第三章 专题特训四 凸透镜成像规律的探究与应用-【拔尖特训】2025-2026学年新教材八年级上册物理(苏科版2024)

54 　　　专题特训四　凸透镜成像规律的探究与应用 ▶ “答案与解析”见P24 类型一 凸透镜成像规律的探究 1. (2023·泰州)小华用如图所示的器 材探究凸透镜成像规律,已知凸透 镜的焦距为10.0cm。 (第1题) (1) 组装并调整器材,使烛焰、光屏的中心位 于凸透镜的 上。 (2) 小华按照实验方案完成各操作步骤,将 观测到的现象和数据记录在表格中,分析表 中信息可得: 实验 次序 物距/ cm 像的 大小 像的 正倒 光屏到凸透 镜的距离/cm 1 50.0 缩小 倒立 12.5 2 30.0 缩小 倒立 15.0 3 20.0 等大 倒立 20.0 4 15.0 放大 倒立 30.0 5 12.5 放大 倒立 50.0 6 9.0 光屏上没有像 7 7.0 光屏上没有像 ① 当物距 焦距时,成倒立、缩 小的实像。 ② 成实像时,随着物距的减小,像的大小逐 渐 。 (3) 在第6、7次实验中,小华无论怎样移动 蜡烛、凸透镜和光屏,都不能在光屏上观察到 烛焰的像,于是她认为:“物距小于一倍焦距 时,物体通过凸透镜不能成像。”这个结论并 不严谨,为得出正确的结论,她应该增加的一 步操作:取下光屏, 。 (4) 将一个镜片放在烛焰和凸透镜之间后, 光屏上的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上 再次出现清晰的像,则所加的镜片属于 透镜,可用来矫正 的视力 缺陷。 2. (2023·广东)小明在学习了凸透镜成像的规 律后,继续深入探究。选用表中某一规格的 凸透镜做实验,调整好器材后如图(a)中甲所 示,此时烛焰在光屏上成放大的像。 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5 (第2题) (1) 光屏上的像是 (实像/虚像)。 (2) 一段时间后,小明发现烛焰的像如图(a) 中乙所示,此时将蜡烛向 调节可以 使烛焰的像移到光屏中央。 (3) 小明选的凸透镜的焦距为 cm。 (4) 小明将蜡烛换成F形光源,调整了光源 和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的 像,如图(b)所示,则小明看到的像应是 (填字母)。 (5) 小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)八年级上 55 透镜的直径有关。若要验证其猜想,则可在 表中选取编号为 的两个凸透镜进行 实验验证。 类型二 凸透镜成像规律的应用 3. 如图所示,鉴定文物时,常用放大镜观察文物的 细微部分,这时他看到的像是 。 如果在文物上有两条裂纹,其夹角是5°,要想 使看到的像更大,应该将放大镜离裂纹 。若放大镜的放大倍数是6,则他 看到的两条裂纹的夹角是 。 (第3题) (第4题) 4. 新情境·科技民生 光刻技术是利用缩图透镜 将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有 光刻胶的硅片上,在硅片上成像越小,芯片的 制程也越小。由原理图可知,掩膜在硅片上 成 (填像的性质)像,缩图 透镜的焦点在硅片的 (上方/下方); 如果芯片的制程从90nm升级到22nm,保 持缩图透镜相同,那么要将掩膜向 (上方/下方)移动。 5. 如图所示为一种望远镜内部部分光路图,物 镜和目镜都是凸透镜,O1为物镜光心,F1为 物镜焦点,O2 为目镜的光心,F2 为目镜 焦点。 (第5题) (1) 物体AB 通过物镜成一个 (正 立/倒立)、 (放大/缩小)的像;此时 物镜的成像原理与 (放大镜/投影 仪/照相机)的成像原理相同。 (2) 通过该望远镜观测物体AB 时,会看到 一个箭头向 (上/下)的 (实/虚)像。 (第6题) 6. 如图所示,小明的妈妈在用手机 拍视频。下列关于手机镜头成 像的说法,正确的是 ( ) A. 手机镜头相当于一个凹透镜 B. 妈妈通过手机镜头成正立的 虚像 C. 要拍面部特写,可以把手机靠近面部一些 D. 手机镜头的成像规律与投影仪的成像规 律相同 7. (2024·常州)《重庆市消防条例》规定:2024 年7月1日起,禁止携带电动自行车或其电 池进入电梯轿厢。一旦有人违规操作,会被 电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别,电梯 将停止运行并发出声光警报。如图所示,某 次警报时,摄像头的凸透镜成像的像距为 10.1mm,则凸透镜的焦距可能为 ( ) (第7题) A. 5mm B. 10mm C. 15mm D. 20mm 8. 新情境·科技民生 (2024·苏州)如 图甲所示为公共场所的宣传投影 灯,装在高处的投影灯照在地面上 出现图案,其内部结构如图乙所示。下列说 法中,正确的是 ( ) (第8题) A. 不同方向都能看到图案是光在地面发生 了漫反射 B. 该投影灯的成像原理与照相机相同 C. 调小镜头与图片间的距离,会使图案变小 D. 地面上看到的是放大的虚像 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第三章　光的折射　透镜 件是凹面镜。 11. C 解析:利用天文望远镜观察远 处的物体时,最终看到的是物体倒立、 缩小的像,像与物体在空间关系上是 上下颠倒、左右相反的。 12. B 解析:据显微镜的成像特点知 像与物上下颠倒,左右颠倒。由题图 乙可知,物应为“ ”,题图甲为“ ”, 则应按逆时针方向转动90°,本题正确 选项为B。 专题特训四　凸透镜 成像规律的探究与应用 1. (1) 主光轴 (2) ① 大于二倍 ② 变大 (3) 从光屏一侧透过凸透 镜看能否观察到烛焰的像 (4) 凹 近视眼 解析:(1) 探究凸透镜成像 规律时,调整烛焰和光屏的中心位于 凸透镜的主光轴上,这样烛焰、凸透镜 和光屏的中心大致在同一高度,像才 能成在光屏的中心。(2) ① 分析实 验数据中物距和焦距的大小关系及成 像的性质,可得到的结论:当物距大于 二倍焦距时,成倒立、缩小的实像。 ② 分析实验数据,可得出物距、像距、 成像大小变化规律:凸透镜成实像时, 物距变小,像距变大,像变大。(3) 物 距等于一倍焦距时,凸透镜不能成像; 物距小于一倍焦距时,成正立、放大的 虚像,物像同侧,故她应该增加的一步 操作:取下光屏,从光屏一侧透过透镜 看能否观察到烛焰的像。(4) 将一个 镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上 的像变模糊了,将光屏向右移动,光屏 上再次出现清晰的像。可看出该镜片 对光线有发散作用,故为凹透镜,可用 来矫正近视眼。 2. (1) 实像 (2) 上 (3) 10 (4) D (5) ①② 解析:(1) 能用光屏承接的 像为实像。(2) 一段时间后,蜡烛因 燃烧变短,使得像成在光屏的上方,此 时应将蜡烛向上调节,使烛焰、光屏、 凸透镜三者的中心在同一直线上,即 可让像成在光屏中央。(3) 由题图 (a)甲可知,物距在一倍焦距与二倍焦 距之间(f<15cm <2f),所成像在 二倍焦距以外(30cm>2f),解两个 不等式得7.5cm<f<15cm,则小明 选的凸透镜焦距为10cm。(4) 题图 (b)中物距大于两倍焦距,若人直接通 过凸透镜观察所成的像,则是倒立、缩 小的像,与C选项中相同,而小明是 在光屏左侧观察光屏上的像,此时观 察到的像与C中是左右颠倒的,故D 符合题意。(5) 根据控制变量法的要 求,要探究凸透镜成像规律与凸透镜 的直径的关系,应选焦距相同但直径 不同的凸透镜进行实验,所以要选 ①②。 3. 正立、放大的虚像 远些 5° 解析:放大镜成的像是正立、放大的虚 像;成虚像时,物距增大,像距增大,像 变大,因此要使成的像更大些,需要增 大物距;角的大小是不变的。 4. 倒立、缩小的实 上方 上方 解析:由原理图可知,该缩图透镜将光 会聚,最终恰好在硅片上成清晰缩小 的像,硅片相当于光屏,则所成的像为 实像,结合凸透镜成像规律可知,掩膜 在硅片上成倒立、缩小的实像,此时硅 片到缩图透镜的距离(像距)应在一倍 焦距与二倍焦距之间,即缩图透镜的 焦点应在硅片的上方;芯片制程从 90nm升级到22nm,说明电路图在硅 片上成的像变小,缩图透镜相同,由凸 透镜成像规律可知,应将掩膜远离透 镜,向上移动。 5. (1) 倒立 缩小 照相机 (2) 下 虚 解析:(1) 由光路图可知,远处的 物体AB 通过望远镜的物镜在近处成 倒立、缩小的实像,此时物镜的作用相 当于照相机的镜头。(2) 物体AB 通 过物镜所成的实像位于目镜的焦点以 内,通过目镜成正立、放大的虚像,所 以最后会看到一个箭头向下的虚像。 6. C 解析:手机镜头相当于凸透镜, 成的是倒立、缩小的实像,根据凸透镜 成像的规律可知,妈妈到手机镜头的 距离大于其二倍焦距,其成像规律与 投影仪的成像规律不同;要拍面部特 写,即所成的像变大,根据凸透镜成像 的规律可知,物距应变小,所以可以把 手机靠近面部一些。综上所述,C 正确。 7. B 解析:摄像头成倒立、缩小的实 像,成像时物距和像距分别满足u> 2f、f<v<2f,由题意可知,像距v= 10.1mm,则f<10.1mm<2f,解得 5.05mm<f<10.1mm。B符合 题意。 8. A 解析:不同方向都能看到图案 是光照在粗糙地面向各个方向反射即 发生了漫反射,故A正确;该投影灯 利用凸透镜将较小的图案放大为较大 的像,利用了当凸透镜成实像时,物体 位于一倍焦距和两倍焦距之间,成倒 立放大的实像的原理,与照相机原理 不同,故B错误;凸透镜成实像时,当 物距变小时,像距会变大,像也会变 大,故调小镜头与图片间的距离会使 图案变大,故C错误;地面上能看到 放大的图案,是实像,故D错误。 五、 人眼看不见的光 1. 红外线 高 强 2. 紫外线 能 3. 吸收 氟利昂 禁止使用氟利昂 4. D 5. A 6. A 7. 红外线 红外线夜视仪(合理即 可) 解析:由于温度不同的物体发出 的红外线的强弱不同,卫星遥感和红 外线夜视仪都是利用感知物体发出的 红外线来工作的。 8. 红 不能 解析:红外线的特点是 热效应强,物体温度越高,辐射的红外 线越强,根据题意,发现穴壁部分区域 温度与其他区域明显不同,这是利用 红外线成像法判断是否存在密室的依 据。紫外线的用途:能使荧光物质发 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 42