4.2 探究：凸透镜成像的规律 同步练习 2026-2027学年沪科版物理八年级全一册

**基本信息** 沪科版物理八年级全一册“4.2探究：凸透镜成像的规律”同步练，以分层递进设计巩固成像规律，融合物理观念、科学思维与探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|单一成像特点（u与f关系）、生活应用（投影仪/照相机）|以单选题（1-2题）、填空题（11-12题）考查基础概念，强化物理观念| |提升|实验操作（器材调整）、动态变化（物距像距关系）|通过实验题（15-16题）、填空题（9-10题）训练科学推理，培养数据处理能力| |综合|焦距计算、跨知识点应用（光的传播/污染）|综合题（17-18题）结合实际情境（月掩土星/机器人相机），体现科学探究与社会责任|

4.2探究：凸透镜成像的规律 2026-2027学年沪科版物理八年级全一册 一、单选题 1．如图所示是投影仪的工作原理图。下列说法错误的是（    ） A．投影仪的镜头对光有会聚作用 B．物体在屏幕上所成的像是一个放大的实像 C．镜头到投影片之间的距离小于二倍镜头的焦距 D．若使屏幕上的像变大，应使镜头远离投影片 2．如图所示，探究凸透镜成像实验时，凸透镜的焦距为10cm，发光体距该凸透镜15cm，移动光屏得到一个清晰的像，这个像是（　　） A．放大的实像 B．缩小的实像 C．等大的实像 D．放大的虚像 3．当物体距离凸透镜8cm时，在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像，若保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像。则凸透镜的焦距为（　　） A．f<2cm B．2cm<f<4cm C．4cm<f<5cm D．5cm<f<8cm 4．2024年3月9日至2025年2月 28 日，天空将上演“月掩土星”的天文景象，我国境内可见两次。 “月掩土星”是由于光沿直线传播形成的。下列图所示光现象与“月掩土星”原理相同的是（    ） A．以铜为镜可以正衣冠 B．用相机定格难忘时刻 C．手影表演 D．三棱镜彩虹实验 5．当物体和屏幕的位置固定后，在它们之间放一凸透镜，但无论怎样移动凸透镜，屏幕上都找不到物体的像，这有可能是（　　） A．凸透镜的焦距太短，实像成不到屏上 B．物体和屏幕之间距离大于4倍焦距，即使能成实像，实像位置也在屏幕以外，所以无法观察到 C．凸透镜的焦距太长，物体只能成虚像而不能成实像 D．物体和屏幕之间距离正好等于4倍焦距，所以不成像 6．在探究凸透镜成像实验中，在调整好的光具座如图所示位置分别放上蜡烛、凸透镜、光屏时，在光屏上看到的是等大的像，下列说法正确的是（　　） A．该凸透镜的焦距是30cm B．b点成像原理和投影仪相同 C．物体从b移到a过程在像会逐渐变大 D．c点成像是在该点的右侧 7．如图小文同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验中获得的有关数据。下列说法中正确的是（　　） A．图乙光屏上得到一个清晰的像，利用此凸透镜成像的特点制成的光学仪器是投影仪 B．图甲让平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜焦距f＝10.0cm C．图丙是通过实验得到的凸透镜成像时的像距v和物距u的关系图像，成实像时u<f D．由图丙知当u>2f时，物体移动速度小于像移动的速度 8．以下光学仪器正常工作时成虚像的是（    ） A．幻灯机 B．照相机 C．投影仪 D．平面镜 二、填空题 9．当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像。则第二次所成的像是___________（填“放大”或“缩小”）的像，透镜乙的焦距比透镜甲的___________（选填“大”或“小”）。 10．用镜头焦距不变的照相机拍出了蝈蝈的照片如图甲所示，现要拍出如图乙所示的照片，则照相机需__________蝈蝈，镜头向__________（选填“前”或“后”）调节。 11．仔细观察照相机你会发现，所有照相机的前面都有一个镜头，镜头就相当于一个___________（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。如图所示为照相机的原理图，则照相时所成的像是___________、___________的像。 12．用照相机拍摄操场上远处的同学，调节镜头后胶片上呈现清晰的______立、缩小的______像。保持照相机不动，若该同学水平向右运动，则像相当于镜头水平向______运动。 13．如图是在商场中常见的刷脸支付的场景。当人走近摄像头时，补光灯自动打开，照亮________（填“人脸”或“显示屏”）；要使屏幕上的像更大些，人应该离镜头________一些（填“远”或“近”）。 14．如图所示是春晚表演的人工智能“宇树机器人”，动作灵敏是因为“他”搭载的深度相机可以实时感知环境并使其自动调整步态。深度相机的镜头相当于______透镜。当机器人适当靠近物体时，物体经镜头所成像的大小将______。 三、实验题 15．以下是“探究凸透镜成像规律”的实验： (1)如图A所示，由甲图中可知，凸透镜的焦距是___________；当蜡烛的烛焰、凸透镜的中心和光屏中心在同一高度，位置如乙图所示时，光屏上得到一个清晰的像，该像是倒立、___________的实像。 (2)小明同学想利用LED发光字研究凸透镜所成实像与发光物体在上下左右的位置关系，如图B所示的汉字中，适合做本次研究的LED光源的是___________字。 16．某实验小组探究凸透镜成像的实验，装置如图。 (1)当蜡烛A、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示时，光屏上出现一个清晰的烛焰的像，这个凸透镜的焦距可能是___________（填选项字母）。 A．5cm B．10cm C．15cm D．30cm (2)小京同学把蜡烛A向右移动一小段距离，发现光屏上烛焰的像变模糊了。保持透镜位置不变，要在光屏上得到烛焰清晰的像，可以采取的方法是___________（写出一条就可以）。 (3)完成上述实验后，小京同学把光具座上凸透镜换成一块薄玻璃板，探究平面镜成像。请你添加必要的器材，帮助小京设计实验证明：物体在平面镜中所成像的大小与物距无关。写出实验步骤和实验现象。 四、综合题 17． (1)如图，凸透镜的焦距，透镜的光心恰好位于刻度轴上的3cm刻度线处，某垂直于主光轴放置的物体上M点发出的两条光线，经透镜折射后为图中的光线a、b，已知a与b平行。 ①在图中画出光线a、b进入透镜前的入射光线并找到M点。_______ ②物体经透镜后的成像情况是_______（选填“倒立放大的实像”“正立放大的虚像”“不能成像”）。 (2)亮丽的玻璃幕墙大厦，极具现代气息，但设计施工不当，会给周围居民造成光污染。住在大厦对面的小丛家每天傍晚被对面新建的大厦镀膜玻璃强烈的反光刺得睁不开眼。 ①图中A点为入射点，请在图中画出玻璃幕墙的摆放位置________。 ②使用玻璃幕墙的大厦在设计时，下列考虑中不正确的一项是_________ A．要注意幕墙的安装角度 B．应选择材质粗糙的毛玻璃 C．考虑选择双层玻璃 D．玻璃幕墙最适合在凹形建筑物上安装 18．如图，MN是一发光物，在凸透镜左侧移动光屏，能观察到一清晰等大的实像。O是凸透镜的光心，光线a平行于主光轴。 (1)画出：光线a经过凸透镜的折射光线； (2)将另一凸透镜替换图中凸透镜，并放在相同位置，在新透镜左侧能观察到缩小的实像。新凸透镜焦距f可能是___________（选填下列序号）； ①20cm        ②15cm        ③10cm        ④5cm 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D A C C C B B D 1．D 【详解】A．投影仪的镜头是凸透镜，对光有会聚作用，故A正确，不符合题意； BC．投影仪的原理是物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立放大的实像，镜头到投影片之间的距离小于二倍镜头的焦距，故BC正确，不符合题意； D．若使屏幕上的像变大，应减小物距，增大像距，所以应使镜头靠近投影片的同时投影机适当远离屏幕，故D错误，符合题意。 故选D。 2．A 【详解】凸透镜的焦距为，发光体距该凸透镜，此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 3．C 【详解】物体离凸透镜8cm时，在透镜的另一侧得到一个的清晰放大的实像，2f＞u＞f，所以2f＞8cm＞f，即 8cm＞f＞4cm 保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，在光屏上又成一清晰的缩小的像，可知 u=10cm＞2f 即 f<5cm 综上所述 4cm＜f＜5cm 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．C 【详解】A．以铜为镜可以正衣冠是光的反射，故A不符合题意； B．用相机定格难忘时刻是凸透镜成像，是利用光的折射原理，故B不符合题意； C．手影表演是利用光的直线传播，故C符合题意； D．三棱镜彩虹实验，是光通过不同介质发生折射形成的，故D不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】A．凸透镜的焦距太短，当 u＞2f 成倒立、缩小的实像；当 2f＞u＞f 成倒立、放大的实像，故A不符合题意； B．物体和屏幕之间距离大于4倍焦距，当 u＞2f 成倒立、缩小的实像；当 2f＞u＞f 成倒立、放大的实像，故B不符合题意； C．凸透镜的焦距太长，物体只能在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像，故C符合题意； D．物体和屏幕之间距离正好等于4倍焦距，则 u=v=2f 成倒立、等大的实像，故D不符合题意。 故选C。 6．B 【详解】A．由上图可知，物距 u1=40cm-10cm=30cm 像距 v=70cm-40cm=30cm 因在光屏上看到的是等大的像，故有 u1= v=30cm=2f 该凸透镜的焦距是 f =15cm 故A错误； B．物体在b点的物距 u2=40cm-15cm=25cm 因为 f <u2<2 f 成倒立、放大的实像，成像原理和投影仪相同，故B正确； C．物体从b移到a过程中，物距变大，像距变小，像变小，故C错误； D．物体在c点的物距 u3=40cm-30cm=10cm 因为 u3<f 成正立、放大的虚像，像与物在凸透镜的同侧，即在该点的左侧，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】AB．由图甲可知，凸透镜的焦距为 f=20.0cm-10.0cm=10.0cm 由图乙可知，因 u>v 成倒立、缩小的实像，应用为照相机，故A错误，B正确； C．凸透镜成像时，当u<f时，成正立、放大的虚像，当u>f时，成倒立的实像，故C错误； D．当 u>2f 时像距满足 f < v<2 f 物距的变化大于像距的变化，由速度公式可知，物体移动速度大于像移动的速度，故D错误。 故选B。 8．D 【详解】AC．根据凸透镜成像规律可知，幻灯机、投影仪正常工作时都是成倒立、放大的实像，故AC不符合题意； B．根据凸透镜成像规律可知，照相机正常工作时成倒立、缩小的实像，故B不符合题意； D．平面镜的工作原理是光的反射，成等大、正立的虚像，故D符合题意。 故选D。 9． 缩小 小 【详解】[1][2]由图可知，此时的，成的是倒立、等大的实像，所以，则。 将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，此时的物距要大于像距，成的是倒立、缩小的实像；此时，所以，所以乙的焦距比甲小。 10． 靠近 前 【详解】[1][2]照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作的，乙照片中蝈蝈大些，即像大一些，需要减小物距，增大像距，即照相机靠近蝈蝈，同时把镜头向前伸，使暗箱变长。 11． 凸透镜 倒立 缩小 【详解】照相机的镜头相当于凸透镜。照相时物体位于凸透镜二倍焦距以外，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像。 12． 倒 实 左 【详解】[1][2]用照相机拍摄操场上远处的同学，根据凸透镜成像规律可知，物体大于二倍焦距时，调节镜头后胶片上呈现清晰的倒立、缩小的实像。 [3]根据凸透镜成像的特点，照相机不动，若该同学水平向右运动，则像相当于镜头水平向左运动。 13． 人脸 近 【详解】[1]只有将更多的光射到人脸上时，才会有更多的光被反射，才能清楚地看到人脸通过镜头所成的像，所以当人靠近摄像头时，光源自动打开，照亮人脸。 [2]摄像镜头实际上是一个凸透镜，人在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。若要使成的像变大些，应增大像距，减小物距，即摄像头靠近人，同时镜头向前伸。 14． 凸 变大 【详解】[1]深度相机的镜头相当于凸透镜，凸透镜成像原理是相机、摄像头的基础。 [2]根据凸透镜成实像的规律可知，当物体靠近凸透镜时，物距减小，像距增大，像的大小变大。 15．(1) 15.0 缩小 (2)上 【详解】（1）[1]由图甲可知，凸透镜的焦距为 [2]由图乙可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，凸透镜成倒立、缩小的实像。 （2）研究凸透镜成像的上下、左右位置关系，应该选用上下部分和左右部分都不对称的字，如图B所示，适合做LED光源的汉字是“上”字。 16．(1)C (2)向右移动光屏 (3)实验步骤：①在光具座刻度为5cm处放上蜡烛A，在玻璃板右侧的光具座上，放上与A完全相同的不点燃的蜡烛B，改变蜡烛B的位置，在蜡烛A一侧观察，使得从不同角度观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像均完全重合。②在光具座刻度为20cm处放上蜡烛A，在玻璃板右侧改变蜡烛B的位置，使得从不同角度观察，直到蜡烛B与蜡烛A的像均完全重合。实验现象：若蜡烛B和蜡烛A的像均能够完全重合，则证明物体在平面镜中所成像的大小与物距无关。 【详解】（1）由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上成倒立、缩小的实像，此时物距为45cm，满足45cm>2f 像距为23cm，满足2f>23cm>f 解得22.5cm>f>11.5cm 故C符合题意。 （2）把蜡烛向右移动一小段距离，此时物距减小，根据凸透镜成实像时的动态规律：物近像远像变大可知，要在光屏上得到烛焰清晰的像，她可以向右移动光屏到某刻度处。 （3）略。 17．(1) 不能成像 (2) D 【详解】（1）①[1]平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后会过焦点，经过光心的光线的传播方向不变，据此做出M点，如下图所示： ②[2]由图可知，两条折射光线a和b是平行光线，不能会聚成像，所以物体经透镜后不成像。 （2）①[1]先作出入射光线与反射光线的角平分线，再过点A与法线的垂线段，即为平面镜的位置，如图所示： ②[2]A．要注意幕墙的安装角度，安装角度可以影响反射光的方向，减少对周围居民的影响，故A正确，不符合题意； B．应选择材质粗糙的毛玻璃，这是为了使光在材料表面上发生漫反射，避免反射光影响市民，故B正确，不符合题意； C．考虑选择双层玻璃，这是因为真空不能传声，能减小噪声污染，故C正确，不符合题意； D．玻璃幕墙最适合在凹形建筑物上安装，凹形建筑物可能会集中反射光线，增加光污染的风险，故D错误，符合题意。 故选D。 18．(1) (2)④ 【详解】（1）光屏能观察到一清晰等大的实像，故u=2f=20cm，焦距f为10cm，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。所以光线 a 经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，据此画出折射光线，如图所示： （2）现在换用另一凸透镜，放在相同位置，物距u=20cm，在新透镜左侧能观察到缩小的实像，根据凸透镜成像规律，当u>2f时，成缩小、倒立的实像，即20cm>2f，解得f<10cm。在给出的选项中，只有5cm（④）满足f<10cm，所以新凸透镜焦距f可能是④。 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 $