂直平分线，即为平面镜的位置，注意S一侧为反射面；SA与平面镜交于点A，连接S′A并延长画出反射光线，注意S′A之间为辅助线，用虚线来画，如图所示： ②对于凸透镜，过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴画，如图所示： 16．【答案】（1）乙 （2）蜡烛向上移动或将光屏向上移动或将凸透镜向下移动 （3）投影仪 （4）D （5）B 【解析】【解答】探究凸透镜成像的规律时， （1）图2中，甲透镜的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，甲对光线有发散作用，是凹透镜，乙对光线有会聚作用，是凸透镜，实验选择乙透镜； （2）图丙中，光屏上的像偏高，则烛焰、凸透镜和光屏的中心没有在同一高度，可将蜡烛向上移动或将光屏向上移动或将凸透镜向下移动，使它们的中心大致在同一高度，像成在光屏中央； （3）如图丙，物距小于像距，成放大、倒立的实像，实际应用是投影仪； （4）图3中，当物距为20cm时，像距也为20cm，像距与物距相等，物距等于2倍焦距，成倒立等大的实像，且2f=20cm，计算凸透镜的焦距为f=10cm 当LED灯距凸透镜35cm时，物距大于2f，成倒立缩小的实像，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （5）根据凸透镜的三条特殊光线，在物体上确定几个点，作出像点，围成一个椭圆，且转动方向为逆时针。如图所示： 故选B。 【分析】（1）凸透镜对光有会聚作用，凹透镜使光线发散； （2）探究凸透镜成像规律时，烛焰、凸透镜、光屏中心，在同一高度； （3）当物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立放大的实像，实际应用有投影仪； （4）当凸透镜成实像时，物距等于二倍焦距，像距和物距相等，可以计算焦距大小；物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像； （5）根据凸透镜的三条特殊光线，画出对应的折射光线，确定像的位置。 （1）图甲光斑的中间比较暗，图乙中间出现亮斑，所以甲对光线具有发散作用，是凹透镜，乙对光线具有会聚作用，是凸透镜，所以要选择乙透镜进行实验。 （2）烛焰在光屏上的像偏高，因为烛焰、凸透镜和光屏三者的中心没有在同一高度，为使像能成在光屏的中心，蜡烛向上移动或将光屏向上移动或将凸透镜向下移动，使它们的中心大致在同一高度。 （3）如图丙，物距小于像距，成的是放大、倒立的实像，投影仪就是利用这个原理制成的。 （4）由图可知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等。所以 2f=20cm 凸透镜的焦距为 f=10cm 当LED灯距凸透镜35cm时，物距大于2f，此时成倒立缩小的实像，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （5）将点光源S运动的轨迹看成一个物体，在物体上找出几个点，利用凸透镜成像的规律作出像点，可以发现，四个点正好围成一个椭圆，且转动方向为逆时针。如图所示： 故选B。 17．【答案】同一高度；放大；靠近；同 1 学科网（北京）股份有限公司 $$