第五章透镜及其应用--凸透镜成像的规律实验专题 ----2025-2026学年人教版物理八年级上学期

2025-2026学年度人教版物理八年级上册第五章透镜及其应用 --凸透镜成像的规律实验专题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．小康同学选用焦距为15cm的凸透镜，做“探究凸透镜的成像规律”的实验。 (1)小康将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后。调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度、使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，这样做的目的是使像呈现在 。 (2)小康将蜡烛放在10cm刻度线处，移动光屏到如图所示位置，光屏上恰好呈现一清晰的像，该像的性质是倒立、 （填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。 (3)保持凸透镜位置不变，小康将蜡烛移动到25cm刻度线处、若想在光屏上得到清晰的像，应把光屏向 （填“左”或“右”）移动，像将 （填“变大”“变小”或“不变”）。 (4)保持凸透镜位置不变。小康将蜡烛移动到40cm刻度线处，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到清晰的像。当小康的眼睛在凸透镜的右侧，透过凸透镜观察到烛焰 （填“正立”或“倒立”）、放大的像，生活中的 （填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用这样的成像原理工作的。 2．在第一次天宫授课中，王亚平制作了一个悬在空中的水球，透过水球看到了她倒立、缩小的像，如图甲所示。老师告诉小海这个水球相当于一个凸透镜，小海利用图乙所示器材进行探究，将焦距为10 cm的凸透镜固定在50 cm刻度线处。 (1)实验时小海应先将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节到 ，然后当小海将蜡烛和光屏移至图乙所示位置时，烛焰恰好在光屏的中心成清晰的倒立、缩小的像，这个像是 （选填“实”或“虚”）像，此时物距与焦距的关系是 （选填“”“”或“”）。 (2)当小海将蜡烛移至35 cm刻度线处时，应向 （选填“左”或“右”）移动光屏，才能在光屏上成清晰的倒立、 （选填“放大”“等大”或“缩小”）的像。 (3)依据上述实验规律，小海判定：透过水球看到王亚平倒立、缩小的像时，她到水球球心的距离与水球透镜焦距的关系满足 （选填“”、“”或“”）。 (4)凸透镜在生活中有许多应用，请列举一例： 。 3．小明在做“探究凸透镜成像的规律”的实验。 (1)为了确定凸透镜的焦距，小明同学让一束平行光射向凸透镜，移动光屏，直到光在光屏上会聚成一点，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm； (2)小明在光具座上组装好器材，并调整凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心在同一高度；将点燃的蜡烛放在如图乙所示的位置，移动光屏，使烛焰在屏上成清晰的像。测出物距、像距。此时的成像情况与生活中的 （选填“照相机”或“投影仪”）成像原理相同； (3)为测到更多的数据找出规律，小明保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动一小段距离，为了再次在光屏上成清晰的像，光屏应向 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜的方向移动适当的距离。 (4)随着蜡烛的不断燃烧，光屏上烛焰的像如图丙所示，要想使像成在光屏的中央，使后续实验能继续正常进行，你接下来的正确操作是： 。 4．滨滨在物理课上做“探究凸透镜成像”的实验时，发现了很多有意思的现象： (1)滨滨根据实验记录，绘制成实像时像离透镜的距离v与物体离透镜的距离u之间的关系图像如图甲所示，现在将该凸透镜正对着平行光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处光屏上会出现 。 (2)若将烛焰移至距凸透镜15cm处，移动光屏，使光屏上得到倒立、 （填“放大”“或缩小”）的实像。此成像规律应用在 上。（填一种光学器材名称） (3)做实验时，发现烛焰在光屏上所成的像如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，如果只调节蜡烛的烛焰，应将烛焰向 调节（填“上”或“下”）。重新固定好蜡烛后发现无论如何移动光屏，光屏中始终没有清晰的像，原因可能是 。 (4)用此透镜组装一个照相机模型：用来拍毕业照。拍照时，发现有部分学生没有在镜头里，为了拍完整的照片，应使镜头 （填“远离”或“靠近”）学生。 5．同学们参观博物馆时发现一件秦代木牍前放置着凸透镜，通过凸透镜看到的情景如图甲。为了弄清其原理，他们进行了如下探究。 (1)如图乙，用太阳光照射凸透镜，移动光屏直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，此凸透镜的焦距为 cm。 (2)将三个元件移动到如图丙所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）。 (3)如丙图所示，保持蜡烛和透镜位置不动，若她用塑料吸管对准烛焰持续用力吹气使烛焰尖部向左偏，发现光屏上“烛焰尖部”变模糊，则将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰。 (4)她减小物距，发现蜡烛在某位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都看不到像。小丽撤去光屏，从图丙中 （选填“A”或“B”）侧向透镜方向观察，看到了正立放大的像。 (5)将原凸透镜更换为一个焦距更大的凸透镜后，其他元件不动，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 （选填“凸”或“凹”）透镜，所放透镜可以用来矫正 （选填“近视眼”或“远视眼”）。 6．如图所示，小明和同学们在老师指导下做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)调节实验器材的高度时，蜡烛 （选填“需要”或“不需要”）点燃；为使像能呈现在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心位于 上； (2)由图甲所示，则该凸透镜的焦距为 cm； (3)如乙图所示，当蜡烛位于图中B处时，移动光屏到 （选填“C”“D”或“E”）点，光屏上才能成清晰的像； (4)将蜡烛移至35cm刻度线处，移动光屏使光屏上能承接到清晰像，利用这个成像原理制成了 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）；若蜡烛燃烧变短了，其在光屏上的像的位置将 （选填“升高”或“降低”）； (5)同组小丽同学在探究凸透镜成像实验时，不小心将凸透镜上半部分摔烂了，她坚持用剩余的下半部分继续实验，则光屏上将_____。 A．得不到像 B．仅成上半部分的像 C．仅成下半部分的像 D．像是完整的，亮度变暗 7．在某次探究凸透镜成像规律的实验中： (1)小明想知道实验中某块透镜的焦距，他做了图甲所示的实验，镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸（白纸与透镜平行），测出透镜与白纸间距与对应的白纸被烤焦的时间，绘出图乙所示的图像，可判断该透镜的焦距f为 ； (2)如图丙所示，当把该凸透镜固定在刻度线位置，蜡烛固定在刻度线位置时，光屏应在 （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像； (3)实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致烛焰的像不在光屏的中央，为了使像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，请写出一种可行的方法： ； (4)在露天电影走进社区活动中，准备放映时，发现画面小于整个屏幕，为了使画面占满整个屏幕，如果你是放映员应将________。（填以下选项字母代号） A．放映机靠近屏幕，同时要减小镜头和胶片间的距离 B．放映机远离屏幕，同时要减小镜头和胶片间的距离 C．放映机靠近屏幕，同时要增大镜头和胶片间的距离 D．放映机远离屏幕，同时要增大镜头和胶片间的距离 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 凸透镜成像的规律实验专题 参考答案 1．(1)光屏的中央位置 (2)缩小 (3) 右 变大 (4) 正立 放大镜 【详解】（1）实验中使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，是为了使像成在光屏的中央，避免像偏上或偏下导致无法在光屏上清晰观察到。 （2）已知凸透镜焦距，蜡烛在刻度线处，凸透镜在刻度线处，物距 因为，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，与照相机成像原理相同。 （3）[1][2]蜡烛移到刻度线处，物体靠近凸透镜，根据“物近像远像变大”的规律，像远离凸透镜，因此要把光屏向右移动，像将变大。 （4）[1][2]蜡烛移到刻度线处，物距，此时凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，只能透过透镜直接观察，生活中的放大镜就是利用这一原理工作的。 2．(1) 同一高度 实 (2) 右 放大 (3) (4)放大镜 【详解】（1）[1]实验时，小海应先将烛焰、凸透镜和光屏的中心调节到同一高度，目的是使像成在光屏中央。 [2]由图可知，光屏的中心成清晰的倒立、缩小的像，这个像是实像。 [3]根据凸透镜成像规律可知时，成倒立、缩小的实像，此时物距与焦距的关系是。 （2）[1][2]当小海将蜡烛移至35cm刻度线处，此时物距，此时物距在之间，成倒立、放大的实像，像距，故应向右移动光屏，才能在光屏上成清晰的倒立、放大的实像。 （3）透过水球看到王亚平倒立、缩小的像，根据，成倒立、缩小的实像，故她到水球球心的距离u与水球透镜焦距f的关系满足。 （4）凸透镜在生活中有许多应用，如远视眼镜、放大镜、摄像机镜头等。 3．(1)10.0 (2)照相机 (3)远离 (4)将蜡烛调高，使烛焰与凸透镜和光屏，它们的中心在同一高度 【详解】（1）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，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，甲图中刻度尺的分度值是1cm，所以凸透镜的焦距是 （2）当蜡烛放在图乙位置，此时物距 成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。 （3）完成（2）中实验后，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动一小段距离，此时物距变小，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，为了再次在光屏上成清晰的像，光屏应向远离凸透镜的方向移动适当的距离。 （4）随着蜡烛的不断燃烧，光屏上烛焰的像如图丙所示，要想使像成在光屏的中央，将蜡烛调高，使烛焰与凸透镜和光屏，它们的中心在同一高度。 4．(1)一个最小最亮的光斑 (2) 放大 投影仪/幻灯机 (3) 上 蜡烛被固定在一倍焦距以内/蜡烛被固定在一倍焦距处 (4)远离 【详解】（1）根据图像可知，当时，物距等于像距，根据凸透镜成像特点可知，此时成倒立、等大的实像，此时物距和焦距关系为 即此凸透镜的焦距为，平行光经过凸透镜后会会聚于焦点，成最小、最亮的光斑。 （2）[1][2]凸透镜的焦距为10cm，物体在15cm处，位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，在光屏上得到倒立、放大的实像，投影仪、幻灯机就是应用这一原理制成的。 （3）[1]烛焰在光屏上的像位置偏高，说明蜡烛的烛焰中心低于凸透镜光心，所以如果只调节蜡烛的烛焰，应向上移动蜡烛。 [2]重新固定好蜡烛后发现无论如何移动光屏，光屏中始终没有清晰的像，说明光屏上接收不到，故此时不成像或成的是虚像，所以蜡烛被固定在一倍焦距以内或蜡烛被固定在一倍焦距处。 （4）拍照时，发现有部分学生没有在镜头里，为了拍完整的照片，应使像缩小一些，根据凸透镜成像原理，当成实像时“物远像近像变小”，故应增大物距，所以镜头应远离学生。 5．(1)10.0 (2)照相机 (3)左 (4)B (5) 凸 远视眼 【详解】（1）平行主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点，这个点即为焦点；焦点到凸透镜光心的距离焦距，由图乙可知，凸透镜的焦距为 （2）将三个元件移动到如图丙所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰清晰的像，此时物距大于像距，光屏上出现倒立、缩小的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是照相机。 （3）保持蜡烛和透镜位置不动，若她用塑料吸管对准烛焰持续用力吹气使烛焰尖部向左偏，此时物距增大，像距减小，像变小，将光屏向左移动，“烛焰尖部”呈现的像又会变清晰。 （4）减小物距，发现蜡烛在某位置时，无论怎样移动光屏，光屏上都看不到像，此时蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，故眼睛应该在光屏这一侧，即B位置看向凸透镜，可观察到此时的像。 （5）[1][2]将原凸透镜更换为一个焦距较大的凸透镜后，由于焦距变大，折光能力变弱，像会成在光屏的后方，所以需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个可以使光线会聚的凸透镜，该透镜可以矫正远视眼。 6．(1) 需要 同一高度 (2)10 (3)D (4) 投影仪 升高 (5)D 【详解】（1）[1]探究凸透镜成像的实验，调节实验器材时，主要就是调节烛焰、凸透镜、光屏的高度，所以蜡烛需要点燃。 [2]为了使像成在光屏的中央，应使烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心位于同一高度。 （2）由图甲的图像可以看出，图像上有一个特殊的点，物距等于像距。物距等于像距的位置就是二倍焦距处，二倍焦距等于20cm，所以该凸透镜的焦距为10cm。 （3）如图乙，当蜡烛位于图中B处时，就是蜡烛位于二倍焦距处，此时像也应该在二倍焦距处，所以移动光屏，在D点光屏上才能成清晰的像。 （4）[1]将蜡烛移到35cm刻度线处，此时蜡烛到透镜的距离是在1倍和2倍焦距之间，所成的是倒立、放大的实像，利用这个成像原理可以制成投影仪。 [2]凸透镜在光屏上所成的是倒立的实像。倒立的像，不仅位置上颠倒，而且在运动方向上也是相反的。若蜡烛变短，它在光屏上的像的位置将升高。 （5）半个透镜也可以会聚光线，也可以形成烛焰完整的像，只是会聚的光线少了一些，只是像的亮度暗了一点。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 7．(1)12 (2)Ⅱ (3)蜡烛升高（合理即可） (4)B 【详解】（1）由图乙可知，当透镜与白纸间距s=12cm时，白纸被烤焦的时间t=4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，说明这个点最小、最亮就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸的间距即为焦距f=12cm。 （2）凸透镜焦距是12cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，物距为 大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律知，此时成倒立缩小的实像，像在1倍和2倍焦距之间，则光屏应在Ⅱ区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像。 （3）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致烛焰的像不在光屏的中央，为了使像能成在光屏中央，根据过光心的光线传播方向不变可知，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏或蜡烛升高或向下移动凸透镜。 （4）在露天电影走进社区活动中，准备放映时，发现画面小于整个屏幕，为了使画面占满整个屏幕，即像变大，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，应减小物距，增大像距，所以放映机远离屏幕，同时要减小镜头和胶片间的距离，综上分析可知，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 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 $