3.3 凸透镜成像的规律 同步练 -2026-2027学年苏科版物理八年级上册

**基本信息** 初中物理“凸透镜成像的规律”同步练习，通过基础选择、进阶多选、综合探究三层设计，覆盖成像规律应用、实验操作与推理，强化物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（选择1-8、填空1-3）|单一成像规律（倒立缩小/放大实像、焦距变化）|结合高科技眼镜等生活情境，考查基本规律应用| |进阶层（选择9-10）|多规律综合（成像特点与应用匹配、u-v图像分析）|多选题形式，强化科学推理与规律辨析| |综合层（探究题1-2）|实验操作与动态变化（物距像距关系、故障分析）|完整实验情境，培养科学探究与问题解决能力|

3.3 凸透镜成像的规律 同步习题 一．选择题 1．戴上高科技眼镜，眼睛只需要眨一下，高科技眼镜就能迅速把眼前的美景拍照存储好。在休息的时候，该眼镜还可以当作放映机，将电影投放在眼前，人能静静躺在沙发上惬意的欣赏。该高科技眼镜还可以根据自己眼睛远视程度，自动变化焦距，让你一直看清眼前的风景。关于该眼镜，下列说法不正确的是（　　） A．该高科技眼镜拍照时，成像特点是倒立缩小的实像 B．该高科技眼镜投放电影时，像的特点是倒立放大的实像 C．若自己的眼睛晶状体变薄了，则该眼镜的焦距应该自动变得小一些 D．该高科技眼镜拍摄较远的风景时，自身焦距应该变得小一些 2．用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距是30cm B．图乙中烛焰成的是倒立放大的像 C．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 D．保持凸透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离凸透镜，烛焰仍可在光屏上成清晰的像 3．如图所示是物体AB经照相机镜头成像原理示意图，当AB沿主光轴远离镜头时，则物体上A点的像A′会沿（　　）移动。 A．A′O B．A′F C．水平向右 D．水平向左 4．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是（　　） ①利用这一原理制成了投影仪 ②该透镜的焦距f一定满足7.5cm＜f＜15cm ③若将蜡烛稍稍靠近凸透镜，则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像 ④若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像 A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．只有②③④ 5．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是（　　） A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 6．如图a，蜡烛在光屏上能成一清晰的像。如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分，如图所示，再把上半截透镜A和下半截透镜B向原主光轴位置合拢，则下列说法中正确的是（　　） A．在a图中，如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点，不会在光屏上留下小飞虫的影子 B．在a图中，如果蜡烛向透镜不断靠近，则所成的像一直变大 C．在b图中，A、B合拢后，所成像情况与a图相同，只是亮度变低 D．在b图中，A、B合拢后，无论怎样移动光屏，在光屏上都不能成像 7．小红同学在“探究凸透镜成像规律”时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．利用这一成像规律可制成投影仪 B．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动 C．如果用不透明纸将凸透镜的上半部分挡住，光屏上只能成半个烛焰的像，像的亮度减弱 D．要使光屏上烛焰的像变小，应将蜡烛远离凸透镜且将光屏靠近凸透镜 8．在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置，在凸透镜后20cm的光屏上出现一个清晰的倒立等大的像，如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处，则（　　） A．将光屏靠近凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立缩小的实像 B．将光屏靠近凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立放大的实像 C．将光屏远离凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立放大的实像 D．无论怎样移动光屏，光屏上均找不到像 （多选）9．如图是“探究凸透镜成像规律”的实验装置，当蜡烛位于二倍焦距以外时，下列说法正确的是（　　） A．成倒立、缩小的实像 B．成正立、放大的虚像 C．照相机利用了该成像规律 D．投影仪利用了该成像规律 （多选）10．在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图象，根据图象可知（　　） A．该凸透镜的焦距f＝20cm B．当物距u＝30cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律 C．当物距小于像距时，成正立、放大的实像，“刷脸支付”利用了这条规律 D．若把物体从距凸透镜8cm处向凸透镜移动过程中，所成的像会逐渐变小 二．填空题 1．无人机的照相机镜头相当于一个　 　 透镜。无人机竖直上升过程中，地面物体通过镜头所成像的大小将变　 　 。 2．如图所示，两个薄透镜L1和L2共轴放置，已知L1的焦距f1＝f，L2的焦距f2＝﹣f，两透镜间的距离也是f，小物体位于物面P上，物距u1＝3f。 （1）小物体经过这两个透镜的像在L2的　 　 边，到L2的距离　 　 ，是　 　 像（填“实”或“虚”）、　 　 像（填“正”或“倒”）。 （2）现在两个透镜位置调换，若还要使给定的原物体的原像处成像，两透镜作为整体应沿光轴向　 　 边移动距离　 　 ，这个新的像是　 　 像（填“实”或“虚”）、　 　 像（填“正”或“倒”）。 3．一幅如图甲所示的漫画立在桌面上。小霞把一个装水的玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现：透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙。小霞观察分析：装水的圆柱形玻璃杯横切面中间厚，边缘薄，起到　 　 （填“平面镜”、“凸透镜”或“凹透镜”）的作用，使图片横向放大、颠倒，透过水杯看到的是老鼠的　 　 （填“实”或“虚”）像，此时老鼠到玻璃杯的距离满足　 　 （填“f＜u＜2f”或“u＞2f”）。 三．综合探究题 1．如图，是研究凸透镜成像时的位置放置简图，其中F点是凸透镜的焦点，小明将物体分别放在图中a、b、c、d、e点进行五次实验，从而得到了有关规律，现请你帮他填写完整： （1）在五次实验中物体放在 点时光屏上得的像最大； （2）当像和物体在同侧时，物体放在图中的 点； （3）物体从b点沿主轴移到d点，物体的像将变 （填“大”或“小”）； （4）当物体放在a点时，遮去凸透镜的上面一半，则物体像的大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）； （5）若某次实验在光屏上出现一个缩小的像时，测得光屏到凸透镜的距离为30cm.则当物体距离凸透镜20cm时，下列判断正确的是 。 A．光屏上一定会出现一个放大的像；B．光屏上可能不会出现像 C．光屏上可能会出现一个缩小的像；D．都有可能 （6）如果某次实验点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，光屏上始终不能出现蜡烛火焰的像，你认为产生这种现象的原因可能是什么？（写出一条即可） 。 2．某小组做探究“凸透镜成像规律”的实验。 （1）如图甲所示，将A、B两块透镜分别正对太阳光时，在离透镜较近的光屏上出现了不同的光斑，由此判断需要用 　 　 （选填“A”或“B”）透镜完成实验；由图乙知，该凸透镜的焦距f＝ 　 　 cm。 （2）实验前，将烛焰和光屏的中心调整在凸透镜的 　 　 上，目的是 　 　 。 （3）当各元件位置如图所示时，光屏上恰好成清晰的像，这时烛焰在光屏上成 　 　 （“正立”“倒立”）、　 　 （“放大”“缩小”）的实像。 （4）保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移至37cm刻度线处，要想得到清晰的像，光屏应移至 　 　 cm刻度线处，此时成 　 　 （“正立”“倒立”）、　 　 （“放大”“缩小”）实像。 （5）保持透镜位置不动，小红将蜡烛移动至45cm刻度线处，无论怎么移动光屏，光屏上都无法成清晰的像，此时应从 　 　 （选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察 　 　 （“正立”“倒立”）、　 　 （“放大”“缩小”）的 　 　 （填“虚”或“实”）像，此时将一个挡板放置在42cm刻度处，　 　 （填“仍能”或“不能”）观察到这个像。 （6）实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，则烛焰的像在光屏上的位置会向 　 　 （选填“上”或“下”，下同）移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向 　 　 调节。 （7）实验中，若有飞虫挡住凸透镜的上半部分，则光屏上 　 　 。 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.烛焰的像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了 参考答案 一．选择题 1．【解答】解：A．该高科技眼镜拍照时的成像原理和照相机相同，成倒立、缩小的实像，故A正确； B．投放电影时的成像原理和投影仪相同，成倒立、放大的实像，故B正确； C．眼睛晶状体变薄，折光能力变弱，像会成在视网膜后方，为了让像前移到视网膜上，需要增强折光能力，因此眼镜的焦距应自动变小，故C正确； D．拍摄较远的风景时，物距变大，根据凸透镜成像规律，像距会变小。为了仍能成清晰的像，应增大焦距，让透镜折光能力变弱，故D错误。 故选：D。 2．【解答】解：A、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于点F，点F即为此透镜的焦点，从焦点到透镜中心的距离即为焦距，则透镜的焦距为30.0cm﹣20.0cm＝10.0cm，故本选项错误； B、图乙中，物距u＝15.0cm，像距v＝30.0cm，像距大于物距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立放大的实像，故本选项正确； C、由凸透镜成像规律可知，当u＞2f时，成倒立缩小的实像，应用于照相机。故本选项错误； D、因为凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，所以将蜡烛远离凸透镜，保持凸透镜、光屏位置不变，则在光屏上不能成清晰的像，要想在光屏上成清晰的像，应将光屏向靠近透镜的方向移动，故本选项错误。 故选：B。 3．【解答】解：当AB沿主光轴远离镜头时，物距变大，此时像距应该减小，成的像也减小，由图知，平行于主光轴的光线经过凸透镜后始终通过焦点并会聚到像点，所以像会沿A'F的方向移动。 故选：B。 4．【解答】解：①由图可知，物距大于像距，u＞2f，2f＞v＞f，此时光屏上成倒立缩小的实像，照相机利用了此原理．故①错误； ②蜡烛距离凸透镜30cm时，在透镜的另一侧15cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立缩小的实像；此时像的位置在一倍焦距和二倍焦距之间，物距在二倍焦距以外，即2f＞15cm＞f，30cm＞2f；所以15cm＞f＞7.5cm，故②正确； ③凸透镜成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，则若将蜡烛靠近凸透镜，则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变大，故③正确； ④若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，此时2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故④错误； 故选：B． 5．【解答】解：简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变，暗箱长度也不能改变。拍照时只要把景物全部纳入取景器内，无论物距如何变化，都能拍出比较清晰的照片，这主要是因为这种照相机的焦距小，物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用调节。 通过以上分析，只有选项B是正确的。 故选：B。 6．【解答】解： A、在a图中，一只小飞虫恰好落在透镜上的P点上，位于透镜的一倍焦距之内，不会成像在光屏上，故A正确； B、在a图中，蜡烛在二倍焦距以外，靠近透镜过程中会经过焦点，而物体在凸透镜焦点上时，不成像，故B错误； CD、切除透镜中间的一部分后，剩余部分相当于两个透镜，A、B合拢时，两透镜的光心位置改变了，会导致上面的像下移，而下面的像上移，将错位成两个像，此时在光屏上能成像，但所成像情况与a图不同，同时通过凸透镜的光线减少，则所成像的亮度变低，故CD错误； 故选：A。 7．【解答】解：A、由图知，蜡烛放在2倍焦距之外，所以此时成缩小、倒立的实像。照相机是根据这个原理制成的。而幻灯机是根据物距处于f和2f之间时，成放大、倒立的实像原理制成。故A错误。 B、由于成的实像是倒立的，所以蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像就应该越向上移动，故B错误； C、用不透明纸遮住凸透镜的左半部分，烛焰上任一点射向凸透镜的右半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗，故C错误； D、要使光屏上的烛焰的像变小，应增大物距，即蜡烛应远离凸透镜。故D正确。 故选：D。 8．【解答】解：距离凸透镜20cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，所以v＝20cm＝2f，则f＝10cm； 如果将蜡烛移动到凸透镜前25cm处，物距增大，像距减小，所以应该将光屏靠近凸透镜一段距离，光屏上会出现倒立缩小的实像，故A正确，BCD错误； 故选：A。 9．【解答】解：如图是“探究凸透镜成像规律”的实验装置，根据凸透镜成像规律：当物体位于二倍焦距以外时，凸透镜成倒立、缩小的实像，该规律的实际应用是照相机。 故选：AC。 10．【解答】解：A、据凸透镜成像规律可知，当u＝v＝2f，凸透镜成倒立、等大的实像；由图可知，u＝v＝2f＝20cm，所以f＝10cm。故A错误； B、当物距u＝30cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机，故B正确； C、当物距小于像距时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪，“刷脸支付”利用了照相机的原理，故C错误； D、u＜f，成正立、放大的虚像。如果将蜡烛从该点向凸透镜移动，根据“凸透镜成虚像时，物距越小，像越小”，所以像逐渐变小，故D正确。 故选：BD。 二．填空题 1．【解答】解：照相机的成像原理是利用凸透镜成倒立、缩小的实像，所以无人机的照相机镜头相当于一个凸透镜。 根据凸透镜成实像的规律，物距越大，像距越小，实像越小。当无人机竖直上升时，它到地面物体的距离在不断变大，此时地面物体通过镜头所成的实像大小将会变小。 故答案为：凸；小。 2．【解答】解：（1）由物距u1＝3f．可知u＞2f，则在L1的右侧成倒立、缩小的实像， 由可得，，解得v＝1.5f， 因为L1的焦距f1＝f，L2的焦距f2＝﹣f，两透镜间的距离也是f，所以小物体经过这两个透镜的像到L2的距离为1.5f﹣0.5f＝f， （2）根据光的可逆原理可知，现在两个透镜位置调换，若还要使给定的原物体的原像处成像，第二次的物距等于第一次的像距，所以，透镜组应整体向左平移3f﹣f＝2f，最终得到的是倒立等大的实像。 故答案为：（1）右；f；实；倒；（2）左；2f；实；倒。 3．【解答】解：圆柱形玻璃杯盛满水，圆柱形玻璃杯中的水中间厚边缘薄，形成水凸透镜；该凸透镜能使图片横向放大、颠倒；由乙图可知，此时的老鼠的像与甲图中的老鼠相比，是放大的，左右颠倒的实像，所以此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，即f＜u＜2f。 故答案为：凸透镜；实；f＜u＜2f。 三．综合探究题 1．【解答】解：（1）因为在光屏上成像，所以要成实像。物体要在一倍和二倍焦距之间。 故答案为：d。 （2）物体与像同侧，所以此时成虚像，物体在焦点之内。 故答案为：e。 （3）当物体由b向d移动时，物距在减小，所以成的像变大。 故答案为：大。 （4）遮去凸透镜的上面一半，通过透镜会聚的光线少了，此时仍成物体完整的像，只是像变暗。 故答案为：不变。 （5）物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。 所以f＜30cm＜2f,则15cm＜f＜30cm。 当物体距离凸透镜20cm时，物体可能成放大的实像，也可能不成像。因为f＞15cm,所以2f＞30cm,所以不可能成缩小的像。 故答案为：B。 （6）在光屏上不能成蜡烛的像，可能是没有成实像。 故答案为：蜡烛放在焦点处或焦点以内。 2．【解答】解：（1）图中的A对光起发散作用，是凹透镜，B对光起会聚作用，是凸透镜，探究凸透镜成像规律应该选择B透镜进行实验； 由图乙知，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，所以凸透镜的焦距是：f＝20.0cm﹣10.0cm＝10.0cm； （2）为了使像成在光屏中央，实验前，应将烛焰和光屏的中心调整在凸透镜的主光轴上； （3）由图丙可知，此时物距u＝50.0cm﹣10.0cm＝40.0cm＞2f，成倒立、缩小的实像； （4）保持凸透镜位置不动，小红将蜡烛移至37cm刻度线处，此时物距等于原来的像距，根据在光的折射中，光路是可逆的可知，要想得到清晰的像，光屏应移至90cm刻度线处，让像距等于原来的物距；此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立、放大的实像； （5）保持透镜位置不动，小红将蜡烛移动至45cm刻度线处，此时物距u＝50cm﹣45cm＝5cm＜f，成正立、放大的虚像，像与物同侧，因此应从光屏一侧透过凸透镜观察正立、放大的虚像； 虚像不是由实际光线会聚而成，故将一个挡板放置在42cm刻度处，仍能观察到这个像； （6）实验过程中，蜡烛由于燃烧而逐渐变短，根据过光心的光线传播方向不变可知，烛焰的像在光屏上的位置会向上移动，为了能让烛焰的像回到光屏的中央，可将凸透镜向下调节； （7）实验中，若有飞虫挡住凸透镜的上半部分，下半部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故选：D。 故答案为：（1）B；10.0；（2）主光轴；使像成在光屏中央；（3）倒立；缩小；（4）90；倒立；放大；（5）光屏；正立；放大；虚；仍能；（6）上；下；（7）D。 学科网（北京）股份有限公司 $