第3章 跨学科实践 用“水透镜”探究近视眼的形成原因&专题特训四 凸透镜成像规律的综合应用-【通成学典·拔尖特训】2026-2027学年八年级上册物理（沪粤版·新教材）

第三章光和眼睛 跨学科实践 用“水透镜”探究近视眼的形成原因 1.[2025晋中平遥二模]小艾同学利用水透镜模拟眼睛的成像情况进行探究，她将点燃的蜡烛、水透 镜、光屏调节到如图所示的位置，光屏中心正好出现清晰的像。下列说法中正确的是 A.模拟视网膜成像：光屏上成正立缩小的实像 磁 B.模拟眯眼看物体：用纸板挡住部分透镜，光屏成像不 水透镜 完整 0cm1020304050607080901001 C.模拟看远处物体：保持透镜、光屏位置不变，将蜡烛远 (第1题图) 离水透镜，用针简抽出适量水，光屏上可再次看到清 晰的像 D.模拟近视眼矫正：保持透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离水透镜，在水透镜左侧放一个凸透镜， 光屏上可再次看到清晰的像 2.[2025江西]用“水透镜”探究近视眼的形成原因。 【证据】 (1)如图①所示，用注射器向“水透镜”的薄膜中缓慢注水，使薄膜略微凸起。 B C mrmjmmrfnmmmrmmrfnmrnmhrinmmprmpmnmm 10cm102030405060708090100 ① ② (第2题图) (2)将“水透镜”置于图②中光具座的 (选填“A”“B”或“C”)滑块上，点燃蜡烛，调节“水 透镜”和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。 (3)移动蜡烛，当物距为30.0cm时，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距 (4)保持 不变，继续向“水透镜”中注入适量的水，增加“水透镜”的凸起程度，调节光屏的 位置，直至呈现烛焰清晰的像并记录像距。 (5)把实验中收集的数据和观察的现象填人下表。 实验序号 物距/cm “水透镜”的凸起程度 像距/cm 1 30.0 较小 17.4 2 30.0 较大 9.2 【解释】分析表中数据，在物距不变的情况下，增加“水透镜”的凸起程度，像距变 ,并且 观察到成像变近。 【交流】 (1)本实验中用 模拟眼睛的晶状体，用 模拟眼睛的视网膜。 (2)经多次实验后，结合所学知识分析，当近视眼观察远处的景物时，由于晶状体的凸起程度较 ,折光能力变强，远处景物成像会成在视网膜的 方，导致看不清楚。 (3)为了预防近视，我们应养成良好的学习和生活习惯。 “答案与解析”见P21 49 拔尖特训·物理（沪粤版）八年级上 专题特训四 凸透镜成像规律的综合应用 ■■■■类型一，根据物距、像距与焦距的关系判断像的性质 画画■ 1.已知一个发光棒高2cm,凸透镜的焦距为5cm。如果把发光棒放在凸透镜前的某个位置，能成一 个4cm高的像，物体离凸透镜的距离（即物距u)范围是 () A.u<5 cm B.5 cm<u<10 cm C.u>10 cm D.u<5cm或5cm<u<10cm 2.如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A'B'为物体AB的像，则物体AB ( A.在图中V区域，比A'B'大，箭头向上 B.在图中Ⅲ区域，比A'B大，箭头向上 C.在图中Ⅱ区域，比A'B大，箭头向下 D.在图中I区域，比A'B'小，箭头向下 D (第2题图) (第3题图) 3.如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰位于凸透镜左侧8c处，在距离凸透镜右侧 15cm处的光屏上成倒立的像，保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm,下列说法 中，正确的是 () A.凸透镜未移动时，烛焰在光屏上成缩小的像 B.凸透镜未移动时，烛焰在光屏上成等大的像 C.凸透镜移动到新位置，烛焰在光屏上成缩小的像 D.凸透镜移动到新位置，烛焰在光屏上成放大的像 ■后BB 类型二根据物距与像距的关系图像判断像的性质■■丽 4.如图所示，小德同学在做“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与 物体到凸透镜的距离的关系图像，下列说法中正确的是 32 A.该凸透镜的焦距f=16cm 24- B.物体从u=32cm处向透镜靠近的过程中，光屏上的像先变大后变小 16 C.u=24cm时，将透镜遮挡住一部分，光屏上的像会变暗 8润 08162432u/cm D.8cm<u<16cm时，在光屏上成缩小的像 (第4题图) 雪复豆■ 类型三凸透镜成像的动态问题变距■■■ 5.探究凸透镜成像的规律时，将焦距为10cm的凸透镜放置在光具座上50cm处，如图所示。在蜡 烛从10cm处逐渐移至45cm处的过程中，烛焰成像的变化情况是 A.一直变大 B.先变小后变大 C.先成实像后成虚像 0cm02030405060708090100 D.先成虚像后成实像 (第5题图) 50 第三章光和眼睛 6.[2025芜湖期末]在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，小明组装的装置如图甲所 示，他保持凸透镜的位置不变，不断地移动蜡烛位置，观察到四种烛焰的清晰像，如图 乙所示。已知凸透镜的焦距为10c,按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的像进行 排序，正确顺序为 ) 蜡烛的像 6 999⊙ 0c010203040"5060T70T8090100 烛焰①②③④ 甲 (第6题图) A.④②③① B.③②①④ C.①②③④ D.④①②③ 7.舒势跨学科实践[2025临汾期末]如图是小明利用透镜、鞋盒、手机等物品制作的学校科技节参 赛作品。把播放视频的手机放到随手推、拉可以移动的支架上，盖上鞋盒盖，在黑暗的环境下，让透 镜对着白墙，调整手机位置，可以在墙上看到如图乙所示清晰的画面。则下列说法正确的是() A.墙上看到的清晰画面是正立、放大的实像 可移动 B.该透镜制作成眼镜，可以用来矫正近视眼 手机支架 鞋盒 C.只调整手机靠近透镜就可实现清晰画面变大 一镜头 D.鞋盒适当远离墙面，调整手机靠近透镜画面才能再变清晰 甲 (第7题图) ■■雪■类型四凸透镜成像的动态问题—变焦 面夏百 8.一位同学利用如图所示的装置探究凸透镜成像规律，他先用焦距为20cm的凸透镜进行实验，在 屏上得到清晰的像（像未画出）。接下来他想改用焦距为15c的凸透镜继续进行实验，下列分析 正确的是 () A.要使光屏再次成清晰的像，可只将光屏向右移 B.要使光屏再次成清晰的像，可只将蜡烛向右移 C.若只移动光屏重新得到清晰的像，像将变大 D.若只移动蜡烛重新得到清晰的像，像将不变 0cm102030405060708090100 70cm102030405060708090100 (第8题图) (第9题图) 9.如图，某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，下列说法正确 的是 () A.此时在光屏上得到的是倒立、放大的实像 B.继续向水凸透镜内注水，凸透镜的焦距变大，这时将光屏向远离透镜方向移动，又能得到清晰 的像 C.用注射器从水凸透镜向外抽水，保持蜡烛和光屏不动，向左移动水凸透镜，光屏上可能会得到 个倒立、等大的实像 D.水凸透镜内有一个正方形的纸片，则侧在光屏上不会看到烛焰完整的像 ●“答案与解析”见P21 51上和偏左，人不动，移动镜头，侧镜头应向下并向右移动 9.放大20靠近上 〔解析)投影仪就是根据凸透镜成倒立、放大实像的原理制 成的；由凸透镜成像规律得，此时f<40cm<2f,所以 20cm<f<40cm,因此凸透镜的焦距不可能小于20cm; 在使用过程中发现成像超出了屏幕范围，要使像变小，像 距变小，物距变大，故应将投影仪靠近屏幕，凸透镜远离投 影片，向上调节。 方法归纳 凸透镜成像动态规律在光学仪器调节中的应用 凸透镜成实像时总遵循以下规律：物近像远像变 大。即物变近时，像变远，同时像的大小也变大。因为 投影仪（或幻灯机）成放大的实像，照相机成缩小的实 像，所以对于投影仪、照相机，以上规律都适用。掌握以 上规律对于我们使用照相机和投影仪很有帮助。 10.(1)放大左(2)右(3)上下(4)大于发散 〔解析)(1)凸透镜的焦距是10cm,当烛焰距凸透镜15cm 时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立、放大 的实像。当烛焰向左（远离透镜）移动后，物距变大，像距要 变小，所以将光屏向左移。(2)近视眼镜是凹透镜，凹透镜 放在凸透镜的前面，凹透镜对光线有发散作用，会聚成的 像会远离凸透镜，光屏要向右移动，光屏上才能再次得到 清晰的像。(3)蜡烛由于燃烧，长度变短，根据光线过光心 不改变方向，像会向上移动。要使像重新成在光屏的中 央，应将透镜向下调整，同时将光屏随之向下调整。(4)近 视眼镜是凹透镜，中间比边缘薄，所以镜片的边缘厚度大 于0.05mm。凹透镜对光线有发散作用。 跨学科实践 用“水透镜”探究近视眼的形成原因 1.C由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像 时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故A错误；用纸板 挡住部分透镜，剩余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，所以像比原来暗，故B错误；保 持透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离水透镜，物距增大，根 据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，此时像成在视 网膜的前方，用针简抽出适量水，此时水透镜的凸度变小， 对光的会聚能力变弱，会将光线推迟会聚成像，因此光屏 上可再次看到清晰的像，故C正确：保持透镜、光屏位置不 变，将蜡烛远离水透镜，物距增大，根据凸透镜成实像时， 物远像近像变小可知，此时像成在视网膜的前方，可在水 透镜左侧放一个凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会 将光线推迟会聚成像，光屏上可再次看到清晰的像，故D 错误。 2.【证据】(2)B(4)物距【解释】小【交流】(1)水透 镜光屏(2)大前 〔解析)【证据】(2)水透镜应置于光具座的B滑块上。因 为在探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜应放在蜡烛和光 屏之间，这样才能使烛焰的像成在光屏上，所以水透镜应 放在中间的滑块B上。(4)保持物距（或蜡烛到水透镜的 距离)不变，继续向“水透镜”中注入适量的水，增加“水透 镜”的凸起程度，调节光屏的位置，直至呈现烛焰清晰的像 并记录像距。【解释】应保持物距不变。因为要探究水透 镜凸起程度对成像的影响，需要控制物距这个变量不变， 只改变水透镜的凸起程度，来观察像距和成像的变化。【交 流】(1)本实验中用水透镜模拟眼睛的晶状体，用光屏模 拟眼睛的视网膜。(2)当近视眼观察远处的景物时，由于 晶状体的凸起程度较大，折光能力变强，远处景物成像会 成在视网膜的前方，导致看不清楚 专题特训四凸透镜成像规律的综合应用 1.D根据题干条件，已知一个发光棒高2cm,凸透镜的 焦距为5cm。如果把发光棒放在凸透镜前的某个位置，能 成一个4cm高的像，如果此时所成的像是倒立放大的实 像，所以满足：5cm=f<u<2f=10cm,即5cm<u< 10cm,如果是正立放大的虚像，则u<5cm;所以，物体离 凸透镜的距离（即物距u)范围为u<5cm或5cm<u< 10cm. 2.B 3.C由题意可知，凸透镜未移动时，u=8cm,v=15cm, u<;由凸透镜成像规律可知，此时烛焰在光屏上成倒立、 放大的实像，故选项A、B错误；现把凸透镜向光屏方向移 动7cm,此时物距u=15cm,刚好等于原来的像距，像距 '=8cm,刚好等于原来的物距，由于折射光路可逆，此时 烛焰在光屏上成倒立、缩小的实像，故选项C正确，D错误。 4.CA、当u=v=2f时，成倒立、等大的实像，由图像可 知，u=v=2f=16cm,因此该凸透镜的焦距为f=8cm, 故A错误；B、物体从u=32cm处向透镜靠近的过程中， 在u=8cm之前，物体在光屏上成实像，根据凸透镜成实像 时，物近像远像变大，可知，光屏上的像变大；在u=8cm之 后，成虚像，光屏上不成像，故B错误；C、u=24cm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 屏上还能成像，只是由于通过的光线变少，所成的像会变 暗，故C正确；D、当8cm<u<16cm时，f<u<2f,由凸 透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，故D错误。 5.C由题意知，f=10cm,蜡烛在10cm到40cm之间， 物距大于f,成实像，由10cm处逐渐移至40cm处的过程 中，物距变小，像逐渐变大：由40cm到45cm处的过程，凸 透镜成虚像，虚像是逐渐变小的；综上可知，在蜡烛从 10cm处逐渐移至45cm处的过程中，像先变大后变小，先 成实像后成虚像，故C正确。 6.A凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验时，在实验过 程中不断移动烛焰位置，观察到如图乙所示的四种烛焰的 清晰像，按蜡烛到凸透镜距离由近到远所得到的像进行排 序，根据凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小：相 反，物距减小，像距增大，像变大，小于焦距时成正立放大 的虚像，物距越大，像越大，所以正确顺序为④②③①。 7.DA.由图乙可知，墙上看到的清晰画面是倒立、放大 的实像，应用于投影仪，故A错误：B.该透镜是凸透镜，可 以用来矫正远视眼，故B错误；C.根据凸透镜成像原理，凸 透镜成实像时，物近像远像变大，要使画面变大，应调整手 机靠近透镜，同时透镜远离白墙，故C错误，D正确。 8.B他先用焦距为20cm的凸透镜进行实验，在屏上得 到清晰的像，接下来他想改用焦距为15cm的凸透镜继续 进行实验，此时凸透镜焦距变小，对光的会聚能力变强，要 使光屏再次成清晰的像，可只将光屏向左移，此时像距变 小、像变小，故选项A、C错误；由凸透镜成像规律可知，要 使光屏再次成清晰的像，可只将蜡烛向右移且像将变大， 故选项B正确，D错误 9.C由图可知，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像， 故A错误；继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变 小，透镜的会聚能力变强，由于凸透镜成实像时，物距增 大，像距变小，像变小，所以要在光屏上成清晰的像，光屏 应向左移动，像变小，故B错误；从水凸透镜内抽水，水凸 透镜变薄，焦距变大，当蜡烛和光屏之间的距离等于4f 时，保持蜡烛和光屏不动，向左移动水凸透镜，能得到一个 倒立、等大的实像，故C正确：水凸透镜内有一个正方形的 纸片，遮住水凸透镜的一部分，烛焰上任一点射向水凸透 镜的光线，经水凸透镜折射后，仍然能会聚成像，像的大小 不发生改变，折射光线变少，像变暗，故D错误。 第三章拔尖自主测评 1.C 2.C手影是光沿直线传播，被手挡住形成的黑影，故A 错误：潜望镜是利用两次平面镜成像来观察物体，平面镜 成像是光的反射现象，故B错误；海市蜃楼景象是光在不 均匀的空气中传播时发生折射造成的，故C正确：汽车后 视镜利用光的反射扩大观察范围，故D错误。 3.D小明透过眼镜看玩具“兔子”时，兔子成正立缩小的 像，所以是凹透镜，可用于矫正近视眼。故D正确，ABC 错误。 4.B如图所示，根据平面镜成像特点作出小华在平面镜 中成的像A'B',由于∠EOC=70°，所以∠OBD=90°- 70°=20°，∠ABD=∠CB'D=20°十90°=110°，则 ∠OCB'=180°-∠OBD-∠CB'D=180°-20°-110°= 50°，即小华在平面镜中所成的像与水平面的夹角为50°，故 选项B正确。 A 70A0 g (第4题图) 5.B 6.C将光源水平移动一段距离，则入射光线方向不变，人 射点不变，则反射光线也不变，光斑不会向下移动，不能射 中目标A,故AB错误；将可移动支架、平面镜水平向左移， 人射光线不变，则反射光线方向也不会改变，反射光线与 目标A靠近，能射中墙上目标A,故C正确；将可移动支 架、平面镜水平向右移，入射光线不变，则反射光线方向也 不会改变，反射光线与目标A远离，不能射中墙上目标A, 故D错误 7.B由于大气层下部的密度大，上部密度小，则大气层下 部的折射率大，上部的折射率小，“日出”时阳光穿过大气层 发生折射，折射光线向下偏折，逆着折射光线看过去，认为 太阳在折射光线的反向延长线上，所以我们看到的太阳位 置S在真实位置S的上方，即S在S的下方。同理，“日 落"”时S也在S的下方。故B正确。 8.B由图可知，u=v=20cm,根据u=v=2f,成倒立、 等大的实像，即2f=20cm,因此该凸透镜的焦距f= 10cm,故A错误；当物距u=25cm,此时物距大于二倍焦 距，成倒立、缩小的实像，故B正确：当物距u=9cm,此时 物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏 承接，故C错误；若把物体从距凸透镜40cm处向距凸透镜 15cm处移动过程中，此时物距减小，根据凸透镜成实像 时，物近像远像变大，可知，所成的像会逐渐变大，故D 错误 9.OD35 〔解析)由图可知，AC为界面；过入射点做出法线FG,因 为EO和BO分居法线两侧，并且在两种介质中，因此EO 为人射光线，OD为反射光线，OB为折射光线；∠EOG为 入射角，∠D0G为反射角，已知∠2=∠3=30°，则反射角 ∠DOG=90°-30°=60°；已知∠1=125°，所以∠B0C=