专题07 透镜及其应用 基础实验题 2026-2027学年八年级物理人教版上学期

学科网知识店铺:苍穹精品工作室 原创精品资源，学科网独家享有版权，侵权必究！ 专题07 透镜及其应用 基础实验题 5大必考题型概览 题型01 透镜 题型02 生活中的透镜（★重点） 题型03 凸透镜成像规律（精炼）（★难点） 题型04 眼睛和眼镜（★重点） 题型05 制作望远镜 题型01 透镜 1．小明在学完透镜的相关知识后，对利用太阳光测量凸透镜焦距产生了浓厚的兴趣。将凸透镜正对太阳，再把一张A4纸放在它的下方，其中操作最合理的是___________（选填对应选项的字母）。当纸上呈现一个并非最小、最亮光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L。他推断，凸透镜的焦距一定大于L，你认为他的推断___________（正确/错误）；为了检验他的推断是否正确，可将纸张慢慢靠近凸透镜，如果观察到纸上呈现的光斑___________（变大/先变小再变大），则他的推断是不正确的。 【答案】 C 错误 先变小再变大 【详解】用太阳光测凸透镜焦距时，需要让凸透镜正对太阳光，使平行的太阳光平行于凸透镜的主光轴入射，同时承接光斑的白纸也要和透镜平行，保证光线能准确会聚在白纸上，图中只有C的操作满足该要求； 当纸上呈现一个并非最小、最亮光斑时，说明纸张所在的位置不是焦点。由于凸透镜对光有会聚作用，光线在到达焦点前是会聚的，光斑逐渐变小，越过焦点后是发散的，光斑逐渐变大。 因此，对于同一个非最小光斑，它可能出现在焦点之前，此时距离 ，也可能出现在焦点之后，此时距离  。 所以小明的推断是错误的； 如果小明的推断正确，则纸在焦点前，即  ： 纸张靠近透镜，是远离焦点方向，光斑会变大； 如果他的推断不正确，则纸在焦点后，即  ：纸张靠近透镜，是向着焦点靠近的方向，在到达焦点前，光斑会变小；如果继续靠近越过焦点，光斑会变大。因此如果观察到纸上呈现的光斑先变小再变大，则小明的推断是不正确的。 2．物理学习小组，选择如图甲所示的四个凸透镜进行探究实验（其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作而成）。 (1)为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，应选择图甲中的___________两个凸透镜； (2)器材确定后，小明让一束平行光穿过透镜来测量凸透镜的焦距，操作方案如图乙所示，他的方案 ___________（选填“合理”或“不合理”），原因是： ___________。 (3)正确操作后，得到如图丙所示的实验现象，比较图丙中两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越 ___________； (4)如果选择A、B两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与 ___________的关系”。 【答案】(1)AC (2) 不合理 他没有让光束平行于凸透镜的主光轴入射 (3)小 (4)材料 【详解】（1）要探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，应该控制材料等其它因素都相同，只让透镜球形表面弯曲程度不同，所以选择AC两个凸透镜。 （2）凸透镜可以让平行于主光轴的光会聚到它的焦点上，所以可以据此测焦距，小明的做法不合理，因为他没有让光束平行于凸透镜的主光轴入射。 （3）从丙图可见：凸透镜表面越凸，平行光经透镜后会聚的焦点离透镜越近，说明焦距越小。 （4）A、B两个透镜形状相同、凸起的程度相同，材料不同，因此可以探究“凸透镜的焦距大小与材料的关系”。 3．利用太阳光测量凸透镜的焦距时，请回答下列问题： (1)如图甲所示，小明将刻度尺的一端支于水平地面上，不断调节刻度尺，使其在地面上的影子长度最________，这时尺的方向就与太阳光的方向_________（平行/垂直）。 (2)如图乙，当在纸上呈现并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为l，然后小华将凸透镜逐渐远离白纸，如果光斑变大，则凸透镜的焦距f_________（>/=/<）l。 【答案】(1) 短 平行 (2)< 【详解】（1）如图甲，当刻度尺与太阳光方向平行时，太阳光沿尺身照射，刻度尺在地面上的影子长度最短。 （2）凸透镜正对太阳光时，白纸上最小最亮的光斑在焦点处（距离为f）；若白纸在焦点内侧（），透镜远离白纸（白纸离透镜更远，向焦点靠近），光斑会先变小，过焦点后光斑再变大；若白纸在焦点外侧（），透镜远离白纸（白纸离透镜更远，远离焦点），光斑会变大。   题目中凸透镜逐渐远离白纸，光斑变大，说明白纸一开始就在焦点外侧，即焦距。 4．小明将一只透镜正对着太阳，把一张纸放在它下方，纸上呈现一个圆光斑，光斑直径小于透镜直径，测得光斑到透镜的距离为L。 (1)根据图像可推断该透镜的种类是________； (2)若透镜焦距小于 L，透镜靠近纸面，会看到圆光斑_______；若透镜焦距大于 L，透镜靠近纸面，会看到圆光斑_______。（填光斑大小变化情况） (3)小明在纸上画了一个小于透镜大小的圆环，当L=12cm时，白纸上的光斑恰好与圆环重合，将该透镜靠近白纸垂直移动4cm时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，通过计算可以得到该凸透镜的焦距为_______cm。 【答案】(1)凸透镜 (2) 先变小后变大 变大 (3)10 【详解】（1）凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用。根据图示可知，光斑半径小于透镜半径，此透镜对光线有会聚作用，因此为凸透镜。 （2）[1][2]凸透镜正对阳光，光线平行于凸透镜的主光轴，经凸透镜会聚在主光轴上，形成最小、最亮的点，该点是凸透镜的焦点；图中纸上的圆光斑不是最小的光点，焦点可能在纸的下面，也可能在纸的上面，则凸透镜的焦距大于或小于L；当透镜焦距小于L，透镜靠近纸面时，焦点会逐渐移向纸面并超过纸面，则看到圆光斑先变小后变大；当透镜焦距大于L时，透镜靠近纸面，焦点会远离纸面，看到圆光斑一直变大。 （3）根据平行光经过凸透镜折射先会聚到焦点后继续直线传播，因而在距离焦点相同距离处的光斑大小相等，当时，白纸上的光斑恰好与圆环重合；将该透镜靠近白纸垂直移动4cm，透镜到白纸的距离变为8cm，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，则焦点在两处白纸位置的中点上，故焦距为 5．（一）小熊同学利用如图所示的装置测量凸透镜的焦距，将凸透镜A固定在光具座10cm刻度线处，不断移动光屏，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，该光斑即是该凸透镜的______，该凸透镜的焦距是______cm。 （二）小熊同学接着想探究凸透镜的焦距大小与什么因素有关，于是他让平行光通过如图（a）的四个透镜（其中甲、乙和丙、丁是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制成）。 （1）当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点，如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越______（选填“大”或“小”），会聚能力越______（选填“强”或“弱”）； （2）如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择甲乙两个透镜，这里主要用到的一个科学探究方法是__________________； （3）如图（c）光的色散现象，如果分别用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距，用______（选填“红”或“紫”）光测出的凸透镜焦距更大； （4）小熊用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，这会使测得的焦距______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 焦点 10.0 小 强 控制变量法 红 不变 【详解】[1]平行于主光轴的光经凸透镜后会聚的光斑是焦点。 [2]由图可知，凸透镜在刻度线处，焦点在刻度线处，故焦距为 [3][4]如图（b）所示，右图凸透镜比较凸一些，焦距较小，会聚能力加强，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越短，会聚能力越强。 [5]如果要探究凸透镜的焦距大小与材料的关系，应选择两个凸透镜球形表面弯曲程度相同，而材料不同，应选择甲、乙（或丙、丁）两个凸透镜，这里主要用到的一个物理研究方法是控制变量法。 [6]根据三棱镜对光线的偏折，由图可以得出，红光被偏折的程度小，紫光被偏折的程度大，当红光和紫光分别平行射向相同的凸透镜时，红光的会聚点，也就是红光的焦点距离透镜远，而紫光的焦点离透镜近，所以红光的焦距大。 [7]小明用乙透镜测焦距时发现边缘有一小块已经缺损，光的会聚点不变，只是会聚的光线变少，则测得的焦距不变。 题型02 生活中的透镜 6．小明同学对如图甲所示的插图提出质疑，认为物体浸入水中的部分应该在水面处“错位”，且水中部分比空气中部分看起来要粗一些。为此，小明准备了玻璃杯、铅笔、水等物品，对“竖直插入水中的铅笔发生偏折情况”进行探究。 (1)当竖直插入水中的铅笔在玻璃杯左端时，水下部分向左发生显著偏折，如图乙所示。移至玻璃杯右端时，水下部分向右发生显著偏折，如图丁所示。当铅笔在中间位置时，如图丙所示，观察到的现象是_______，由此判断中间位置是发生偏折的分界点； (2)小明注意到铅笔在三处位置共同的成像特点是_______，由此判断盛水的玻璃杯类似于_______（选填“放大镜”或“投影仪”）； (3)小明根据实验绘制铅笔在左端时的光路图，并进行分析，其中符合实际的是____，由此可知铅笔水下部分向左显著偏折的原因是__________。 【答案】(1)水下部分没有发生明显偏折，与水上部分保持在同一直线上 (2) 成正立、放大的虚像 放大镜 (3) C 铅笔反射的光从水斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，看到的铅笔虚像在实际位置的左侧，因此看起来向左偏折 【详解】（1）根据题意，铅笔在左端水下偏左，在右端水下偏右，中间是偏折的分界点，因此中间位置的铅笔水下部分不会发生明显偏折，和水上部分保持在同一直线，即图丙所示现象。 （2）[1][2]小明注意到铅笔在三处位置共同的成像特点是像均是正立、放大的虚像，由此判断盛水的玻璃杯类似于凸透镜中的放大镜。 （3）[1][2]水中的入射角小于空气中的折射角，眼睛以为光是沿直线传播，所以导致铅笔在左端时，像向左偏折，故AB不符合题意，C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 7．在光学复习中，以“像”的形成原因、“像”的性质等进行分类，是一种清晰高效的复习思路。 【成像】 (1)如图所示，小南和小岗整理了自然界与生活中的部分光学现象，请仔细观察并对其进行分类： 由于光的直线传播形成的有：_____；由于光的折射形成的有：_____； A．水中倒影     B．投影机的投影     C．水球成像 D．树下光斑     E．镜中人物     F．小孔成像 (2)小南和小岗发现，由光的反射形成的像在生活中很常见。为了进一步梳理其具体规律，他们接下来进行了“平面镜成像特点”的实验。他们将中间画有直线的白纸铺在水平桌面上，沿直线竖立一个平面镜，把一支点燃的蜡烛放在平面镜前面； 【找像】 ①他们发现此时无法确定像的位置。为了确定像的位置，请你帮他们提出改进建议：_____； 【析像】 ②改进后，小南和小岗相互配合，出现了如图所示的情境。请写出他们确定像的位置的依据________，证明平面镜所成的像是虚像的现象是________； ③小南想利用横截面积相同但长度不同的圆柱形蜡烛探究“像与物的大小关系”。你认为小南能不能完成此实验？若能，请写出思路；若不能，请说明理由_____； 【交流】 (3)在实验中，小岗想让所成的“像”更亮些，请写出可行的办法_____。 【答案】(1) DF BC (2) 用玻璃板代替平面镜 小南：哇，你摸到烛火了 小岗的手上什么都没有 不能，所成的像与物体不能完全重合 (3)在较暗的环境中进行实验 【详解】（1）[1][2]A．水中倒影是平面镜成像，属于光的反射现象；B．投影机的投影，是凸透镜成像，属于光的折射；C．水球成像，是凸透镜成像，属于光的折射；D．树下光斑，是小孔成像，属于光的直线传播；E．镜中人物，是平面镜成像，属于光的反射现象；F．小孔成像，属于光的直线传播，综上分析可知，由于光的直线传播形成的有：DF；由于光的折射形成的有：BC。 （2）[1]实验选取平面镜做实验，由于平面镜不透明，则只能观察到像，但不能确定像的位置，故改进方法是选取玻璃板代替平面镜，因为玻璃板既能成像又能确定像的位置。 [2][3]小南和小岗相互配合，出现了如图所示的情景。通过小南的语言：哇，你摸到烛火了，可以看出他们确定了像的位置，又通过小岗的手上什么都没有现象，证明了平面镜成像是虚像。 [4]小南想利用横截面积相同但长度不同的圆柱形蜡烛探究“像与物的大小关系”。此时像与物不能完全重合，不能比较像和物的大小关系。故小南不能完成此实验。 （3）进行平面镜成像实验时，物体和环境的对比度越大，物体越亮，物体在平面镜中成像越亮，效果更好。故小岗想让所成的“像”更亮些，可行的办法在较暗的环境中进行实验。 8．根据下列学科实践活动，回答问题。小天制作“智能”投影仪，他用硬纸板制作一个长方体暗箱，配置合适的凸透镜制成一个简易投影仪，将播放视频的手机放到指定位置，白屏上便能观察到放大的视频画面。 (1)将凸透镜正对着太阳光，来回移动光屏，在光屏上找到最小、最亮的光斑，测量出它的焦距为_______cm，如图甲所示。 (2)按图乙安装，暗箱有三种可供选择，宽和高均为18cm，长度分别为10cm、20cm和40cm的三个纸盒，则他应选择长度为______cm的纸盒做暗箱。 (3)为了使投影仪具有更好的观影效果，手机屏幕应该选图丙中的______（填“A”或“B”）的放置方式。 (4)小天给暗箱设计了一个抽屉，如图丁所示。若使白屏上的像变得更大，他的操作是：向______（填“左”或“右”）推动抽屉。 【答案】(1)20.0 (2)40 (3)B (4)右 【详解】（1）将凸透镜正对太阳光时，光屏上会形成一个光斑，通过来回移动光屏找到光斑最小、最亮的位置，对应的距离即为凸透镜的焦距，即为 （2）投影仪是根据物距制成的，即手机屏幕到凸透镜的距离应大于20cm，小于40cm，故只有40cm的纸盒长度能满足要求。 （3）凸透镜成实像时，像与物上下颠倒，为了使投影仪实验过程中具有更好的观影效果，手机屏幕应该倒着放，故应选择B的放置方式。 （4）凸透镜成实像，物近像远像变大可知，若使白屏上的像变得更大，可以减小物距，则他的操作是向右推动抽屉，同时将白屏远离凸透镜。 9．在物理实践课上，某物理小组开展了“自制模型照相机”的学习活动。下面是该小组同学的实践过程。 (1)照相机成像的原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，当物距较大时，来自物体的光经过照相机的镜头后在影像传感器上成______立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像。 (2)同学们用凸透镜A做实验，将它正对阳光，适当移动透镜可在地面上看到______的光斑，测出光斑到凸透镜的距离为10cm。 (3)照相机模型中充当胶片的膜（a位置）应该用哪种素材制作　 　（填字母）； A．白色不透光卡纸 B．黑色不透光卡纸 C．全透明的塑料 D．半透明的薄宣纸 (4)实验室有焦距相同、半径不同的两种透镜，想让成像更亮，应选半径更__（选填“大”或“小”）的凸透镜制作照相机模型。 【答案】(1) 倒 缩小 (2)最小最亮 (3)D (4)大 【详解】（1）[1][2]照相机的镜头相当于一个凸透镜，当物距很远时，物体位于透镜的二倍焦距以外，来自物体的光经过照相机的镜头后在影像传感器上成倒立、缩小的实像。 （2）将凸透镜正对阳光，适当移动透镜可在地面上看到最小最亮的光斑，这个光斑就是透镜的焦点，测出光斑到凸透镜的距离为10cm，透镜的焦距就是10cm。 （3）照相机模型使用的凸透镜，为了既能承接像，又能观察到像，应用半透明纸做光屏，所以充当胶片的膜需要选用绘画用的薄宣纸，故选D。 （4）要让成像更加明亮，凸透镜会聚的光线更多，应该选择直径更大的凸透镜制作照相机模型。 10．学习了透镜的知识后，小丽做了以下探究实验。如图所示，小丽自制照相机模型：用硬纸板做两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距10cm的凸透镜。 (1)在取材时，另一个纸筒的一端蒙上的材料是__________（选填“透明”“半透明”或“不透明”）膜。 (2)观察时，小明应选择__________（选填“亮”或“暗”）的物体做观察对象。 (3)照相时，镜头离景物的距离较__________（选填“远”或“近”），才能在膜上看到清晰的像。 (4)小丽用自制的照相机先拍摄到了远处物体清晰的像，再拍摄近处物体时，应将两个纸筒间的距离变__________（选填“小”“大”或“不变”）。 【答案】(1)半透明 (2)亮 (3)远 (4)大 【详解】（1）在自制照相机模型时，为了既能承接像，又能观察到像，应用半透明薄膜做光屏。 （2）为了能在半透明膜上成清晰的像，并选择亮的物体做观察对象，物体明亮，像也会更加明亮。 （3）根据照相机的工作原理可知，照相时，镜头离景物的距离应较远，即镜头离景物的距离至少要大于二倍焦距，才能在膜上看到清晰的像。 （4）根据凸透镜成像的规律“物近像远像变大”可知，小明用自制的照相机先拍摄到了远处的物体，再拍摄近处物体时，即物距减小，像距应增大，薄膜上的像变大，所以应将两筒间的距离变大。 11．项目式学习小组根据图甲制作了一个简易照相机，步骤如下： (1)焦距测定：如图甲，用平行光测出凸透镜的焦距为f＝________cm。 (2)规律探究：通过实验，探究凸透镜成像规律时，如图乙所示此时光屏上能成清晰________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，A、B筒底之间的距离l与焦距f的大小关系为_________。 (3)成品测试：小组成员根据测算出的l选取合适的纸筒制作出了照相机。拍照时，能在光屏上呈现清晰的像。若要使像变大，可先将相机________物体，然后保持A筒不动，B筒________凸透镜（以上两空均选填“靠近”或“远离”）。 (4)产品优化：小组成员用该相机拍远处的物体，发现像太小，则可以选择焦距更________（填“大”或“小”）的凸透镜来解决这个问题。 【答案】(1)10.0 (2) 缩小 10.0cm＜l＜20.0cm (3) 靠近 远离 (4)大 【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，所以凸透镜的焦距是10.0cm。 （2）[1][2]由乙图可知，物距大于像距，所以成倒立缩小的实像，根据凸透镜成像规律可知，当u＞2f时，像距f＜v＜2f，光屏上成倒立缩小的实像，则像距f＜v＜2f，f＝10.0cm，则10.0cm＜l＜20.0cm。 （3）[1][2]根据凸透镜成像规律“物近像远，像变大”可知，若要使像变大，可先将相机靠近物体，像距增大，所以B筒向远离凸透镜方向移动。 （4）照相机和被拍照的物体保持不变，，照相机的焦距增大时，物距相对减小，像距要增大，像会变大；照相机的焦距减小时，物距相对增大，像距要减小，像会变小。所以想使远处的物体拍摄的像变大些，应选择相机的焦距更大些。 题型03 凸透镜成像的规律 12．“烽火连三月，家书抵万金”，秦代木牍是我国最早的家信实物。小杰国庆期间参观博物馆，发现“秦代木牍”的展示柜中放置着凸透镜，如图甲所示，他通过凸透镜观察到正立放大的像，为了弄清其原理，他设计了如下实验： (1)如图乙是小杰测量凸透镜焦距的实验则该凸透镜的焦距为___________cm。 (2)调节好实验器材后，小杰在如图丙位置观察到清晰的像。在此基础上，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上___________（选填“能”或“否”）出现清晰的像，原因是在光的折射现象中，光路是____________。 (3)小杰通过请教老师知道：当蜡烛放在透镜左侧1倍焦距以内时，能看到正立、放大的像。为了观察到像，此时小杰的眼睛应该在透镜的___________（选填“左”或“右”）侧观察。 【答案】(1)10.0 (2) 能 可逆的 (3)右 【详解】（1）图乙中，凸透镜正对平行光，光斑到透镜的距离为焦距。透镜在30.0cm处，光斑在40.0cm处，故焦距 （2）保持透镜位置不变，蜡烛和光屏位置互换后，即物距和像距互换，光屏能出现清晰的像，原因是在光的折射现象中，光路是可逆的。 （3）当蜡烛在1倍焦距内时，成正立、放大的虚像，像与物在透镜同侧，因此眼睛应在透镜的右侧观察。 13．在探究凸透镜成像规律的实验中： (1)凸透镜甲焦距为10cm，固定在如图所示的位置，点燃蜡烛后将蜡烛移动到15cm刻度线处，应该在____________刻度线范围移动光屏，才能得到烛焰清晰的像； (2)为了探究凸透镜成的像与物体相比正倒、左右的关系，小明准备制作几个发光字来进行实验，其中最适合的是____________。 (3)若保持蜡烛和光屏的位置不变，仅将凸透镜更换成另一个焦距相同、尺寸更大的凸透镜，此时光屏上像的大小与原来的像对比____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (4)改用焦距为20cm的凸透镜乙继续进行实验。将凸透镜乙和光屏分别固定在70cm和85cm刻度线处，再将点燃的蜡烛从15cm刻度线处缓慢地向右移动到50cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰像的次数是____________（填“0”、“1”、“2”或“3”）。 【答案】(1)大于50cm (2)丁 (3)不变 (4)0 【详解】（1）已知凸透镜甲的焦距为10cm，透镜固定在 30cm刻度线位置，将蜡烛移动到15cm刻度线处时，计算可得物距为15cm，满足1倍焦距到2倍焦距之间的条件。根据凸透镜成像规律，此时会成倒立、放大的实像，对应的像距需要大于2倍焦距也就是20cm，因此光屏需要放在透镜右侧距离大于20cm的位置，也就是刻度线大于的区域，才能承接得到清晰的烛焰像。 （2）要探究像与物体的正倒、左右关系，需要选择上下、左右都不对称的发光字，才能直观判断像的翻转特点：“工”“王”“甲”都是左右对称的，无法观察左右是否颠倒，只有“丁”上下、左右均不对称，最适合完成实验。 （3）焦距相同说明透镜的会聚能力不变，蜡烛和光屏位置不变则物距、像距都没有变化，凸透镜成像的大小仅由物距和焦距决定，尺寸更大的凸透镜只会让透过的光更多、像更亮，不会改变像的大小，因此像的大小不变。 （4）换用焦距为20cm的凸透镜乙，将透镜固定在70cm刻度线、光屏固定在85cm刻度线处，此时计算得到像距为15cm，该数值小于透镜的1倍焦距20cm。凸透镜成实像的必要条件是像距大于1倍焦距，无论蜡烛在指定区间内如何向右移动，当前固定的像距始终小于焦距，都无法在光屏上生成实像，因此能得到烛焰清晰像的总次数为0。 14．小明用如图所示的装置来探究凸透镜成像规律。 (1)在安装实验器材时应该让光屏、烛焰和凸透镜三者的中心处于____________。 (2)在如图所示位置上，光屏上能成一个清晰的像，则这个像是____________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，利用此成像特点可制成____________（选填“照相机”或“投影仪”）。由此可知该凸透镜的焦距可能为____________（选填“5cm”“10cm”或“15cm”）。 (3)在如图所示位置的基础上，若将蜡烛向右移动少许，则应将光屏向____________（选填“左”或“右”）移动才能再次在光屏上成清晰的像。保持凸透镜的位置不变，向右移动蜡烛到35cm刻度处，移动光屏，在光屏上____________（选填“能”或“不能”）得到清晰的像。 (4)实验进行了一段时间，随着蜡烛的燃烧变短，光屏上像的位置偏离光屏的中央，如果想让像仍然成在光屏的中央，可将光屏适当地向____________（选填“上”或“下”）移动。 【答案】(1)同一高度 (2) 缩小 照相机 10cm (3) 右 不能 (4)上 【详解】（1）实验时调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是让烛焰的像完整成在光屏中央，便于观察成像情况。 （2）由图可知：烛焰在10.0cm刻度处，凸透镜在40.0cm刻度处，物距 光屏在55.0cm刻度处，像距 此时，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，是照相机的工作原理。 根据成像特点，此时，即① 像距满足，即② 联立①②解得 因此焦距可能是10cm （3）根据“物近像远像变大”的规律，蜡烛右移（物距减小），像距会相应增大，因此光屏要向右移动才能承接清晰的像。 若蜡烛移到35cm刻度处，此时物距 此时物距，成正立放大的虚像，虚像无法在光屏上呈现。 （4）蜡烛燃烧变短后，烛焰位置向下移动，经过凸透镜的光线会让像的位置向上偏移，因此将光屏适当向上移动，就能让像重新回到光屏中央。 15．小西在做“探究凸透镜成像的规律”实验。 (1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、透镜和光屏三者中心在同一______________。 (2)实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图甲所示时，光屏上承接到清晰的倒立、_________的实像。 (3)如图乙所示，烛焰上A点发出的一条光线经过凸透镜的光心O，画出光线AO经透镜后的光线； (4)将此凸透镜和光屏分别固定在和刻度线处，再将点燃的蜡烛从刻度线处缓慢移动到刻度线处，在光屏上能承接到______________次烛焰清晰的像。 【答案】(1)高度 (2)缩小 (3) (4)0 【详解】（1）实验前调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。目的：使烛焰的像能够完整成在光屏的中央，防止像偏移到光屏外，无法观察。 （2）由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上承接到清晰的倒立、缩小的实像。 （3）凸透镜有一条特殊光线：经过光心的光线，传播方向不发生改变。从 A 过 O 点直接画一条直线继续向右延伸，在线段末端画上光线箭头，代表折射后的出射光线，不需要偏折，据此作图。 （4）由图可知， 且 解得 当凸透镜和光屏分别固定在70cm和75cm刻度线处，即光屏到凸透镜的距离为5cm，小于1倍焦距，根据凸透镜成实像时，像距大于一倍焦距可知，在光屏上不能得到烛焰清晰像，因此光屏上得到烛焰清晰像的次数是为0。 16．小华将水充入透明塑料模具中，制成水凸透镜，并用来探究凸透镜成像规律。 (1)如图甲所示，测出水凸透镜的焦距为___________； (2)实验前，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到___________； (3)如图乙所示，当蜡烛移到刻度时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、___________（选填“放大”或“缩小”）的实像，依据此原理，人们制成的光学仪器是___________（放大镜/照相机/投影仪）； (4)保持图乙中位置不变，缓慢向透镜中注水（如图丙），水凸透镜厚度增加，光屏上的像逐渐模糊，为使像变清晰，应当向___________（左/右）移动光屏，重新呈现的像与之前的像相比___________（更大/更小/大小不变）；将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，原因是___________。 【答案】(1)10.0 (2)同一高度 (3) 放大 投影仪 (4) 左 更小 物体在焦点以内，物距小于焦距 【详解】（1）平行主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于一点，这个点就是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离叫焦距，如图甲所示，测出水凸透镜的焦距为 （2）实验前，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，为了使像成在光屏中央，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度。 （3）如图乙，物距为15.0cm，像距为30.0cm，物距小于像距，可在光屏上得到一个清晰的倒立、放大的实像，依据此原理，人们制成的光学仪器是投影仪。 （4）如图丙，向透镜中注水，水透镜的焦距减小，会聚能力增强，烛焰的像向水透镜移动，因此光屏上的像逐渐模糊，为使像变清晰，应当向左移动光屏；由于像距变小，重新呈现的像与之前的像相比更小；将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，原因是蜡烛在一倍焦距以内了，物距小于焦距时，烛焰通过凸透镜成虚像，虚像不能成在光屏上。 17．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___________（A/B）透镜完成实验； (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)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___________（上/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； (4)用LED光源代替蜡烛进行了进一步实验探究，LED光源的高度。经过认真测量，记录了像高和物距u的数据。在坐标上描出了像高和物距u的图像。由图可知，该凸透镜的焦距为___________cm，当时，光屏上成倒立、___________的实像，要使光屏上的像变小，可以将LED光源适当___________（远离/靠近）凸透镜，并移动光屏。 【答案】(1)B (2) 主光轴 使像成在光屏的中央 (3) 上 下 (4) 10 等大 远离 【详解】（1）如图甲，A透镜对光有发散作用，B透镜对光有会聚作用，说明B是凸透镜，所以应选B透镜进行实验。 （2）实验前调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，本质是让三者中心位于凸透镜的主光轴上，目的是保证烛焰的像能够成在光屏的中央，便于观察成像。 （3）凸透镜成倒立实像时，像与物体的运动方向相反，蜡烛燃烧变短向下移动，烛焰的像会向上移动；要让像回到光屏中央，可将凸透镜向下调节，带动像向下回落至光屏中心。 （4）当物距时，凸透镜成倒立等大的实像，此时像高与物高相等，已知LED光源高10cm，从图像可知当像高时，物距，因此 得焦距； 当时，由凸透镜成像规律可知，成倒立、等大的实像； 根据凸透镜成实像规律，物远像近像变小，要让实像变小，需要增大物距，因此将LED光源适当远离凸透镜，再移动光屏承接像。 18．雨过天晴，小经发现透过附在叶片上的水珠，能看到正立放大的“叶片脉络”；而透过在叶片上的水珠能看到远处倒立缩小的“花朵”。针对这一现象，同学们一起探究凸透镜成像的规律。选取高度为5.0cm 的“F”光源。 (1)如图甲，在光屏上出现_______________光斑时，可测出凸透镜的焦距；在乙装置中，点亮“F”光源，调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在_____________，是为了使像始终成在光屏的中央。 (2)图乙是小经所在小组实验时的情景，此时光屏上呈现清晰的像，请在方格纸中大致画出图乙中小经看到的像______。生活中___________利用了此时实验成像的特点。（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”） (3)①由如下表格中的证据小经分析发现：透过在叶片上的水珠（水珠相当于凸透镜）能看到远处倒立缩小的“花朵”的条件是_____________。 ②由实验次数1和7或2和6或3和5可知：在光的折射现象中，________________________ 。 ③根据表格中的证据可知，同一物体，____________相同，凸透镜成____________像时，____________________________________，像变大。 实验次数 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 像高/cm 1 30.0 15.0 倒立缩小的实像 2.5 2 25.0 16.7 倒立缩小的实像 3.3 3 22.0 18.2 倒立缩小的实像 4.1 4 20.0 20.0 倒立等大的实像 5.0 5 18.2 22.0 倒立放大的实像 6.0 6 16.7 25.0 倒立放大的实像 7.5 7 15.0 30.0 倒立放大的实像 10.0 【答案】(1) 最小最亮 同一高度 (2) 照相机 (3) 物距大于2倍焦距 光路是可逆的 凸透镜焦距 实 像距变大 【详解】（1）当光屏上出现最小最亮的光斑时，测出最小最亮的光斑到凸透镜光心的距离即为焦距。 调节光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，是为了使像始终成在光屏的中央。 （2）由图甲可知，凸透镜的焦距为 图乙中，光源位于20.0cm刻度处，凸透镜位于50.0cm 刻度处，物距 满足，此时成倒立、缩小的实像，生活中照相机就是应用这个成像规律制成的。故小经看到的应是一个倒立、缩小的“F”像，据此作图。 （3）由表中实验次数1、2、3可知，物距大于二倍焦距时，透过水珠看到远处倒立缩小花朵。 由实验次数1和7或2和6或3和5可知：物距和像距互换仍然成像，说明在折射现象中，光路是可逆的。 根据表格中的证据可知，同一物体，凸透镜焦距相同，凸透镜成实像时，物距减小（即物体靠近凸透镜），像距增大，像变大。 19．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 (1)如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，则此时水透镜的焦距为____________cm，实验前，应调节烛焰和光屏的中心在____________上； (2)该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，像的特点是倒立____________的实像。如果去掉光屏，眼睛在光屏处____________（选填“能”或“不能”）看到这个像；若仅将蜡烛与光屏位置对调，仍能在光屏上看到清晰的倒立____________的实像； (3)如果将蜡烛移至距透镜5cm处，此时应从____________（选填“蜡烛”“光屏”）一侧透过透镜观察像的特点；随着实验的进行，蜡烛逐渐变短，光屏上的像会移动，要使像重新成在光屏的中央，可将透镜向____________（上/下）调整，同时将光屏随之调整； (4)若把蜡烛放在凸透镜的焦点上，透镜固定不动，将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中，在光屏上观察到的现象是大小____________的光斑，把蜡烛放在该凸透镜的焦点内，凸透镜固定不动，将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中，在光屏上观察到的现象是大小____________的光斑（选填“不变”、“变大”或“变小”）； 【答案】(1) 8.0 水透镜的主光轴 (2) 缩小 能 放大 (3) 光屏 下 (4) 不变 变大 【详解】（1）平行于主光轴的光线经凸透镜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 实验前先调节光具座上烛焰、水透镜和光屏三者的中心在同一高度，即烛焰和光屏的中心在水透镜的主光轴上，这样可使像成在光屏的中央。 （2）如图乙，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像。 实像是实际光线会聚形成的，去掉光屏后，会聚的光线会继续传播，进入位于原光屏位置的人眼，因此眼睛能看到这个像。 因为光的折射中光路是可逆的，保持水透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则物距等于原来的像距，成倒立、放大的实像。 （3）如果将蜡烛移至距透镜5cm处，物距小于焦距，成正立放大的虚像，虚像与物体同侧，从光屏一侧观察像的情况； 随着实验的进行，蜡烛由于燃烧逐渐变短，根据凸透镜过光心的光线传播方向不变，像会向光屏上方偏移，为了使像完整的成在光屏的中央，可将水透镜向下移动。 （4）把蜡烛放在该凸透镜的焦点上，通过凸透镜后的光线是平行的，所以将光屏向远离凸透镜的方向移动的过程中，在光屏上观察到的现象是大小不变的光斑； 把蜡烛放在该凸透镜的焦点内，光线经过透镜后是发散状态，光屏越远离透镜，发散光线的覆盖范围就越大，因此光斑大小会逐渐变大。 题型04 眼睛和眼镜 20．帅帅同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜里抽水时，水透镜的焦距将变大。 (1)如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，此时水透镜的焦距为___________cm； (2)该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，该像的特点是___________（填像的“正倒”、“大小”和“虚实”）； (3)在实验时，发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧却较模糊，帅帅只对凸透镜进行了调整，就在光屏上得到了清晰的像，他的调整是___________； A．左右适当移动凸透镜 B．上下适当移动凸透镜 C．适当扭转凸透镜 D．左右适当移动光屏 (4)将蜡烛移至距水透镜5 cm处，此时无论怎样移动光屏都无法在光屏上看到清晰的像，则应从___________（填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过水透镜观察像的特点； (5)在图乙所示实验场景下，一同学给水透镜“戴上”一种眼镜，如图丙所示，当向水透镜中注入适量的水后，他发现光屏上的像再次变得清晰，则“戴”的是___________（选填“近视”或“远视”）眼镜； (6)如图丁所示为某同学的照片，图戊是实验后他将照片从紧贴水透镜到逐渐远离水透镜过程中，眼睛透过水透镜观察照片的像，看到像的顺序应该是___________（只填字母代号）。 A．②①③④ B．③②①④ C．②③④① D．④①②③ 【答案】(1)8.0 (2)倒立、缩小的实像 (3)C (4)光屏 (5)近视 (6)B 【详解】（1）平行于主光轴的光经凸透镜后会聚的最小最亮光斑就是焦点，焦点到透镜光心的距离为焦距。从甲图刻度可知，水透镜在10.0cm刻度处，光屏在18.0cm刻度处，因此焦距为 （2）由图乙可知，物距大于像距，成倒立、缩小的实像。 （3）发现光屏上出现的像只有中间清晰，两侧较模糊，说明中间部分的物距此时正好在光屏上成清晰的像，两侧部分的物距大于或小于中间部分的物距，因此适当扭转凸透镜，使凸透镜与光屏平行，在光屏上得到清晰的像。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （4）蜡烛距透镜5cm，小于水透镜的8cm焦距，此时成正立放大的虚像，虚像不能在光屏承接，虚像和物体在透镜的同一侧，因此需要从光屏一侧（透镜的另一侧）透过水透镜观察这个虚像。 （5）注水后水透镜焦距变小、会聚能力变强，像本应向透镜方向前移，现在像重新在原光屏位置变清晰，说明戴的眼镜先让光线发散了，延后了会聚位置。近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，因此戴的是近视眼镜。 （6）根据凸透镜的成像规律，物体在一倍焦距以内，成正立放大虚像，物体离凸透镜近，虚像小，物体离凸透镜远，虚像大；当物距大于焦距，凸透镜成倒立的实像，遵循“物远像近像变小的规律”，离焦点越近，像越大，离焦点越远，像越小。物体在一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立放大的实像；物体在二倍焦距以外，成倒立缩小的实像；所以成虚像时应该是正立从小到大，成实像时，倒立从大到小；成像顺序为③②①④。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 21．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，实验装置如图甲所示。 (1)为了使像呈现在光屏中央，组装器材时应将蜡烛烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调到__________； (2)用焦距为10 cm的凸透镜进行实验，在甲图中将蜡烛移动到35.0 cm刻度处，此时应将光屏向______移动才能得到清晰的像，此时的成像原理与________（选填“照相机”或“投影仪”）的成像原理相同； (3)在蜡烛和凸透镜之间放一副近视镜，光屏应向_________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动一段距离，才能在光屏上重新得到清晰的像。 (4)小波换用如图乙所示的“F”光源进行实验，但由于部分灯珠损坏，导致“F”光源发光时如图丙所示，若使用图丙所示光源_________（选填“能”或“不能”）完成凸透镜成像规律的探究，理由是：_______________________。 【答案】(1)同一高度 (2) 右 投影仪 (3)远离 (4) 不能 丙中光源不能反映像是否倒立 【详解】（1）实验中调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度，是为了保证烛焰的像能够成在光屏的中央，便于观察清晰的像。 （2）已知凸透镜焦距，透镜固定在50.0cm刻度处，蜡烛移到35.0cm刻度处时，物距 满足的条件，根据凸透镜成像规律，此时像距应满足，也就是光屏需要在70cm刻度线右侧，对比甲图中光屏初始在70cm附近，因此要向右移动光屏，该条件下成倒立、放大的实像，和投影仪的成像原理相同。 （3）近视镜是凹透镜，对光线有发散作用，会让原本会聚的光线延迟会聚，像距变大，因此需要将光屏向远离凸透镜的方向移动，才能重新得到清晰的像。 （4）使用丙图的竖排灯珠光源不能分辨正立、倒立，故使用图丙所示光源不能完成凸透镜成像规律的探究。 22．学习了透镜的知识后，航航做了以下探究实验。 (1)如图甲所示，透镜的焦距为____________cm；调整器材高度时，应点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在____________。 (2)实验中，当蜡烛、透镜和光屏的位置如图乙所示时，光屏上承接到清晰的倒立、________（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像。 (3)航航将图乙中的透镜换成焦距的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊。可将光屏向____（选填“左”或“右”）移动适当距离，使光屏上能重新出现烛焰清晰的像；若不移动光屏，在蜡烛和凸透镜之间放置一个度数适当的________（选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片，光屏上也会重新出现烛焰清晰的像。 (4)航航实验时不小心把这个凸透镜摔坏了，他就用橡皮泥把遗失的部分补上（如图丙所示）。如果用这个修补的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，则在光屏上成的像_________（选填“完整”或“不完整”）。 (5)如图丁所示是航航运用所学知识自制的照相机模型：用硬纸板做两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动；在一个纸筒的B端嵌上一个焦距为10cm的凸透镜。 观察时，航航应选择较____（选填“亮”或“暗”）的物体作为观察对象。 (6)航航用自制的照相机先“拍摄”到了远处物体清晰的像，再“拍摄”近处物体时，应使两个纸筒间的距离________（选填“变小”“变大”或“不变”）。 【答案】(1) 10.0 同一高度 (2)放大 (3) 左 近视 (4)完整 (5)亮 (6)变大 【详解】（1）凸透镜将与主光轴平行的光束会聚到焦点，焦点到凸透镜光心的距离为焦距；由图甲可知，光具座的标尺分度值为1cm，读出凸透镜位于50.0cm处，呈现焦点的光屏位于60.0cm处，所以透镜焦距为 为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜及光屏三者的中心，使其大致在同一高度。 （2）由图乙可知，蜡烛与透镜间的距离为，透镜与光屏间的距离为，所以物距在一倍焦距到二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时光屏上承接到清晰的倒立、放大的实像。 （3）将图乙中的透镜换成焦距的凸透镜，焦距变小，则对光线的会聚能力更强，像距变小，因此要将光屏向左移动减小像距，以使光屏上能重新出现清晰的像；为达到此目的也可以通过减小光线的会聚程度，则需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个使光线分散的透镜，即凹透镜；近视眼镜为凹透镜，所以也可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个度数适当的近视眼镜，使成像清晰。 （4）修补的凸透镜仍然有足够的光线透过可以折射形成完整实像，只是成像较暗，所以在光屏上成的像完整。 （5）从较亮的物体出来的光较多，成像更清楚，容易观察，所以应选择较亮的物体作为观察对象。 （6）照相机拍照时成实像，物距变大则像距变小，先拍摄远处物体再拍摄近处物体时，物距变小，应使像距变大，所以应使两个纸筒间的距离变大。 23．小明为了探究眼睛的成像原理，与老师一起研制了如图所示的实验装置，用水透镜模拟眼睛，光屏模拟视网膜，通过对水透镜注水或抽水可改变水透镜的厚薄。蜡烛、光屏和水透镜在光具座上的位置如图所示。 (1)实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在_________上，目的是使像成在光屏中心。 (2)三者摆放位置如图甲所示，在光屏上成了一个清晰的像（像未画出），此时水透镜的焦距f的范围为_________。 (3)用水透镜模拟正常眼睛，将图甲中的蜡烛移动到光具座上40cm处，光屏不动，此时应对水透镜_________（填“注水”或“抽水”），使其焦距变_________（填“长”或“短”），才能在光屏上重新得到一个清晰的像。 (4)用水透镜模拟爷爷的老花眼，如图乙所示，若爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛，在图中的虚线框内安装上适当度数的老花镜的镜片，则爷爷将能看清蜡烛位置_________（填“左侧”或“右侧”）的物体。 【答案】(1)同一高度 (2) (3) 注水 短 (4)右侧 【详解】（1）实验时，首先要使烛焰、水透镜、光屏三者的中心在同一高度上，使像成在光屏中心。 （2）由图甲可知，物距 像距 因为 ，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，满足 且 。即 ， 可得焦距 的范围为 （3）将蜡烛移动到光具座上 处，物距减小，像距不变（光屏不动）。根据凸透镜成实像规律，物距减小，像距应增大才能成清晰的像，要使像距不变，需要增强水透镜的会聚能力，即对水透镜注水，使其变厚，焦距变短。 （4）老花镜是凸透镜，对光线有会聚作用。爷爷不戴老花镜时恰好能够看到图中位置上的蜡烛，戴上老花镜后，光线提前会聚，如图乙近处的物体的像能刚好落在光屏上，故爷爷能看清更近的物体，即蜡烛位置右侧的物体。 24．凸透镜在生活中应用很广泛： (1)例如近视眼已经成为影响青少年健康的突出问题，为此某兴趣小组开展“近视眼成因”的探究。他们查阅资料获知：眼睛前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，能将来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体清晰的像，如图所示。视网膜到晶状体的距离几乎不变，当被观察的物体到眼睛的距离发生变化时，睫状肌会通过调节晶状体的厚度来改变其焦距，使视网膜上的像保持清晰。近视眼患者的晶状体较厚，且睫状肌调节能力有限。接着，小组成员选用焦距不同的凸透镜做“模拟人眼看物体”的实验，并记录了成清晰像时的物距、像距和焦距，数据见下表。 序号 物距u/厘米 像距v/厘米 焦距f/厘米 1 17.1 15.0 8.0 2 30.0 15.0 10.0 3 60.0 15.0 12.0 分析上表数据发现：人眼从近处看向远处时，为了能在视网膜上始终成清晰的像，眼睛晶状体的焦距会变___________（选填A。“大”或B。“小”）。请结合以上信息及所学物理知识，解释近视眼患者看不清较远处物体的原因。__________________________________________________________________。 (2)如图（a）（b）所示，甲、乙两个凸透镜到物理课本的距离均为8厘米，凸透镜的焦距分别为、，则（     ） A．＜4厘米＜ B．＜4厘米＜ C．＜8厘米＜ D．＜8厘米＜ 【答案】(1) 大 人眼看物体相当于凸透镜成像，看物体时，视网膜到晶状体的距离几乎不变，要看清楚远处，晶状体焦距要变大，才能在视网膜上成清晰像。而近视眼患者晶状体厚度大，即焦距小，因睫状肌调节能力有限，较难增大晶状体焦距，无法在视网膜上成清晰的像。 (2)D 【详解】（1）人眼从近处看向远处时，物距变大，根据凸透镜成像规律知像距变小，像成在视网膜前方，为了使像成在视网膜上，应增大眼睛晶状体的焦距。 略。 （2）甲、乙两个凸透镜到物理课本的距离均为8厘米，即； 如图（a）凸透镜所成的像是正立、放大的虚像，所以； 如图（b）乙凸透镜所成的像是倒立的，放大的实像，所以，则，因此； 综上可知，，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 题型05 制作望远镜 25．跨学科实践。 制作简易望远镜 在跨学科实践课上，同学们用焦距分别为20cm和10cm的两块凸透镜、卡纸、双面胶、粗细不同的PVC筒，自制一架简易望远镜，其结构图如图所示。查阅资料得知：望远镜工作时，远处物体经物镜成倒立、缩小的实像，该实像位于目镜的焦点以内，再经目镜放大形成正立（相对物镜所成实像而言）的虚像。望远镜的清晰度受放大倍率和最佳成像距离影响，其中放大倍率=。放大倍率越大，观测远处物体（如月球）时细节分辨能力越强。当观察无限远处物体成像最清晰时，物镜与目镜间的距离约等于两透镜焦距之和，这一距离称为最佳成像距离。同学们根据上述原理设计方案，动手制作，并对产品进行了优化与调试。 (1)为获得较大的放大倍率并使远处物体清晰成像，应选择焦距为____________cm的凸透镜作为物镜。目镜的作用相当于_________（选填“放大镜”“照相机”或“投影仪”）。 (2)用这架望远镜观测星空时，两透镜间的最佳成像距离约为__________cm。用自制的望远镜观测物体时，发现物镜筒与目镜筒的缝隙漏光，请你提出一个合理的改进建议：___________。（写出一条即可） 【答案】(1) 20 放大镜 (2) 30 用黑色胶带将缝隙密封遮挡 【详解】（1）根据放大倍率，要获得较大的放大倍率，需要物镜的焦距更大，因此选择焦距为的凸透镜作为物镜； 物镜成的实像位于目镜的焦点以内，目镜将该实像放大为虚像，成像原理和放大镜一致。 （2）观察无限远处物体（星空可近似为无限远）时，最佳成像距离等于两透镜焦距之和，因此计算得。 针对缝隙漏光，用不透光的黑色材料封住缝隙，或在镜筒内壁涂黑减少漏光都是合理的改进方法。 26．学科实践活动：自制望远镜 小组同学准备了焦距分别为5cm和40cm的两个凸透镜、硬纸筒、刻度尺、光具座和胶水等材料。 【设计与制作】 (1)为了挑选焦距较长的透镜用作物镜，小明取一个大烧杯，里面充满烟雾倒扣在桌上，手电筒垂直杯底射出平行光束如图甲。先后将透镜A和B放置在杯底上方，观察透镜对光的作用，效果如图乙、丙所示。则凸透镜________对光的会聚作用较强，应挑选凸透镜________为物镜； (2)为了观察物镜的成像效果，小明将挑出的物镜安装在光具座50cm刻度处，如图a所示。观察窗外远处景物（物距10m以上），调节左侧光屏，发现在接近________cm刻度处，找到倒立、________的实像； 【优化与改进】 (3)如图b所示，小明用大小纸筒做成套筒，便于调节物镜和目镜间的距离，从而可以观察________（填“大小”或“远近”）不同的物体； 【实践拓展】 (4)望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比，小组同学自制的望远镜放大倍率为________倍。 【答案】(1) B A (2) 10 缩小 (3)远近 (4)8 【详解】（1）凸透镜对平行光的会聚能力越强，焦点到透镜的距离越近。由图可知，透镜B的焦点更近，对光的会聚作用较强。 望远镜的物镜需要选用焦距较长的凸透镜，透镜A的会聚能力较弱，焦距较长，故应挑选凸透镜A为物镜。 （2）当物距远大于2倍焦距时，像距近似等于焦距。物镜焦距为40cm，安装在光具座50cm刻度处，易知光屏应在接近10cm刻度处。 根据凸透镜成像规律，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。 （3）调节物镜和目镜间的距离，可以改变成像的清晰程度，从而可以观察远近不同的物体。 （4）望远镜的放大倍率为物镜焦距与目镜焦距之比，即放大倍率 27．小红依据苏科版跨学科实践要求自制简易天文望远镜，其核心部件为两个焦距不同的凸透镜。 (1)她应该选择焦距___________（较大/较小）的凸透镜作为物镜，物镜的作用相当于一个___________（照相机/投影仪/放大镜）。 (2)小红找到的器材有：凸透镜若干，镜筒若干，刻度尺。使用不同规格的凸透镜作物镜来制作望远镜，并观察物体，收集到表中的证据：分析表中信息，望远镜成像亮度和___________有关，由表中信息可推导出：望远镜的放大倍数是___________倍。 望远镜 目镜焦距 5cm 5cm 5cm 5cm 物镜焦距 10cm 15cm 20cm 35cm 物镜直径 3cm 5cm 5cm 8cm 成像亮度 暗 较亮 较亮 亮 放大倍数 2倍 3倍 4倍 (3)小红用自制的天文望远镜观察稍远处的大楼，然后再观察月球，应___________（增大/减小）物镜与目镜之间的距离。 (4)小红在实验中发现物镜、目镜之间的距离与物镜焦距、目镜焦距的大小存在一定的关系，请你帮小红设计一张表格记录实验相关数据。 【答案】(1) 较大 照相机 (2) 物镜直径 7 (3)减小 (4) 序号 物镜焦距 目镜焦距 物镜、目镜之间的距离 1 2 3 【详解】（1）简易天文望远镜中，物镜选用焦距较大的凸透镜，目镜选用焦距较小的凸透镜；物镜将远处物体成倒立、缩小的实像，成像原理和照相机相同，因此物镜的作用与照相机类似。 （2）分析表格数据：B、C组物镜焦距不同、物镜直径相同时，成像亮度相同。对比不同直径的实验组可知，成像亮度随物镜直径改变，因此成像亮度与物镜直径有关；根据表格数据可总结规律：，因此D的放大倍数为倍。 （3）观察更远的月球时，物距比观察大楼更大，根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”，物镜成的像会更靠近物镜，因此需要减小物镜和目镜之间的距离，才能成清晰的像。 （4）实验目的是探究和、的关系，需要多次实验，记录三个物理量。 28．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。 (1)如图甲所示，平行于主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是___________cm。 (2)实验前应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度，这是为了使烛焰的像成在___________。 (3)如图乙所示，将凸透镜固定在50.0cm刻度线处，当蜡烛固定在35.0cm刻度线位置时，光屏应在（选填“A”“B”或“C”）___________区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的___________（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像，___________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）也利用了这一成像特点。 (4)实验中，随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像向___________移动，此时可以将凸透镜向___________（两空均选填“上”或“下”）移动，才能使像重新回到光屏中央。 (5)完成以上实验后，兴趣小组准备进行跨学科实践活动制作一个望远镜。查阅资料发现制作望远镜时，物镜焦距应大于目镜焦距，放大倍数较大。如下图所示物镜相当于照相机成倒立、_______的实像，目镜相当于放大镜把物镜所成的像再一次放大。兴趣小组找到了一个焦距是50cm的透镜和本实验所用透镜组装好望远镜，为观察到清晰的像，两个透镜的光心应在同一直线上，且两透镜间的距离（筒长）应满足的范围大于50cm且小于60cm。 【答案】(1)10.0 (2)光屏的中央 (3) C 放大 投影仪 (4) 上 下 (5)缩小 【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，由图甲可知，凸透镜的焦距是 （2）为了使像成在光屏的中央，应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度。 （3）凸透镜固定在50.0cm刻度线处，当蜡烛固定在35.0cm刻度线位置，物距 物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距，光屏应在C区域内左右移动，才能在光屏上得到倒立、放大的实像，应用于投影仪。 （4）由于过光心的光线传播方向不变；当随着蜡烛燃烧变短，光屏上烛焰的像向上移动；此时可以将凸透镜向下移动，才能使像重新回到光屏中央。 （5）用望远镜观察远处物体时，物镜相当于照相机的镜头，成倒立、缩小的实像。 学科网（北京）股份有限公司 $