寒假作业12 凸透镜成像的规律、眼睛和眼镜（巩固培优）八年级物理新教材沪科版

限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业12 凸透镜成像的规律、眼睛和眼镜 一、凸透镜成像的规律 凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？ 蜡烛、火柴、光屏、光具座（带刻度尺）、凸透镜（f=10cm）。 如下图，先把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜移近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏光能力和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。 1．将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度； 2．把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v；稍稍改变物距，重做这一步； 3．把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v； 4．把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v；稍稍改变物距，重做这一步； 5．把蜡烛继续靠近凸透镜，让灿焰位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像； 6．把蜡烛移动到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到她焰的像。如果不能，可从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步； 7．将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜的焦距f=10cm）。 物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况 u>2f 55 16 成倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大、像变大 48 14 u=2f 25 25 成倒立、等大的实像 无 f<u<2f 18 35 成倒立、放大的实像 物距变小时，像距变大、像变大 15 60 u=f 12 无 不成像、得到平行光 无 u<f 8 无 成正立，放大的虚像、光屏上没有像 物距变小时，虚像变小 6 无 1．焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时成实像；当物距小于一倍焦距时成虚像；当物距等于一倍焦距时不成像； 2．二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距等于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像； 3．凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧； 4．凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的变小，像变小。 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 像相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<u<2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像，得到平行光 u<f 正立 放大 虚像 与物同侧 放大镜 二、眼睛的视物原理 1. 眼球的结构与作用：晶状体、角膜 、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜；视网膜相当于光屏，视网膜与视神经是相连的。 2.视力矫正：近视眼，晶状体太厚，折光能力太强，或眼球前后方向上太长，成像在视网膜的前方。矫正，利用凹透镜能使光发散的特点，配戴凹透镜制成的近视眼镜；远视眼，晶状体太薄，折光能力太弱强，或眼球前后方向上太短，成像在视网膜的后方。矫正，利用凸透镜能使光会聚的特点，配戴凸透镜制成的远视眼镜。 三、眼镜的度数与保护眼睛 1. 眼镜的规格 眼镜的规格通常不用焦距，而是用“度”表示，其数值等于焦距（以米作单位）倒数的100倍。 公式为：D=，即焦距越短，折射越明显，度数对应的数字越大。 2. 保护眼睛 我们应注意保护眼睛，采用正确的看书姿势，看书时间不要过长，注意让眼睛休息，认真规范做眼保健操。近视眼和远视眼患者应及时到医院就诊。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．在探究凸透镜成像的规律实验中，先用焦距为的凸透镜进行实验，在光屏上得到清晰的缩小实像；保持发光体和凸透镜的位置不变，仅换用焦距为的凸透镜进行实验，则可能得到出现的情况是（　　） A．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的缩小实像 B．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的放大实像 C．光屏远离透镜，屏上得到清晰的缩小实像 D．光屏靠近或远离透镜，屏上均得不到实像 【答案】A 【详解】由“先用焦距为的凸透镜进行实验，在光屏上得到清晰缩小的实像”可以知道，此时，当改用焦距为的凸透镜继续实验，保持发光体和凸透镜的位置不变，物距不变。当凸透镜的焦距由20cm换为10cm时，焦距变小，凸透镜的会聚能力变强，像距变小，故光屏应靠近凸透镜。又因为初始时，更换后仍有，所以成的仍然是缩小的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．如图是南昌西站的检票口人脸识别机器，乘客通过“刷脸”进出站台。下列说法正确的是（   ） A．“刷脸机”的摄像头相当于一个凹透镜 B．人在“刷脸机”里所成的像无法用光屏承接 C．“刷脸”同学距离摄像头越近，所成的像越大，像距也越大 D．“刷脸机”的摄像头镜头成像原理与放大镜相同 【答案】C 【详解】刷脸机的镜头相当于一个凸透镜，能够成倒立、缩小的实像，可以在光屏上承接，与照相机的原理是相同的，成实像时，物近像远像变大，面部靠近刷脸机镜头的过程中，屏幕上所成的像的大小变大，故ABD错误，C正确。 故选C。 3．如图是小明送给奶奶的一款带有放大镜的指甲刀。使用时，放大镜到指甲的距离应（　　） A．小于放大镜的一倍焦距 B．等于放大镜的一倍焦距 C．大于放大镜的二倍焦距 D．在放大镜的一、二倍焦距之间 【答案】A 【详解】放大镜相当于凸透镜，工作时物距小于其一倍焦距，成正立、放大的虚像，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．如图是公共场所宣传投影灯的结构示意图，装在高处的投影灯照在地面上会出现图案，且站在不同位置的人都能看到地面上的图案。下列说法正确的是（　　） A．投影灯的成像原理为光的直线传播 B．地面上成的是图片放大的像 C．地面上成的是图片的虚像 D．光在地面上发生了镜面反射 【答案】B 【详解】AB．该投影灯的成像原理与投影仪相同，物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立的放大的实像，是光的折射原理应用，故A错误，B正确； C．能够在地面上承接到的像，是实像，而不是虚像，故C错误； D．不同方向都能看到图案是光在地面发生了漫反射，光照射到凹凸不平的地面，发生了漫反射，导致各个方向都能够看到图案，故D错误。 故选B。 5．爱动脑的小张想知道近视眼是怎样形成和矫正的，请你帮他在下面的图中找到正确的序号（　　） A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 【答案】D 【详解】①图中，眼睛看近处的物体，成像在视网膜的后方，是远视眼的成因； ②图中，眼睛看远处的物体，成像在视网膜的前方，是近视眼的成因； ③图中，凹透镜对光线有发散作用，能使像推迟会聚在视网膜上，说明佩戴凹透镜能矫正近视眼； ④图中，凸透镜对光线有会聚作用，能使像提前会聚在视网膜上，说明佩戴凸透镜能矫正远视眼。 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．如图所示，能说明近视眼的成因及其矫正方法的是（    ） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】D 【详解】近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，像成在视网膜的前方，因此不能看清远处的物体，形成近视，需要佩戴使光线发散的凹透镜进行矫正，则图②能够说明近视眼的成像原理，图④能够表示近视眼的矫正方法，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．如图所示，用铁丝绕成一个内径约为3mm的圆环，将圆环在清水中蘸一下后取出，圆环内的水膜犹如一个透镜。下列辨别水膜是凸透镜还是凹透镜的方法中最简易可行的是（    ） A．用手触摸水膜，比较中间和边缘的厚度 B．透过水膜观察物理课本中的字 C．用刻度尺测量水膜中间和边缘的厚度 D．以上说法都可以 【答案】B 【详解】A．用手触摸水膜，会弄破水膜，故A不符合题意； B．将水膜靠近物理课本中的字，如果看到的是正立放大的字，说明水膜相当于凸透镜，如果看到的是正立缩小的字，说明水膜相当于凹透镜，这种方法可行，故B符合题意； C．水膜很薄，不能够用刻度尺测量其厚度，故C不符合题意； D．综上所述，方法B可以辨别水膜是凸透镜还是凹透镜，故D不符合题意。 故选B。 8．如图所示，小美在探究凸透镜成像规律的实验中，使用了一个焦距未知的凸透镜。 (1)她首先将凸透镜正对着太阳光，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离为，则该凸透镜的焦距为 ； (2)为了便于观察实验现象，她应该选择 （选填“较亮”或“较暗”）的实验环境。她将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在 上；当蜡烛距离凸透镜 时，在光屏上得到一个倒立、等大的像；将蜡烛继续远离凸透镜，并向 （选填“左”或“右”）移动光屏，也能看到清晰的像，这和 （选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”）的成像特点类似； (3)当蜡烛距离凸透镜时，此时像距 （选填“大于”“小于”或“等于”）两倍焦距；若保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动凸透镜，要再次在光屏上得到清晰的像，凸透镜应向 （选填“蜡烛”或“光屏”）方向移动。 【答案】(1)12 (2) 较暗 同一高度 24 左 照相机 (3) 大于 光屏 【详解】（1）将凸透镜正对着太阳光，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，用刻度尺测得光斑到凸透镜光心的距离为12cm，即为凸透镜的焦距，所以该凸透镜的焦距为12cm。 （2）[1]为了能清晰的看到蜡烛经凸透镜在光屏上成的像，应该选择较暗的实验环境，减小外界的光的干扰。 [2]为了使像成在光屏中央，需要调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度上。 [3][4]要在光屏上得到一个倒立、等大的像，物体需要在二倍焦距上，即距离凸透镜2×12cm=24cm处。此时将蜡烛继续远离凸透镜，即增大物距，根据凸透镜成像规律可知，物体远离透镜，像会靠近透镜，为了光屏上成清晰的像，光屏要向左移动，直到出现清晰的像。 [5]由题意知，此时物体与透镜之间的距离大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，是照相机原理成像特点。 （3）[1]该凸透镜的焦距为12cm，当蜡烛距离凸透镜18cm时，物体在一倍焦距和二倍焦距之间，小于二倍焦距，是投影仪的成像原理，此时像距在二倍焦距之外，即像距大于二倍焦距。 [2]若保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动凸透镜，由于在折射现象中光路是可逆的，要再次在光屏上得到清晰的像，凸透镜应向光屏方向移动，让物距增大，像距减小。 9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，实验操作如下 (1)如图甲所示，让凸透镜正对着平行光，前后调节凸透镜位置，直到光屏上出现一个很小、很亮的光斑，此时凸透镜和光屏位置如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm。 (2)点燃蜡烛调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心，使它们在同一水平高度，其目的是 。 (3)当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图乙所示时，光屏上能够观察到清晰的像，像是 的、 的实像；生活中 （选填“投影仪”或“照相机”）成像特点与本次成像特点相同。 (4)若在蜡烛和凸透镜之间放置一个凹透镜，发现光屏上的像变得模糊了。如果保持蜡烛和凸透镜位置不动，向 （选填“左”或“右”）移动光屏，可在光屏上再次观察到清晰的像。 【答案】(1)10.0 (2)让烛焰的像成在光屏的中央 (3) 倒立 缩小 照相机 (4)右 【详解】（1）如图甲所示，凸透镜位置50.0cm、光屏位置60.0cm，让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，此光斑位置即为凸透镜的焦点位置。 则该凸透镜的焦距 （2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛并调节烛焰的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一水平高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央。 （3）[1][2][3]凸透镜的焦距是10.0cm，由图乙可知，物距，成倒立、缩小的实像；照相机就是利用这一成像规律工作的。 （4）若在蜡烛和凸透镜之间放置一个凹透镜，光会延迟会聚，像会成在光屏的右侧，为了使光屏上重新呈现清晰的像，光屏应向右移动。 10．小明用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）调整器材高度时，要使蜡烛火焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度； （2）器材处于图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的倒立 实像，这与 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。若保持凸透镜不动，蜡烛向左移动，则光屏要向 移动才能得到清晰的像； （3）在做实验时小明的手指不小心挡在凸透镜的上半部上，光屏上 （选填“会”或“不会”）出现手指的像，光屏上原来的像将 （选填“变亮”、“变暗”或“亮暗无变化”）； （4）在做实验时，随着蜡烛逐渐变短，光屏上的像往 移动，保持凸透镜不动，将光屏和蜡烛位置互换，互换后，像的大小变 。 【答案】 放大 投影仪 左 不会 变暗 上 小 【详解】[1][2]由图可知，物距小于像距，此时成倒立放大的实像，投影仪是利用成放大实像的原理工作的。 [3]蜡烛左移，物距增大，根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律可知，光屏需向左移动才能得到清晰的像。 [4]手指不小心挡在凸透镜的上半部上，此时手指在凸透镜的焦点以为，成虚像，虚像不能成在光屏上，故不会出现手指的像。 [5]手指遮挡部分光线，透过的光线减少，光屏上的像将变暗。 [6]蜡烛逐渐变短，烛焰向下移动，根据像与物的对称性，像将向上移动； [7]原像为放大实像（），互换后物距变为原像距（），满足，成缩小实像，故像的大小变小。 11．小明将一个正立的“F”型光源、开有两个孔的挡板（如图1甲）和光屏依次垂直组装在水平光具座上，来研究“光线经过小孔后的传播情况”。 (1)适当调整光屏的位置，光屏上将呈现如图1乙中 所示的像，这是由于光的 形成的。 (2)保持光源和挡板位置不变，只增大光屏与挡板的间距，光屏上像的大小将变 ，像的亮度将变 。 (3)随后，小明用一块焦距未知的凸透镜替换挡板，用蜡烛替换“F”型光源，对“凸透镜成像的特点”进行探究，如图2所示。 ①将蜡烛、凸透镜和光屏从左到右依次安装在光具座上，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在 。 ②将蜡烛、凸透镜、光屏分别放在如图2所示位置时，光屏上恰好呈现出清晰、 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。 ③若保持图2中凸透镜的位置不变，只交换蜡烛和光屏的位置，则光屏上可以再次呈现清晰的像，这就是生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的工作原理。 ④若只将图2中的凸透镜略微向上移动，则可以观察到像 （选填“上移”或“下移”）。 【答案】(1) A 直线传播 (2) 大 暗 (3) 同一高度 倒立 放大 照相机 上移 【详解】（1）[1][2]小孔成像的原理是光的直线传播，成的是倒立的实像，故选A。 （2）[1][2]根据光的直线传播特点，光屏与挡板距离越远，像就越大，通过小孔的光也越分散，所以像的亮度会变暗。 （3）[1]实验时，应调节蜡烛烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。 [2][3]如图2所示，物距小于像距，成倒立放大的实像。 [4]若保持图2中凸透镜的位置不变，只交换蜡烛和光屏的位置，光屏上再次呈现清晰的像，此时物距大于像距，成倒立缩小的实像，这就是生活中照相机的工作原理。 [5]根据凸透镜成像的原理可知，只将凸透镜上移时，像也会上移。 12．小智探究“凸透镜成像规律”实验过程中，如图，当烛焰、透镜、光屏三者中心处于同一高度时，光屏上刚好能成清晰的 像（填完整的像的性质）；随着蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像会移动到凸透镜的 （选填“主光轴上”“主光轴上方”或“主光轴下方”）。 【答案】 倒立、放大的实 主光轴上方 【详解】[1]从图上位置关系看，满足“物近像远像变大”的位置关系，此时光屏上成的是倒立、放大的实像。 [2]光屏上所成的是倒立的像，不仅像和物体方位上“倒立”，而且，像与物体运动的方向也是相反的。蜡烛变短，像将向上移动，像移动到主光轴上方。 13．月球上数量众多的陨石坑，是由太空陨石高速撞击形成的。一块太空陨石撞击月球，天文学家借助 （望远镜/显微镜）在当日3时35分30秒观察到了明亮的闪光，当时地表、月面间相距，已知真空中，则陨石撞击月球发生在当日的时间为 （用*时*分*秒表示）。天文学家听不到撞击声是因为 。 【答案】 望远镜 3时35分29秒 声音不能在真空中传播 【详解】[1]望远镜用于观测远处的天体，显微镜适用于观察微小物体，因此观测月球撞击现象需借助望远镜。 [2]已知地表、月面间相距，真空中，则光从月面传到地表的时间 已知在当日3时35分30秒观察到了明亮的闪光，因此陨石撞击月球发生在当日的时间为3时35分29秒。 [3]声音的传播需要介质，月球到地球之间是真空环境，声音无法传播，因此听不到撞击声。 14．近年来，青少年的视力问题日益成为全社会关注的焦点话题。图甲和图乙是青少年中常见的两种眼疾患者成像的光路图，其中，要用凹透镜来矫正的是 （选填 “甲”或“乙”）图的患者，另一个图的患者不戴眼镜也能够看清 （选填“远处”或“近处”）的物体。 【答案】 乙 远处 【详解】[1]甲图中，平行光经眼睛折射后成像在视网膜后方，是远视眼（需凸透镜矫正）；乙图中，平行光经眼睛折射后成像在视网膜前方，是近视眼（需凹透镜矫正）。故填乙。 [2]甲图（远视眼）患者，晶状体折光能力弱，近处物体的光经折射后成像在视网膜后方，无法看清近处物体，但远处物体的光较发散，经折射后可成像在视网膜上，故不戴眼镜能看清远处的物体。    15．如图所示的眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜，是由 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）制成的，此透镜对光线 作用。 【答案】 远视 凸透镜 会聚 【详解】[1][2][3]由图可知，通过该眼镜看到一个正立、放大的像，根据凸透镜成像规律可知，此时应该是物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，即该眼镜是凸透镜，可用于矫正远视眼，且凸透镜对光具有会聚作用。 16．近视眼其形成原理与图 （选填“甲”或“乙”）相符，要使像成在视网膜上，人应该 （选填“靠近”或“远离”）物体，或者佩戴 （选填“凹”或“凸”）透镜予以矫正。 【答案】 甲 靠近 凹 【详解】[1]近视眼是由于晶状体太厚、对光的会聚作用太大，或眼球在前后方向上太长，导致物体成像在视网膜前方，观察甲图，光线会聚在视网膜前方，符合近视眼的成像特点，所以近视眼形成原理与图甲相符。 [2]要使像成在视网膜上，根据凸透镜成像规律，物距减小，像距增大，像会向后移动，所以人应该靠近物体，使像后移到视网膜上。 [3]因为凹透镜对光线有发散作用，能使光线推迟会聚，从而使像成在视网膜上，所以矫正近视眼应佩戴凹透镜。 1．我国中小学生近视眼人数越来越多，影响了中小学生的身心健康。实践小组的同学想研究近视眼的成因，因此他们利用实验室的“水透镜”进行了探究。 (1)实验时，应使光源、“水透镜”和光屏三者的中心大致在 。为了便于观察实验现象，实验环境应该 （选填“较暗”或“较亮”）一些； (2)当光源、“水透镜”和光屏在图甲所示的位置时，光屏上成清晰的像，此时“水透镜”的焦距为 cm； (3)保持图甲中“水透镜”的焦距不变，将光源移到处，当光屏移动到处时，在光屏上得到清晰的像，如图乙所示，该像是 （选填“放大”或“缩小”）的。若想使光屏上的像变大，应将光源向 （选填“左”或“右”）移动； (4)保持图乙中光源与“水透镜”的位置不变，小组同学向“水透镜”的薄膜中注入了一些水，发现图乙光屏上的像变得模糊，接着他们向左移动光屏后再次得到清晰的像。由此可知，近视眼的形成原因是晶状体变厚，经过晶状体后所成的像落在视网膜 （选填“前”或“后”）面； (5)创新小组的同学选用了蜡烛作为光源，实验时他们发现随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像会向 （选填“上”或“下”）移动。 【答案】(1) 同一高度 较暗 (2)10.0 (3) 缩小 右 (4)前 (5)上 【详解】（1）[1]实验时，为使像呈现在光屏中央，需要将光源、“水透镜” 和光屏三者的中心大致处于同一高度。 [2]为了使光屏上的像更清晰易于观察，实验应选择较暗的环境进行。 （2）从图甲中可以看出，物距 而像距 由此可见，此时，光屏上成等大、倒立的实像。 因此，焦距。 （3）[1]从图乙知，物距 而像距 此时，光屏上成缩小、倒立的实像。 [2]根据凸透镜成像规律可知，物距减小，像距增大，像变大。因此如果想使像变大，应将物距减小，即应将光源向右移动。 （4）向“水透镜”注水后，透镜变厚、折射光能力变强，像会成在光屏（模拟视网膜）的前方；向左移动光屏（靠近透镜）才能再次成像，对应近视眼的成因：晶状体变厚，像落在视网膜前面。 （5）蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，根据凸透镜成倒立像的特点（“上下颠倒、左右相反”），光屏上的像会向上移动。 1．跨学科实践 制作简易照相机模型 照相机已广泛应用于我们的生活。同学们成立了制作简易照相机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了照相机原理，收集材料组装了如图所示的照相机模型。 用硬纸板做两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能够薄套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒的一端嵌上一个透镜，在另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜，这样就做成了照相机模型。 (1)纸筒的一端嵌上的透镜可能为下图中的 。（填序号） (2)使用时，应将 （选填“A”或“B”）端对着室外，拉动纸筒，改变透镜和薄膜间的距离，就可以在薄膜上看到室外景物 （选填“正立”或“倒立”）清晰的像。 (3)若在较亮的室内观察明亮室外的物体时，发现薄膜上清晰的像看起来不太明显，不便于观察，则可进行的改进是 。（写出一条即可） 【答案】(1)① (2) A 倒立 (3)见解析 【详解】（1）照相机的镜头是凸透镜，凸透镜的特点是中间厚、边缘薄，图中①是凸透镜；凹透镜中间薄、边缘厚，图中②和③是凹透镜，所以纸筒一端嵌上的透镜可能为①。 （2）[1]使用时，应将嵌有透镜的一端（即A端）对着室外，这样室外物体发出或反射的光才能通过透镜成像。 [2]照相机成的像是倒立、缩小的实像，所以在薄膜上看到的是室外景物倒立清晰的像。 （3）在较亮的室内观察明亮室外的物体时，室内光线较强，会干扰薄膜上像的观察。可进行的改进是用黑布将照相机模型（除对着室外的部分外）罩住，减少室内光线的干扰，使像更明显。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 限时练习：40min 完成时间： 月 日 天气： 作业12 凸透镜成像的规律、眼睛和眼镜 一、凸透镜成像的规律 凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？ 蜡烛、火柴、光屏、光具座（带刻度尺）、凸透镜（f=10cm）。 如下图，先把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜移近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏光能力和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。 1．将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度； 2．把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v；稍稍改变物距，重做这一步； 3．把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v； 4．把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v；稍稍改变物距，重做这一步； 5．把蜡烛继续靠近凸透镜，让灿焰位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像； 6．把蜡烛移动到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到她焰的像。如果不能，可从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步； 7．将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜的焦距f=10cm）。 物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况 u>2f 55 16 成倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大、像变大 48 14 u=2f 25 25 成倒立、等大的实像 无 f<u<2f 18 35 成倒立、放大的实像 物距变小时，像距变大、像变大 15 60 u=f 12 无 不成像、得到平行光 无 u<f 8 无 成正立，放大的虚像、光屏上没有像 物距变小时，虚像变小 6 无 1．焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时成实像；当物距小于一倍焦距时成虚像；当物距等于一倍焦距时不成像； 2．二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距等于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像； 3．凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧； 4．凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的变小，像变小。 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 像相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<u<2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像，得到平行光 u<f 正立 放大 虚像 与物同侧 放大镜 二、眼睛的视物原理 1. 眼球的结构与作用：晶状体、角膜 、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜；视网膜相当于光屏，视网膜与视神经是相连的。 2.视力矫正：近视眼，晶状体太厚，折光能力太强，或眼球前后方向上太长，成像在视网膜的前方。矫正，利用凹透镜能使光发散的特点，配戴凹透镜制成的近视眼镜；远视眼，晶状体太薄，折光能力太弱强，或眼球前后方向上太短，成像在视网膜的后方。矫正，利用凸透镜能使光会聚的特点，配戴凸透镜制成的远视眼镜。 三、眼镜的度数与保护眼睛 1. 眼镜的规格 眼镜的规格通常不用焦距，而是用“度”表示，其数值等于焦距（以米作单位）倒数的100倍。 公式为：D=，即焦距越短，折射越明显，度数对应的数字越大。 2. 保护眼睛 我们应注意保护眼睛，采用正确的看书姿势，看书时间不要过长，注意让眼睛休息，认真规范做眼保健操。近视眼和远视眼患者应及时到医院就诊。 三层必刷：巩固提升+能力培优+创新题型 1．在探究凸透镜成像的规律实验中，先用焦距为的凸透镜进行实验，在光屏上得到清晰的缩小实像；保持发光体和凸透镜的位置不变，仅换用焦距为的凸透镜进行实验，则可能得到出现的情况是（　　） A．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的缩小实像 B．光屏靠近透镜，屏上得到清晰的放大实像 C．光屏远离透镜，屏上得到清晰的缩小实像 D．光屏靠近或远离透镜，屏上均得不到实像 2．如图是南昌西站的检票口人脸识别机器，乘客通过“刷脸”进出站台。下列说法正确的是（   ） A．“刷脸机”的摄像头相当于一个凹透镜 B．人在“刷脸机”里所成的像无法用光屏承接 C．“刷脸”同学距离摄像头越近，所成的像越大，像距也越大 D．“刷脸机”的摄像头镜头成像原理与放大镜相同 3．如图是小明送给奶奶的一款带有放大镜的指甲刀。使用时，放大镜到指甲的距离应（　　） A．小于放大镜的一倍焦距 B．等于放大镜的一倍焦距 C．大于放大镜的二倍焦距 D．在放大镜的一、二倍焦距之间 4．如图是公共场所宣传投影灯的结构示意图，装在高处的投影灯照在地面上会出现图案，且站在不同位置的人都能看到地面上的图案。下列说法正确的是（　　） A．投影灯的成像原理为光的直线传播 B．地面上成的是图片放大的像 C．地面上成的是图片的虚像 D．光在地面上发生了镜面反射 5．爱动脑的小张想知道近视眼是怎样形成和矫正的，请你帮他在下面的图中找到正确的序号（　　） A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 6．如图所示，能说明近视眼的成因及其矫正方法的是（    ） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 7．如图所示，用铁丝绕成一个内径约为3mm的圆环，将圆环在清水中蘸一下后取出，圆环内的水膜犹如一个透镜。下列辨别水膜是凸透镜还是凹透镜的方法中最简易可行的是（    ） A．用手触摸水膜，比较中间和边缘的厚度 B．透过水膜观察物理课本中的字 C．用刻度尺测量水膜中间和边缘的厚度 D．以上说法都可以 8．如图所示，小美在探究凸透镜成像规律的实验中，使用了一个焦距未知的凸透镜。 (1)她首先将凸透镜正对着太阳光，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，用刻度尺测量光斑到凸透镜光心的距离为，则该凸透镜的焦距为 ； (2)为了便于观察实验现象，她应该选择 （选填“较亮”或“较暗”）的实验环境。她将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在 上；当蜡烛距离凸透镜 时，在光屏上得到一个倒立、等大的像；将蜡烛继续远离凸透镜，并向 （选填“左”或“右”）移动光屏，也能看到清晰的像，这和 （选填“投影仪”“放大镜”或“照相机”）的成像特点类似； (3)当蜡烛距离凸透镜时，此时像距 （选填“大于”“小于”或“等于”）两倍焦距；若保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动凸透镜，要再次在光屏上得到清晰的像，凸透镜应向 （选填“蜡烛”或“光屏”）方向移动。 9．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，实验操作如下 (1)如图甲所示，让凸透镜正对着平行光，前后调节凸透镜位置，直到光屏上出现一个很小、很亮的光斑，此时凸透镜和光屏位置如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm。 (2)点燃蜡烛调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心，使它们在同一水平高度，其目的是 。 (3)当蜡烛、凸透镜、光屏位置如图乙所示时，光屏上能够观察到清晰的像，像是 的、 的实像；生活中 （选填“投影仪”或“照相机”）成像特点与本次成像特点相同。 (4)若在蜡烛和凸透镜之间放置一个凹透镜，发现光屏上的像变得模糊了。如果保持蜡烛和凸透镜位置不动，向 （选填“左”或“右”）移动光屏，可在光屏上再次观察到清晰的像。 10．小明用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 （1）调整器材高度时，要使蜡烛火焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度； （2）器材处于图所示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的倒立 实像，这与 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像特点相同。若保持凸透镜不动，蜡烛向左移动，则光屏要向 移动才能得到清晰的像； （3）在做实验时小明的手指不小心挡在凸透镜的上半部上，光屏上 （选填“会”或“不会”）出现手指的像，光屏上原来的像将 （选填“变亮”、“变暗”或“亮暗无变化”）； （4）在做实验时，随着蜡烛逐渐变短，光屏上的像往 移动，保持凸透镜不动，将光屏和蜡烛位置互换，互换后，像的大小变 。 11．小明将一个正立的“F”型光源、开有两个孔的挡板（如图1甲）和光屏依次垂直组装在水平光具座上，来研究“光线经过小孔后的传播情况”。 (1)适当调整光屏的位置，光屏上将呈现如图1乙中 所示的像，这是由于光的 形成的。 (2)保持光源和挡板位置不变，只增大光屏与挡板的间距，光屏上像的大小将变 ，像的亮度将变 。 (3)随后，小明用一块焦距未知的凸透镜替换挡板，用蜡烛替换“F”型光源，对“凸透镜成像的特点”进行探究，如图2所示。 ①将蜡烛、凸透镜和光屏从左到右依次安装在光具座上，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在 。 ②将蜡烛、凸透镜、光屏分别放在如图2所示位置时，光屏上恰好呈现出清晰、 （选填“倒立”或“正立”）、 （选填“放大”或“缩小”）的实像。 ③若保持图2中凸透镜的位置不变，只交换蜡烛和光屏的位置，则光屏上可以再次呈现清晰的像，这就是生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的工作原理。 ④若只将图2中的凸透镜略微向上移动，则可以观察到像 （选填“上移”或“下移”）。 12．小智探究“凸透镜成像规律”实验过程中，如图，当烛焰、透镜、光屏三者中心处于同一高度时，光屏上刚好能成清晰的 像（填完整的像的性质）；随着蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像会移动到凸透镜的 （选填“主光轴上”“主光轴上方”或“主光轴下方”）。 13．月球上数量众多的陨石坑，是由太空陨石高速撞击形成的。一块太空陨石撞击月球，天文学家借助 （望远镜/显微镜）在当日3时35分30秒观察到了明亮的闪光，当时地表、月面间相距，已知真空中，则陨石撞击月球发生在当日的时间为 （用*时*分*秒表示）。天文学家听不到撞击声是因为 。 14．近年来，青少年的视力问题日益成为全社会关注的焦点话题。图甲和图乙是青少年中常见的两种眼疾患者成像的光路图，其中，要用凹透镜来矫正的是 （选填 “甲”或“乙”）图的患者，另一个图的患者不戴眼镜也能够看清 （选填“远处”或“近处”）的物体。 15．如图所示的眼镜是 （选填“近视”或“远视”）眼镜，是由 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）制成的，此透镜对光线 作用。 16．近视眼其形成原理与图 （选填“甲”或“乙”）相符，要使像成在视网膜上，人应该 （选填“靠近”或“远离”）物体，或者佩戴 （选填“凹”或“凸”）透镜予以矫正。 1．我国中小学生近视眼人数越来越多，影响了中小学生的身心健康。实践小组的同学想研究近视眼的成因，因此他们利用实验室的“水透镜”进行了探究。 (1)实验时，应使光源、“水透镜”和光屏三者的中心大致在 。为了便于观察实验现象，实验环境应该 （选填“较暗”或“较亮”）一些； (2)当光源、“水透镜”和光屏在图甲所示的位置时，光屏上成清晰的像，此时“水透镜”的焦距为 cm； (3)保持图甲中“水透镜”的焦距不变，将光源移到处，当光屏移动到处时，在光屏上得到清晰的像，如图乙所示，该像是 （选填“放大”或“缩小”）的。若想使光屏上的像变大，应将光源向 （选填“左”或“右”）移动； (4)保持图乙中光源与“水透镜”的位置不变，小组同学向“水透镜”的薄膜中注入了一些水，发现图乙光屏上的像变得模糊，接着他们向左移动光屏后再次得到清晰的像。由此可知，近视眼的形成原因是晶状体变厚，经过晶状体后所成的像落在视网膜 （选填“前”或“后”）面； (5)创新小组的同学选用了蜡烛作为光源，实验时他们发现随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像会向 （选填“上”或“下”）移动。 1．跨学科实践 制作简易照相机模型 照相机已广泛应用于我们的生活。同学们成立了制作简易照相机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了照相机原理，收集材料组装了如图所示的照相机模型。 用硬纸板做两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能够薄套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒的一端嵌上一个透镜，在另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜，这样就做成了照相机模型。 (1)纸筒的一端嵌上的透镜可能为下图中的 。（填序号） (2)使用时，应将 （选填“A”或“B”）端对着室外，拉动纸筒，改变透镜和薄膜间的距离，就可以在薄膜上看到室外景物 （选填“正立”或“倒立”）清晰的像。 (3)若在较亮的室内观察明亮室外的物体时，发现薄膜上清晰的像看起来不太明显，不便于观察，则可进行的改进是 。（写出一条即可） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $