第四章 神奇的透镜（预习衔接.培优卷）-2025-2026学年八年级全一册物理沪科版（2024）

第四章 神奇的透镜 一、单选题 1．一个人照完一张半身照后，又想原地不动照一张全身照，摄影师应该（　　） A．照相机远离人，镜头向前伸 B．照相机远离人，镜头向后缩 C．照相机靠近人，镜头向前伸 D．照相机靠近人，镜头向后缩 2．如图所示，对光有发散作用的透镜是（　　） A． B． C． D． 3．下列光学仪器中得到的实像比物体大的是（　　） A．照相机 B．投影仪 C．放大镜 D． 平面镜 4．某同学在做”凸透镜成像”实验时，在光屏上得到烛焰缩小的像，然后他把燃烧的蜡烛和光屏互换位置，这时光屏上（　　） A．成倒立、缩小的像 B．成倒立、放大的像 C．成正立、放大的像 D．不能成像 5．如图所示，此时蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一个清晰的像，现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则光屏上（　　） A．无像 B．成倒立缩小的实像 C．成倒立放大的实像 D．成正立放大的实像 6．下列关于光的现象，说法正确的是（　　） A．人们看到水中鱼的位置，并不是鱼的实际位置 B．黑板的“反光”现象是由于光的漫反射造成的 C．汽车夜间行驶时车内不开灯，这主要是为了节约用电 D．观察体温计所示的体温时，眼睛看到的水银柱是放大的实像 7．如图，某同学用照相机拍摄一棵树木的全景，但从取景框中只能看到树的一部分，他要拍摄到这棵树的全景，可以采取的方法是（　　） A．照相机远离树木，镜头后缩 B．照相机靠近树木，镜头后缩 C．把三角架调高些，镜头前伸 D．把三角架调低些，镜头前伸 二、多选题 8．下列四个光路图中正确是（　　） A． B． C． D． 9．如图是某同学在“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u之间关系的图像，下列判断正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是10cm B．当u=16cm时，成像原理与照相机的成像原理相同 C．把物体从距凸透镜5cm处向8cm处移动的过程中，成虚像且像逐渐变大 D．成实像时，若只将透镜换为焦距更小的凸透镜，移动光屏再次成像时，像变大 10．小高将点燃的蜡烛放在凸透镜左侧20cm的位置，观察通过凸透镜折射过去的光，画出了一条折射光线（光屏未画出）。下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是10cm B．保持透镜不动，向右移动蜡烛，透过透镜可观察到烛焰的虚像 C．保持透镜不动，将蜡烛向左移动20cm，移动光屏会出现清晰等大的像 D．蜡烛和透镜保持如图位置不动，在靠近透镜左侧放一个老花镜镜片，移动光屏会出现清晰的像 11．某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了物距u和像距v之间关系的图象，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是 B．利用该凸透镜成实像时，当物距减小时，像距增大，像也变大 C．把物体放在距离凸透镜处，该成像原理与照相机类似 D．把物体放在距离凸透镜处，该成像原理与投影仪类似 12．物体的高度为12cm，与凸透镜的主光轴垂直放置，经凸透镜成高度为6cm的缩小像。若将物体朝透镜方向靠近24cm，经凸透镜成高度为30cm的放大像，则此凸透镜的焦距大小可能为（　　） A．10cm B．15cm C．20cm D．25cm 三、填空题 13．人眼的成像原理与　 　（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相同。近视眼的成像示意图是如图的　 　图，应该佩戴由　 　透镜（选填“凸”或“凹”）制成的眼镜来矫正。 14．小明将凸透镜正对太阳光，在距离凸透镜10cm的白纸上呈现一个最小、最亮的光斑，此凸透镜的焦距为　 　cm。如图是他用该凸透镜观看书本上“中国梦”三个字时的情况，如果他想看到更大的正立的“国”字，小明需要将凸透镜　 　书本（选填“远离”或“靠近”），凸透镜和书本的距离应满足的条件是　 　。 15．小蹦家里有两种透镜，学习了透镜知识之后，他利用太阳光辨认区分两种透镜并测量凸透镜的焦距。 （1）他把两个透镜分别正对太阳光，在光屏上出现了如图甲、乙所示的光斑，　 　是凸透镜（选填“甲”或“乙”）； （2）测量凸透镜焦距时，他移动透镜等光屏上形成一个　 　、　 　的光斑时，用刻度尺测量光斑到透镜的距离如图丙所示，该凸透镜的焦距为　 　cm。 16．小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯，并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后，观察结果如图甲所示。向杯中加水，使得水面高过箭头位置，透过玻璃杯观察纸上的“箭头”；将白纸逐渐远离杯子的过程中，观察到图乙、丙、丁所示的情景出现的先后顺序是　 　，其中图　 　与照相机成像的原理相同。 17．如图甲所示，白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红，橙，黄，绿，蓝，靛，紫的色带，可知不同色光的折光能力不同，则　 　光的折光能力最强。图乙中，在测量凸透镜的焦距时，如果分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，A. B两点分别是这两种色光相交于主光轴上的点，在图乙中作出它们的折射光线　 　。 18．如图所示，小勇利用焦距为10cm的放大镜看自己的手指纹时，应将手指放在距放大镜　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）10cm的位置。当他将手臂伸直，这个放大镜看窗外远处的物体时，他所看到的是倒立的、　 　（填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像。 19．如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，如图（a）可知凸透镜的焦距是　 　cm，现把蜡烛放在距凸透镜35cm处（如图b），在凸透镜另一侧前后移动光屏，在光屏上可以得到一个　 　（填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰像．此时若固定蜡烛和光屏，　 　（填“向左” 或“向右”）移动凸透镜，将再次在光屏上出现清晰的像，该像的放大率为　 　 四、实验探究题 20．小华将水充入透明塑料模具中，制成水凸透镜，并用来探究凸透镜成像规律。 （1）如图甲所示，测出水凸透镜的焦距为　 　cm； （2）实验前，应调节烛焰、水透镜和光屏三者中心在　 　上； （3）将蜡烛、水透镜、光屏依次放在光具座如图乙所示的位置上时，光屏上恰好呈现清晰倒立、　 　（放大/缩小）的实像，这与生活中　 　（放大镜/照相机/投影仪）的成像原理相同； （4）保持图乙中位置不变，缓慢向透镜中注水（如图丙），水凸透镜厚度增加，光屏上的像逐渐模糊，为使像变清晰，应当向　 　（左/右）移动光屏。同组的小明认为，如果不移动透镜和光屏，只将蜡烛向　 　（远离/靠近）透镜的方向移动适当距离，也能使光屏上的像重新清晰。 五、计算题 21．透镜焦距f的长短标志着折光本领大小，焦距越短，折光本领就越强，通常把透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度，用表示，即。平常我们的眼镜的度数就是透镜的焦度乘以100的值，凸透镜为正值，凹透镜为负值。 （1）测得某近视眼镜其焦距为0.25m，其对应的焦度为多少？ （2）+200度的眼镜片，它们的透镜焦距是多少？ （3）如图10甲是小朋友玩凸透镜时的情景，请在图乙中用笔画线补齐在透镜的另一边看到小朋友眼睛的光路图。 22．透镜焦距f的长短标志着折光本领大小。焦距越短，折光本领就越强。通常把透镜焦距的倒数叫作透镜的焦度，用Φ表示，即Φ＝ 。平常我们说的眼镜片的度数就是镜片的透镜焦度乘以100的值。凸透镜的度数是正值，凹透镜的度数是负值。 （1）求焦距分别为0.25m和0.5m的透镜，其焦度分别为多少？ （2）＋300度和－400度的眼镜片，它们的焦度是多少？-400度的眼镜片焦距是多少？ 23．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＝10cm时，另一侧距离凸透镜v1＝10cm的光屏上正好得到清晰的像，则此凸透镜的焦距是多少？ （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，则将物体移至距离凸透镜u＝38cm时，光屏上所成的清晰的像的性质是什么？ 六、作图题 24． 老师为做平面镜成像实验的小明拍摄如甲图所示的照片。小明为分析照相机的成像原理，绘制了如图乙所示的光路图，其中点代表平面镜前蜡烛，代表照相机中成像时底片相当于光屏的位置。请你画出在平面镜中成的像及经过照相机镜头在底片成清晰像的光路图。 25．如图，画出入射光线经过凹透镜后的折射光线。 26．请画出图中入射光线对应的折射光线，且在图中的虚线框内，填入符合要求的透镜。 七、综合题 27．图为某种光学仪器内部部分光路图，物镜是凸透镜，F为物镜焦点，物体M点发出两条光线，一条光线a经光心O，另一条光线b是经物镜折射后平行于主光轴的光线； （1）在图中画出光线a经物镜后的光线、光线b经物镜前的光线；　 　 （2）目镜是　 　透镜（选填“凹”、“凸”）； （3）物体M经物镜所成的像相对于物体M是　 　（选填“倒立”“正立”）　 　（选填“放大”“等大”“缩小”）的像。 28．如图所示，物体MN放在凸透镜前，0cm处为凸透镜的光心。 （1）画出光线a经过凸透镜后的光路图； （2）画出光线b经过凸透镜后的光路图； （3）物体MN经凸透镜成的像M'N'相对于物体是 　 　（选填“放大”“等大”或“缩小”） 　 　（选填“正立”或“倒立”）的。 29．小普同学用图1所示的实验装置模拟图2中的照相机来研究使用照相机成像的情况．图1实验装置中使用的是一只水凸透镜，利用注射器注水的方法可以连续改变水凸透镜的厚度D，从而改变凸透镜的焦距f。实验记录的数据如下表所示，所用发光体“字符”的高度H为3厘米，水凸透镜的焦距。 序号 水凸透镜的焦距 物距 像距 像高 物屏距离 1 35.0 14.0 1.2 49.0 2 30.0 15.0 1.5 45.0 3 34.6 10.4 0.94 45.0 4 24.0 12.0 1.5 36.0 5 42.0 7.0 0.5 49.0 6 18.0 9.0 1.5 27.0 （1）图2中的“感光元件”相当于图1中的　 　。 （2）根据序号1和2（或3和4、5和6）的数据，分析比较焦距f、物距u、像距v以及像高的变化情况，可归纳得出的初步结论是：当凸透镜的焦距不变时，　 　。 （3）根据序号1和5（或2和3）中焦距f、物距u、像距v及物屏距离L的数据可知：保持物屏距离（发光物到光屏的距离）L不变，通过注射器调节水凸透镜的焦距变小，这时要使光屏上成清晰的像，应移动水凸透镜的位置使物距u　 　、像距v　 　，光屏上的像高　 　。（均选填“变大”“变小”或“不变”） （4）图3所示是图2中照相机的镜头．拍照片时，转动“变焦环”相当于用注射器调节水凸透镜的焦距，可在之间连续改变镜头的焦距；前、后移动照相机的位置和转动“对焦环”使镜头向外伸出或向内缩进，相当于在光聚座上移动水凸透镜的位置调节物距和像距的大小．根据序号2、4和6的数据，若要使人在物屏距离L不同的情况下所成的像一样大，需要对照相机进行的相应操作是：　 　。 答案解析 1．【答案】B 2．【答案】B 【解析】【解答】解：凹透镜是指中间比边缘薄的透镜，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜，符合这个特点的透镜是B． 故选B． 【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． 3．【答案】B 【解析】【解答】A、照相机是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的性质工作的．不符合题意． B、投影仪是利用凸透镜成倒立、放大的实像的性质工作的．符合题意． C、放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像的性质工作的．不符合题意． D、平面镜成正立、等大的虚像．不符合题意． 故答案为：B． 【分析】投影仪成的像是放大的像. 4．【答案】B 【解析】【解答】 凸透镜成像的实验，在光屏上得到烛焰缩小的像，u＞2f，2f＞v＞f；把燃烧着的蜡烛和光屏互换位置，2f＞u＞f，v＞2f，光屏上会得到倒立、放大的像，故B正确，ACD错误。 故答案为：B。 【分析】 （1）凸透镜成像时：u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f。 （2）把燃烧着的蜡烛和光屏互换位置，同时改变了物距和像距，2f＞u＞f，v＞2f，光屏上会得到倒立、放大的像。 5．【答案】B 【解析】【解答】解：由图知，物距小于像距，成倒立、放大的实像，所以此时2f＞u＞f，v＞2f。 若保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏互换一下位置，则物距大于像距，即u＞2f，2f＞v＞f。 由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。 故答案为：B 【分析】结合凸透镜成像的特点分析解答. 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 6．【答案】A 7．【答案】A 【解析】【解答】 在探究凸透镜成像的规律的过程中，物体从近处远离凸透镜的过程中，物体所成的像逐渐变变小，并且像距离凸透镜越来越近．因此要使此时的像减小，就要使照相机逐渐的远离树木，故A正确，BCD错误 故选择A 【分析】从照相机取景框中只能看到树的一部分，说明此时的像太大，因此要采取措施使凸透镜成的像减小，由此入手解决此题． 8．【答案】A,C,D 【解析】【解答】A图中平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，A符合题意；B图中通过焦点的光线，经凸透镜折射后应平行于主光轴，B不符合题意；C图中延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后会平行于主光轴，C符合题意；D图中过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，D符合题意， 故答案为：ACD。 【分析】凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴．②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点．③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变． 凸透镜三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变. 9．【答案】A,C 【解析】【解答】A.根据图像，凸透镜成像时，当u=20cm时，v=20cm，此时在二倍焦距点，则凸透镜的焦距是10cm，A符合题意； B.照相机的成像时，物体在凸透镜的二倍焦距外，B不符合题意； C.把物体从距凸透镜5cm处向8cm处移动，物体在凸透镜的焦点内，且远离凸透镜，成虚像且像逐渐变大，C符合题意； D.成实像时，若只将透镜换为焦距更小的凸透镜，对光线的会聚能力更强，成像靠近凸透镜，像变小，D不符合题意。 故答案为：AC. 【分析】物体在凸透镜的二倍焦距点成像时，物距等于像距，可以计算焦距；照相机成像时，物体在二倍焦距外；在焦点内时，远离凸透镜，成像变大。 10．【答案】B,C,D 【解析】【解答】A．图中，光线平行于凸透镜主光轴，会聚与焦点，该凸透镜的焦距是20cm，故A错误； B．保持透镜不动，向右移动蜡烛，物距小于f，透过透镜可观察到烛焰的虚像，故B正确； C．保持透镜不动，将蜡烛向左移动20cm，物距为2f时，移动光屏会，成清晰等大的像，故C正确； D．蜡烛和透镜保持位置不动，靠近透镜左侧放老花镜，老花镜是凸透镜，对光线具有会聚作用，相当于减少了焦距。即f<20cm，目前的物距20cm，大于焦距。移动右侧的光屏，可以成像。故D正确。 故选BCD。 【分析】光线和凸透镜的主光轴平行，会聚于焦点，焦点到凸透镜的距离测量焦距；物距小于一倍焦距，成正立的虚像；物体在二倍焦距时，成等大的实像；物体在一倍焦距外， 可以成实像。 11．【答案】B,C 12．【答案】A,B 【解析】【解答】 物体高度12cm，像高6cm，即成的是倒立、缩小的像，根据凸透镜对特殊光线的作用作出物体的成像光路图，如图所示： 设第一次成像时，物距为u，由图，像高是物体高的，根据数学相似三角形知识可知，此时的像距为物距的，即像距为，根据凸透镜成像公式有：，即----① 第二次成像时，物体朝透镜方向靠近24cm，经凸透镜成高度为30cm，即成的是放大像， 此时物距为u-24cm，像高是物体高的2.5倍，所以像距为物距的2.5倍，即像距为2.5（u-24cm）， 此时所成的像可能是实像也可能是虚像，根据凸透镜成像公式有：----② 联立①②解得：f=15cm或f=10cm。 故选：AB。 【分析】凸透镜成像时物距、像距和焦距的关系为：由此根据物体两次成像的情况分别列式计算焦距的可能值。 13．【答案】照相机；乙；凹透镜 14．【答案】10；远离；小于10cm 15．【答案】乙；最小；最亮；10.0 16．【答案】丁、丙、乙；乙 17．【答案】紫； 【解析】【解答】由图像可知白光经过三棱镜后紫光偏折角度最大，因此紫光折光能力最强；由图像可知白光经过三棱镜后紫光偏折角度最大，因此焦距短，红光偏折角度最小，因此焦距最长，如下图： 【分析】红光和紫光的折射角度不同，折射角度越大，焦点越靠近凸透镜。 18．【答案】小于；缩小 【解析】【解答】利用凸透镜成放大的虚像时，应把物体放在一倍焦距之内，所以应小于10cm；远处的物体放在了二倍焦距之外，所成的像是倒立缩小的实像，应用是照相机。 故答案为：小于；缩小. 【分析】结合凸透镜成像的特点分析解答. 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 19．【答案】15；缩小；向左；1.3倍 【解析】【解答】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心得距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是15cm。蜡烛放在距凸透镜35cm处，u 2f，成倒立缩小、的实像。由于光屏与蜡烛的距离不变，向左移动凸透镜，当凸透镜距离光屏的距离为35厘米时，此时光屏与蜡烛的位置互换，由于光路是可逆的，此时的物体在光屏成一个清晰的像。由于原来物体在光屏上成一个倒立缩小的实像，像距小于二倍焦距大于一倍焦距，也就是说，现在的物距小于二倍焦距大于一倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时成一个倒立的放大的实像。再次出现清晰的像时，像距v 35cm，焦距还是f 15cm，根据 ，即 ，即得物距u cm，该像的放大率是像距与物距的比值，即 1.3倍。 故答案为：15；缩小；向左；1.3倍。 【分析】凸透镜会聚光时，最小的亮点是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离是焦距，当物体在凸透镜的二倍焦距以外时，凸透镜成倒立缩小的实像，根据像距和凸透镜的焦距计算物距，结合凸透镜成像的放大率是像距与物距的比值计算像的放大倍率。 20．【答案】10.0；同一高度；放大；投影仪；左；靠近 21．【答案】（1）；（2）0.5m；（3） 22．【答案】（1）解：由题可知，焦度 ；则焦距分别为0.25m和0.5m的透镜，其焦度分别为： 答：焦距分别为0.25m和0.5m的透镜，其焦度分别为4m-1和2m-1； （2）解：由题可知，眼镜的度数 ，则透镜的焦度Φ=眼镜的度数÷100； 则+300度和-400度的眼镜片，它们的焦度分别是： 而焦度 ，故-400度眼镜片的焦距为 答：＋300度和－400度的眼镜片，它们的焦度分别是3m－1 和4m－1；-400度的眼镜片焦距是0.25m。 【解析】【分析】（1）结合题目给出的焦距与焦度之间的关系是求解即可； （2）同理，结合焦度与读数之间的关系求解叫焦度，再利用关系式Φ＝ 求解焦距即可。 23．【答案】（1）5cm；（2）成倒立、放大的实像 24．【答案】 【解析】【解答】如图： 【分析】先做出点光源关于平面镜所成的像S'，再有凸透镜的三条特殊光线：①过凸透镜光心的光线传播方向不变②过焦点的光线经凸透镜后会平行于主光轴。 25．【答案】 26．【答案】解：如图所示： 【解析】【解答】图一：过焦点的光线，经过凸透镜折射后平行主光轴；过光心的光线传播方向不变，光路图如图： 图二：由图可知光线被发散，所以是凹透镜，如图： 图三：由图可知光线被会聚，所以是凸透镜，如图： 【分析】由凸透镜三条特殊光线做出光路图；由凸透镜和凹透镜对光的作用确定虚线框中的透镜。 27．【答案】；凸；倒立；缩小 28．【答案】（1） （2） （3）放大；倒立 【解析】【解答】1）经过光心的光线，传播路径不变，M点发射的光，经过凸透镜会聚到同一位置，据此作图 3）物距介于一倍焦距和二倍焦距之间，所以像是放大的倒立的实像 综上第1空为放大；第2空为倒立 【分析】根据透镜的光路图，透镜成像特点填空、 1、透镜成像光路图：凸透镜对光线有汇聚作用，平行光入射凸透镜会聚焦在焦点，经过光心的光线不发生偏折。 2、透镜成像规律：物体距透镜小于一倍焦距，呈正立放大的虚像，应用为放大镜； 物距大于一倍焦距小于二倍焦距，呈倒立立放大的实像，应用为投影仪； 物体大于二倍焦距，呈现倒立缩小实像，应用为照相机，人眼睛。 29．【答案】光屏；成缩小的实像时，物距越小，像距越大，像越大；变大；变小；变小；照相机的位置向前移动，镜头向内缩进 学科网（北京）股份有限公司 $$