5.3 凸透镜成像的规律 2024-2025学年人教版（2024）物理八年级上册

5.3 凸透镜成像的规律 2024-2025学年人教版（2024）物理八年级上册 一、单选题 1．为了加强管理，某单位利用人工智能技术，实行“刷脸”考勤制度。如图所示，下列有关说法正确的是（　　） A．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立放大的实像 B．“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外 C．摄像头成像特点与投影仪相同 D．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立缩小的虚像 2．如图所示， 甲同学拿着焦距为10cm的放大镜去看离他15m远处的乙同学， 乙同学却通过放大镜看到了甲同学眼睛成正立、放大、清晰的虚像， 则放大镜与甲同学的距离（　　） A．小于10cm B．大于10cm小于20cm C．大于20cm D．等于10cm 3．点燃蜡烛，烛焰通过焦距为20cm的凸透镜甲成缩小的像．现用焦距为10cm的凸透镜乙替代透镜甲，且保持烛焰和透镜的位置不变，烛焰通过凸透镜乙所成的像是（    ） A．缩小的实像 B．放大的虚像 C．倒立的虚像 D．正立的实像 4．小明用蜡烛、凸透镜（焦距f=10cm）和光屏等器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。如图光屏上已成清晰的像，将蜡烛向左移至某一位置，若保持透镜、光屏之间距离不变，要在光屏上得到清晰的像的可行操作是（　　） A．用一个焦距小于10cm的凸透镜替换原凸透镜 B．用一个焦距大于10cm的凸透镜替换原凸透镜 C．在蜡烛和凸透镜之间加一个老花眼镜 D．再将蜡烛向左移动一段距离 5．如图是凸透镜成实像时像距v和物距u的关系图像，分析图像可知（　　） A．该凸透镜的焦距是20cm B．当物距u=30cm时，像距v=30cm C．物距增大时像距也增大 D．当物距u=15cm时，成放大的像 6．一支蜡烛位于凸透镜前，调节好透镜和光屏的位置后，在光屏上呈现放大倒立的像，若保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则在光屏上（    ） A．呈现放大倒立的像 B．呈现缩小倒立的像 C．呈现放大正立的像 D．无法呈现清晰的像 7．小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5cm和10cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距f与盒高h选择合理的是（　　） A．f=5cm h=10cm B．f=10cm h=12cm C．f=5cm h=12cm D．f=10cm h=6cm 二、填空题 8．班主任用照相机拍摄初三毕业照，在相机底片上成 （选填“放大”或“缩小”）的实像；若两个同学的像出现在照相机取景框外，要拍摄所有同学完整的像，照相机应 （选填“远离”或“靠近”）同学们，同时将镜头向后缩。 9．如图所示，这是某小区人脸识别门禁一体机，通过摄像镜头来捕捉人脸信息。为了能成清晰的像，该摄像镜头与人脸之间的距离u与镜头的焦距f之间应满足的关系是 ；要使屏幕上的人脸变大，人要 （选填“靠近”或“远离”）摄像头。 10．苏苏同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如上图所示的图像（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），则该凸透镜的焦距是 cm；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将 （选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”）。 11．2021年12月9日下午，在中央台直播的“天宫课堂”中，航天员老师演示微重力环境下很多科学实验，其实在2013年太空教师王亚平就展示过“失重的水球”，如图所示，该水球在太空中的质量 在地球上的质量（选填“小于”“大于”或“等于”），我们透过水球看到航天员的像，其成像特点与生活的 （照相机、投影仪、放大镜）相同，通过透镜得到以上像，人到水球的距离应满足的条件是 。 12．2021年12月9日下午，王亚平等三位航天员给我们上了一堂生动的太空科普课。其中，水球中注入气泡之后，呈现正反两个像的实验令人耳目一新。如图甲所示，外圈倒立的 （填“实”或“虚”）像是凸透镜成像原理，这个像王亚平自己 （填“能”或“不能”）看见。注入气泡的这个水透镜的纵剖面图如图乙所示，气泡前后有水的部分的结构符合 透镜的定义。 三、实验题 13．在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）探究凸透镜成像规律的实验过程中，按顺序在光具座上固定好各元件，并调节好烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在 ； （2）实验装置正确安装并调节后，小芳同学某次实验情景如图所示，此时她在光屏上看到了烛焰清晰的像，生活中的 就是利用这一原理制成的； （3）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像 ； A．只出现烛焰像的上半部分 B．只出现烛焰像的下半部分 C．出现烛焰完整的像，但像更小了 D．像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 （4）实验过程中燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向上移动，为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，请写出一种可行的方法 。 四、计算题 14．在探究“凸透镜成像规律”实验中。 （1）如图甲所示，平行光正对凸透镜照射时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距 cm； （2）实验前必须调整烛焰、光屏的中心位于凸透镜的 上； （3）当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时，光屏上 （选填“能”或“不能”）观察到烛焰清晰的像：①若能，请在下面横线上写出像的性质；②若不能，请在下面横线上说明仅在蜡烛和凸透镜之间加一个合适的什么透镜才能在光屏上看到清晰的像。答： 。 五、简答题 15．如图所示，照相机的镜头相当于一个凸透镜，像成在照相机的底片上，判断图中的树所成像的正倒。 16．小明同学在做探究凸透镜成像规律的实验中，光屏上得到发光体清晰的像，但他不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上会出现怎样的情况？小勇说，光屏上会有指尖的像；小强说，光屏上会出现指尖的影子。你说呢？ 17．认真观察如图所示的投影仪，结合平时学习得到的有关知识，完成下列问题： （1）投影仪上的平面镜的作用是什么？ （2）除屏幕上的像与投影片的景物上下颠倒外，左右有没有颠倒呢？ （3）要使屏幕上的像增大一些，应该怎样操作？ 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 《5.3 凸透镜成像的规律 2024-2025学年人教版（2024）物理八年级上册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B A A B D B D 1．B 【详解】刷脸时，面部位于摄像头镜头的两倍焦距以外，成倒立缩小的实像，生活中的照相机就是根据这个原理制成的，故ACD错误，B正确。 故选B。 2．A 【详解】乙同学却通过放大镜看到了甲同学的眼睛成正立放大的、清晰的虚像，说明甲同学在凸透镜一倍焦距之内，此时凸透镜的焦距是10cm，那么放大镜与甲同学的距离小于10cm。 故选A。 3．A 【解析】略 4．B 【详解】A．用一个焦距小于10cm的凸透镜替换原凸透镜，焦距越小对光线的折射能力更强，所成的像会更加靠近透镜，故A不符合题意； B．用一个焦距大于10cm的凸透镜替换原凸透镜，焦距越大对光线的折射能力更弱，所成的像会更加远离透镜，像会右移，故B符合题意； C．老花镜是有凸透镜制作的，对光线有会聚作用，在蜡烛和凸透镜之间加一个老花眼镜，会使像更加靠近透镜，故C不符合题意； D．再将蜡烛向左移动一段距离，所成的像会更加向左移动，故D不符合题意。 故选B。 5．D 【详解】A．由图象可知 u=v=2f=20cm 所以该凸透镜的焦距是10cm，故A不符合题意； B．由图可知，当物距u=30cm时，像距v=15cm，故B不符合题意； C．由图象可知，物距增大时像距减小，故C不符合题意； D．当物距u=15cm，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，故D符合题意。 故选D。 6．B 【详解】根据凸透镜成像规律可知，当物距小于像距时，在光屏上呈现放大倒立的像，若保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏的位置对调一下，则物距大于像距，由凸透镜成像规律和光路的可逆性可知，此时成倒立缩小的实像。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．D 【详解】ABCD．盒盖处安装凸透镜，盒底处有昆虫标本，要使凸透镜作放大镜使用时，物距必须小于焦距，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8． 缩小 远离 【详解】[1]根据凸透镜成像规律可知，用照相机拍摄初三毕业照，在相机底片上成缩小的实像。 [2]根据照相机的相关知识可知，若两个同学的像出现在照相机取景框外，要拍摄所有同学完整的像，照相机应远离同学们，同时将镜头向后缩。 9． u＞2f 靠近 【详解】[1]摄像头和照相机的镜头相同，都是一个凸透镜，为了能成清晰的像，人到镜头的距离应大于二倍焦距，即u＞2f。 [2]若要使顾客所成的像变大，应增大像距，减小物距，他应该靠近摄像头。 10． 5 变小 【详解】[1]当物距等于凸透镜二倍焦距时，像距也为二倍焦距，由图像可知凸透镜二倍焦距为10cm，凸透镜的焦距为5cm。 [2]物体在凸透镜一倍焦距以外成实像，物体离透镜越远像越小，故把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像将变小。 11． 等于 照相机 大于水球的二倍焦距 【详解】[1]因为质量是物体的基本属性，它不随物体的位置的改变而改变，所以水球在太空中的质量等于它在地球上的质量。 [2][3]因为这个时候的水球变成了一个凸透镜，且物距大于凸透镜二倍焦距，所以人到水球的距离，应满足大于水球的二倍焦距，航天员经水球成一个倒立缩小的实像，与照相机的成像原理相同。 12． 实 不能 凹 【详解】[1][2][3]由图甲可知，水球实验中，外圈成的是缩小的倒立的实像，由凸透镜成实像时的规律知，像与物体在凸透镜的异侧，所以王亚平不能看见自己的像；气泡中显示出王亚平正立缩小的像，这是因为带气泡的水球相当于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。 13． 同一高度 照相机 D 向上移动蜡烛 【详解】（1）[1]为使像成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度处。 （2）[2]由图知，像距小于物距，此时成倒立、缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的。 （3）[3]挡住透镜上半部分，下半部分仍能折射光线成像，所以光屏上所成的像是完整的，只是会聚光线比原来变少，像变暗了，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （4）[4]蜡烛在燃烧中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，可向上移动光屏或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。 14． 10.0 主光轴 不能 凹透镜 【详解】（1）[1]由图甲知， 平行光经凸透镜折射后，在光屏上得到最小最亮的点，即焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距，所以焦距为 f=60.0cm-50.0cm=10.0cm （2）[2]为了使像成在光屏的中央，实验前应调节烛焰中心、透镜中心和光屏中心位于凸透镜的主光轴上。 （3）[3][4]当该透镜位于图乙中刻度对应的位置时 u=40cm>2f 由凸透镜成像规律可知，此时像应在一倍焦距与二倍焦距之间，且成倒立、缩小的实像，而图中光屏到凸透镜距离为 20cm=2f 所以光屏上不能成像，要使能在光屏上成像，应使光发散一点，所以应该放一个焦距合适的凹透镜。 15．像是倒立的 【详解】像成在照相机的底片上，说明成的是实像；由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，凸透镜成的是倒立、缩小的实像，故图中的树成倒立的、缩小的实像。 16．见详解 【详解】不小心用手指指尖触摸到了凸透镜，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，只是此时像比手指指尖触摸前的像要更暗。 17．（1）改变光的传播方向 ；（2）左右也颠倒了，即完全相反；（3）先向下调节透镜的位置，再向后移动投影仪 【详解】（1）投影仪是要将影像投在前方的屏幕上的，因此需要平面镜将射向上方的光线反射后射向前方。平面镜的作用是改变光的传播方向。 （2）左右也颠倒了，是因为：成像的凸透镜是圆形的，与主光轴平行的光射向透镜后，经透镜会聚后会经过另一侧主光轴上的焦点，即：这些与主光轴平行的光线中，主光轴上方的光线过透镜后，会斜向下射出；主光轴左侧的光线经过透镜后，会斜向右射出。依据此原理，凸透镜成像时，物体上方部分的像会成在屏幕的下方，物体左侧部分的像会成在屏幕的右方。所以，与物体相比，像的上下是颠倒的，左右也是颠倒的。 （3）凸透镜成像时，物距变小时，像变大，像距也变大。因此，要想使投影仪成在屏幕上的像增大，应该将成像透镜向下移，减小该透镜与胶片的距离，即减小物距；像变小后，像距也变大了，为了使屏幕上的像清晰一些，还要使投影仪远离屏幕，让屏幕位于像的位置上。 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 $$