5.3 凸透镜成像的规律 同步练-2026-2027学年人教版八年级物理上册

**基本信息** 本练习以“凸透镜成像的规律”为核心，通过“基础提质-能力提升-素养提优”三层设计，构建从单一规律应用到综合实验探究的知识巩固路径，融合科学探究与科学思维，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础提质|单一成像规律直接应用|以中考真题为载体，考查物距与像的性质关系，如选择“琉璃瓶观察”情境| |能力提升|规律综合应用与实验操作|结合生活情境（水滴、玻璃瓶成像），融入实验调节（中心高度、像距变化）分析| |素养提优|探究能力与迁移应用|通过v-u关系图像、多变量实验数据（焦距、物距影响）考查科学推理，强化实验反思|

凸透镜成像的规律 基础提质 知识点 凸透镜成像的规律 1.〔2025 山东淄博中考〕淄博琉璃烧制技艺是国家级非物质文化遗产。小明在琉璃馆参观时用一个焦距为 15 cm 的凸透镜观察琉璃瓶的细节，当凸透镜距离瓶子 10 cm 时，他看到的像是（ ） A. 倒立、放大的实像 B. 倒立、缩小的实像 C. 正立、放大的虚像 D. 正立、放大的实像 2.〔2025 山东济南期末〕一花一世界，一草一天堂，透过水滴看事物，你会发现一个 “颠倒” 的精彩世界！如图透过水滴我们看到了颠倒的远处的树木和房屋，选项图中线段ab表示物体，能正确反映其成像原理的示意图是（ ） 3.〔2026 广东深圳罗湖期末〕如图所示，小罗做凸透镜成像实验时在光屏上得到了倒立、等大、清晰的实像 (像未画出)，则透镜的焦距是______cm；然后他把蜡烛再移动到35cm刻度线处，此时的成像原理与______(选填 “照相机”“投影仪” 或 “放大镜”) 的相同。 4. 实验小组用焦距为 10 cm 的凸透镜、高度为 6 cm 的 “F” 形光源 (如图所示) 等器材探究凸透镜成像规律。 (1) 实验前需调节光源、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上，规范的操作是______(填选项)。这样调节的目的是使像成在光屏的______。 A. 将三者分散排列，然后用目测的方法调节 B. 将三者靠拢，然后用目测的方法调节 (2) 调节好器材，将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏多次实验，记录的实验数据如表所示。分析实验数据可知，凸透镜成实像时，物距变小，像距______，像的大小______。(两空均选填 “变大”“变小” 或 “不变”) (3) 接着再将光源移至凸透镜前 6 cm 处，发现无论如何移动光屏，光屏上都不能成像。此时眼睛应从______(选填 “光源” 或 “光屏”) 一侧透过凸透镜进行观察，说明此时凸透镜成的是______(选填 “实像” 或 “虚像”)。 (4) 用 “F” 形光源代替蜡烛进行实验的优点：________________________(写出一个即可)。 能力提升 5.〔2025 广东广州中考〕如图，蜡烛距凸透镜 20 cm 时，烛焰在光屏上成清晰的倒立、缩小的像，则该凸透镜的焦距可能是（ ） A.5 cm B.20 cm C.30 cm D.40 cm 6. 如图所示，圆柱形玻璃瓶里装有水，把一支铅笔水平地放在靠近玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到铅笔的形状________（选填 “不变” 或 “变化”）；把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐________（选填 “变长” 或 “变短”），同时会看到铅笔________（选填 “变粗”“变细” 或 “粗细不变”），到某一位置以后，铅笔尖的方向________（选填 “会” 或 “不会”）改变。 7. 某同学用发光物体、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。 (1) 实验时，调节发光物体、凸透镜和光屏的中心，使它们的________相同，探究发光物体的成像情况； (2) 如图所示，光屏上恰好成清晰的倒立、_______（选填 “放大”“等大” 或 “缩小”）的实像，与_______（选填 “照相机”“投影仪” 或 “放大镜”）的成像原理相同；在不改变发光物体和光屏位置的情况下，将凸透镜移动到刻度线处，光屏上能再次出现清晰的像；实验时，他不小心用手指尖触碰到了凸透镜，则光屏上________（选填 “会” 或 “不会”）有手指尖的像； (3) 发光物体、光屏处于如图所示位置，仅用焦距为 20 cm 的凸透镜替换图中原来的凸透镜放在 50 cm 刻度线处继续实验，下列说法正确的是________（填序号）。 ①只向右移动光屏，可在光屏上得到等大清晰的实像 ②只将发光物体向左移动到适当位置，可在光屏上得到清晰的实像 8. 如图所示，F表示凸透镜的焦点，S点表示烛焰的位置，(S')表示S经凸透镜所成的像，请在图中画出入射光线SA经过凸透镜之后的光线。（凸透镜用 “↑” 表示） 素养提优 9.〔2025 黑龙江龙东地区中考〕多选 如图所示，轩轩同学在做 “探究凸透镜成像的规律” 实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v与物体到凸透镜的距离u的关系图像，下列说法中正确的是（ ） A. 该凸透镜的焦距 . 物体从处向透镜靠近的过程中，光屏上的像先变大后变小 C.时，将透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变暗 D.时，在光屏上成缩小的像 实验 探究凸透镜成像的规律 某小组用如图所示器材，探究 “凸透镜成像的规律”。 基础设问 1. 为了粗略测量凸透镜的焦距，小明做了如图甲所示实验，该凸透镜的焦距为____cm。 2. 将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在________；实验过程中，蜡烛因燃烧变短，则烛焰在光屏上的像会________。 进阶设问 正确安装并调节实验器材，实验过程中凸透镜始终处于 50 cm 刻度线处。 3. 图乙中光屏上____（选填 “能” 或 “不能”）承接到清晰的像。 4. 当光屏上成清晰的像时，若用遮光板遮住透镜上半部分，像将________（选填 “完整” 或 “不完整”）。 5. 小丽同学在做实验时，将烛焰、光屏和凸透镜的中心调整到同一高度后，发现无论怎么调节光屏的位置，都不能在光屏上呈现像，原因可能是________________________________。 6. 将图乙中蜡烛移至 15 cm 刻度线处，若想在光屏上承接到清晰的像，光屏应向____（选填 “左” 或 “右”）移动，请写出生活中利用该成像特点的一个实例：________________。 7. 当将蜡烛移到 45 cm 刻度线处时，无论怎样移动光屏也找不到像，此时人眼在如图丙所示的____处能观察到烛焰的像，该像的性质是________、________的____像，在像的位置放一光屏，光屏上____像出现。 8. 某次实验中光屏上呈现了烛焰倒立清晰的像，若此时将凸透镜换成焦距为 10.0 cm 的凸透镜，需要向____调节光屏，光屏上才能再次成清晰的像。 另外两位同学选用的物体高度相同，但凸透镜焦距不同，部分实验数据如表所示： 9. 由表中数据可知：物体高度相同且凸透镜焦距相同时，物距变大，像距________，所成实像的高度________。 10. 由实验数据还可知：物体高度相同且物距相同时，________不同，则像距不同，所成实像的高度也不同。 答案解析 凸透镜成像的规律 基础提质 1.答案 C解析 凸透镜的焦距为 15 cm，根据凸透镜成像的规律可知，凸透镜距离琉璃瓶 10 cm，即，凸透镜成正立、放大的虚像。故选 C。 2.答案 A解析 由图可知，透过水滴我们看到了颠倒的远处的树木和房屋，树木和房屋通过水滴成倒立、缩小的实像；根据凸透镜成像规律可知，当时，，成倒立、缩小的实像，故选 A。 3.答案 10 投影仪解析 由图可知，物距，像距，则，透镜的焦距；把蜡烛再移动到 35 cm 刻度线处，物距，大于一倍焦距小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，与投影仪成像原理相同。 4.答案 （1）B 中央 （2）变大 变大 （3）光屏 虚像 （4）便于比较像与物的大小（或成像更稳定，合理即可）解析 （1）对比分析 A、B 两种调节光源、透镜、光屏三者的中心在同一高度上的操作可知，B 方法误差较小，故选 B；这样调节的目的是使像成在光屏的中央。（2）由表中数据可知，物距减小时，像距增大，像变大，由此可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像的大小变大。（3）接着再将光源移至凸透镜前 6 cm 处，此时物距小于焦距，成正立、放大的虚像，像与物同侧，故眼睛应从光屏一侧透过凸透镜进行观察。（4）蜡烛不稳定、不太明亮且高度随蜡烛的燃烧会降低，使用 “F” 形光源代替蜡烛，具有成像比较稳定、清楚明亮、高度不变、便于比较像与物的大小等优点。 能力提升 5.答案 A解析 蜡烛距凸透镜 20 cm 时，烛焰在光屏上成清晰的倒立、缩小的像，说明物距大于二倍焦距，即，则。故选 A。 6.答案 变化 变长 粗细不变 会解析 装有水的圆柱形玻璃瓶在水平方向上相当于一个凸透镜，刚开始铅笔靠近玻璃瓶放置时，处于玻璃瓶的一倍焦距以内，此时铅笔透过玻璃瓶成正立放大的虚像，因此铅笔的形状变化了。铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时，根据凸透镜成虚像时 “物远像远像变大” 的规律可知，铅笔所成的虚像会越来越大，因此笔尖会越来越长；因为装水的玻璃瓶在竖直方向上粗细相同，所以看到铅笔的粗细是不变的；当铅笔移动到玻璃瓶的一倍焦距以外时，由于此时成倒立放大的实像，所以铅笔尖的方向会发生变化。 7.答案 （1）高度 （2）缩小 照相机 27 不会 （3）① 解析 （1）为了使像成在光屏中央，应调节发光物体、凸透镜和光屏的中心在同一高度；（2）由图可知，物距大于像距，成倒立、缩小的实像；照相机就是利用这一原理制成的；由光路可逆知，发光物体和光屏位置不变，物距和像距交换，即将凸透镜移至 27 cm 刻度线处，此时，成倒立、放大的实像；实验时，手指尖触碰到了凸透镜，因手指尖到凸透镜光心的距离小于焦距，成正立、放大的虚像，光屏上不会有手指尖的像；（3）把原来的凸透镜换成一个焦距为 20 cm 的凸透镜，发光物体不动，物距为 40.0 cm（），只向右移动光屏，移到 90 cm 刻度线处时，像距也为 40.0 cm，由凸透镜成像规律可知，光屏上可得到发光物体倒立、等大清晰的实像，故①正确；将发光物体向左移动到适当位置，此时物距，要在光屏上得到发光物体清晰的实像，由凸透镜成像的规律可知，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即，而图中像距为 17.0 cm，所以，只将发光物体向左移动到适当位置，并不能在光屏上得到发光物体清晰的实像，故②错误。 8.解析 由图可知，两个焦点连线的中点O为凸透镜光心所在的位置，据此画出凸透镜，烛焰与凸透镜的距离小于一倍焦距，所以是烛焰的虚像，则SA通过凸透镜的折射光线的反向延长线过，将SA延长到与凸透镜相交于B点，连接、B并延长，BC为SA经凸透镜之后的折射光线。 9.答案 AC 解析 当时，凸透镜成倒立、等大的实像，由图像可知，，凸透镜的焦距，故 A 正确；物体从处向透镜靠近的过程中，在时，物体在光屏上成实像，物近像远像变大，在时，成虚像，光屏上不成像，故 B 错误；时，，物体在光屏上成倒立、缩小的实像，将透镜遮挡住一部分，光屏上仍能成像，只是通过的光变少，所以像会变暗，故 C 正确；当时，，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，故 D 错误。故选 A、C。 实验 探究凸透镜成像的规律 1.答案 15.0 解析 由图甲可知，平行于主光轴的光经凸透镜后会聚于一点，该点是凸透镜的焦点，所以凸透镜的焦距。 2.答案 同一高度 上移 解析 为了使像成在光屏中央，应调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度，实验过程中，蜡烛因燃烧变短，根据过凸透镜光心的光传播方向不变可知，烛焰在光屏上的像会上移。 3.答案 不能 解析 透镜的焦距为，此时物距为，在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间，则像距应该大于 2 倍焦距；而此时光屏到透镜的距离为，恰好等于 2 倍焦距，故此时光屏上不能承接到清晰的像。 4.答案 完整 解析 若用遮光板遮住透镜的上半部分，则光透过透镜的下半部分依然能够成完整的像，但是由于折射光变少，所成的像会变暗。 5.答案 物距小于焦距，成的是虚像（或物距等于焦距，不能成像） 解析 将烛焰、光屏和凸透镜的中心调整到同一高度后，发现无论怎么调节光屏的位置，都不能在光屏上呈现像，原因可能是物距等于或小于凸透镜的焦距，不能成实像。 6.答案 左 照相机 解析 将蜡烛移到刻度线处时，物距为，大于 2 倍焦距，此时像成在 1 倍焦距和 2 倍焦距之间，则光屏应适当向左移动，可成清晰的倒立、缩小的实像，生活中的照相机应用了该成像特点。 7.答案 B 正立 放大 虚 没有 解析 当将蜡烛移到刻度线处时，，由凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚像，且物、像同侧，故人眼能从 B 处透过透镜观察到像；虚像不能被光屏承接。 8.答案 左 解析 当将焦距为的凸透镜换成焦距为的凸透镜后，凸透镜的焦距变小，对光的会聚能力增大，像距变小，所以需要将光屏向左移动，才能在光屏上再次成清晰的像。 9.答案 变小 变小 解析 根据表 1 或表 2 的数据可知，物体的高度和凸透镜的焦距都相同时，物距变大，像距变小，所成实像的高度变小。 10.答案 焦距 解析 比较表 1 和表 2 的第三组数据可知，物体的高度和物距都相同时，透镜焦距不同，像距不同，所成实像的高度也不同。 学科网（北京）股份有限公司 $