初中物理人教版八年级上册第3节 凸透镜成像的规律练习题

这是一份初中物理人教版八年级上册第3节 凸透镜成像的规律练习题，共8页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。
一、实验题
1．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时烛焰恰好在光屏成清晰的像，该凸透镜焦距为10cm。
（1）实验过程中由于实验时间较长，蜡烛燃烧变短，烛焰的像在光屏上的位置会向___________移动，要使像成在光屏的正中央的方法可以是将___________向下移动。（选填“蜡烛”、“凸透镜”或“光屏”）
（2）实验时，小明在蜡烛与光屏间贴近凸透镜的地方加了一个“镜”，光屏上原来清晰的像就变模糊了，他将光屏向靠近凸透镜的方向移动一定距离后，又重新获得了清晰的像，则加上的“眼镜”是用来矫正___________（选填“近视”或“远视”）眼的。
（3）刷脸支付的时代已经来临，刷脸机是通过摄像机捕捉人脸信息来识别顾客的，人脸到摄像机镜头的距离应保持在___________（选填“二倍焦距以外”“一倍焦距到二倍焦距之间”或“一倍焦距以内”），如果想使摄像机屏幕上得到更大的清晰的像，则人应向___________（选填“远离”或“靠近”）摄像机镜头方向移动。
2．小红用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。
（1）如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小最亮的光斑。该凸透镜的焦距为_____cm。
（2）如乙图所示，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、光屏三者中心大致调到_____。这时（如图乙），仅移动光屏，可在光屏上得到一个清晰倒立、_____（选填“放大”或“缩小”）实像。
（3）实验过程中，如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像_____。
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．像仍然是完的，且大小不变，只是变暗了
3．在测量凸透镜焦距实验中，小明将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一较小的光斑（如图乙）。
（1）图甲中有________个凸透镜；图乙现象说明了凸透镜对光线有________作用；
（2）测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将_________。
4．小明同学为进一步了解视力矫正的原理，利用探究凸透镜成像规律的装置做了实验。他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片，观察到了如下现象。
(1)将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像。这说明近视眼镜对光线有___________作用，它应该是___________透镜。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的___________（填前方或后方）；
(2)取下近视眼镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，然后将另一个镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了，再使光屏靠近透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰的像。这说明该镜片对光有___________作用，它应该是___________透镜，戴上这个眼镜可以矫正___________。
5．某学习兴趣小组的同学在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时，利用自制的水凸透镜模拟近视眼进行如下实验
（1）图甲为自制水凸透镜，小明在水凸透镜下方适当的位置，平行放置一张白纸并将水凸透镜正对太阳光，发现白纸会被烤焦。于是，他多次调整水凸透镜与白纸间距离，记录对应的白纸被烤焦的时间，得到图像乙。则该水凸透镜的焦距为______cm；
（2）用此水凸透镜模拟正常眼睛视物如图丙所示。调整蜡烛、水凸透镜和光屏的位置，使光屏上得到一个清晰明亮的像。此时，将蜡烛沿远离水凸透镜的方向移动适当的距离，使光屏上的像逐渐变模糊来模拟近视眼看不清远处物体。为了使该“近视眼”能够再次看清远处物体，则下列操作可行的操作是______；
A．将光屏沿远离水凸透镜的方向移动适当的距离
B．从水凸透镜中抽出适量的水（水凸透镜直径不变）
C．将一个凸透镜放在水凸透镜前适当位置
（3）请你对上述实验小组进行的实验进行评估水凸透镜与常用的凸透镜比，优点是______。实验中发现蜡烛火焰易晃动且成像较暗，应如何改进？______。
6．利用光具座、蜡烛、凸透镜和光屏等器材进行“凸透像成像规律”的实验探究。在实验过程中，因蜡烛燃烧其长度不断缩短而出现的实验情形如图所示。请你完成下列问题：
（1）如图所示，如果保持蜡烛和光屏的高度不变，为使烛焰像仍能成在光屏中央，将凸透镜向______调节适当的距离即可（选填“上”或“下”）；
（2）适当调节凸透镜的高度后，小明维续进行实验，如果紧贴着凸透镜左侧放置一个“老花镜片”（相当于凸透镜），为使光屏上仍能接收到清晰的烛焰像，此时如果保持其他因素不变，可将光屏向______移动适当的距离（进填“左”或“右”）。
7．在利用光具座做《研究凸透镜成像》的实验时：
（1）实验前，小明先想办法测凸透镜的焦距，实验装置如图甲，此时光屏上获得一个最小最亮的光点，凸透镜的焦距为______cm；
（2）小明将烛焰、凸透镜、光屏如图乙所示放置时，在光屏上恰成一清晰的像，这个像的成像原理与______（选填“放大镜”或“投影仪”或“照相机”）相同；
（3）如果将凸透镜换成平面镜，保持蜡烛与平面镜的距离不动，移动光屏，______（选填“能”或“不能”）找到一个合适的位置使蜡烛在光屏上成清晰的像；
（4）小明想利用LED发光字母来探究凸透镜成像时上下、左右的位置关系，图丙中的四个字母，适合做LED光源的是______（选填“BELH”中的部分字母）字母。
（5）如图丁所示，光屏上出现烛焰清晰的像，取走近视眼镜，屏上的像变模糊了，此时要使屏上的像变清晰，应______（选填“靠近凸透镜”或“远离凸透镜”或“竖直向下”）方向移动蜡烛。
8．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，华华同学进行了如下实验：
（1）按图甲所示操作，测得凸透镜的焦距为______cm；
（2）调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个倒立______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的清晰实像；
（3）若蜡烛和光屏的位置保持不变，将凸透镜移动到60cm处，光屏上的像模糊不清，这与______（选填“近视眼”或“远视眼”）相似。
9．如图所示，在“探究凸透镜成像规律的实验”中。
（1）如图甲所示，是小明测量焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为___________cm，实验前要调整烛焰、透镜和光屏的中心在___________；
（2）如图乙所示，将凸透镜固定在光具座70.0cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座10.0cm刻度线处时，移动光屏至82.0cm刻度线处，如图所示，能成倒立、___________（放大/缩小/等大）的实像，生活中的___________（照相机/投影仪/放大镜）就是利用这个原理制成的。若保持蜡烛与光屏的位置不变，向左移动凸透镜的位置，则当凸透镜移动到___________刻度线时，光屏上又呈现清晰的像；
（3）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动 ，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和光屏不动，只需将凸透镜向___________（选填“上”或“下”）调整；
（4）将图乙中的凸透镜焦距换成7cm，保持蜡烛和透镜的位置不变，要想在光屏上得到清晰的像，则光屏应当向___________（选填“左”或“右”）移，此时成的像比乙图的___________（选填“大”“小”）；
（5）在如图乙所示的实验基础上，小明取了一副眼镜放在凸透镜和蜡烛之间，同时光屏远离透镜才能得到清晰的像，则该眼镜为_________（近视眼镜/远视眼镜）。
参考答案
1．上 凸透镜 远视 二倍焦距以外 靠近
【详解】
（1）[1][2]凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧变短时，烛焰向下移动，那么光屏上的像要向上移动，要使烛焰的像仍然成在光屏的中央，根据过光心不改变方向，凸透镜向下移动，或光屏向上移动。
（2）[3]将光屏向靠近凸透镜的方向移动一定距离后，又重新获得了清晰的像，说明该眼镜对光线具有会聚作用，故是凸透镜，说明该同学所带的是远视眼镜。
（3）[4][5]刷脸机是通过摄像机捕捉人脸信息来识别顾客的，人脸到摄像机镜头的距离应保持在二倍焦距以外，成一个清晰、倒立、缩小的实像，如果想使摄像机屏幕上得到更大的清晰的像，根据物近像远像变大应将人向靠近摄像机镜头方向移动。
2．10.0 同一高度 缩小 D
【详解】
（1）[1]让一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，由图甲可知：焦点到光心的距离是
40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm
即凸透镜的焦距是10.0cm。
（2）[2]应该将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度处，这样可以使烛焰的像始终成在光屏的中央。
[3]如图乙，物距
u＝50.0cm﹣15.0cm＝35.0cm
此时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小实像。
（3）[4]用不透明的硬纸板挡住透镜上半部分，凸透镜的下半部分仍能折射光线成像，所以光屏上所成的像是完整的，只是会聚光线比原来变少，像变暗了，故D正确。
3．3 会聚 大于 变小
【详解】
（1）[1]如图所示：
根据透镜的概念，中间比边缘厚的透镜是凸透镜，中间比边缘薄的透镜是凹透镜，所以图中（1）（3）（5）为凸透镜，有三个凸透镜。
[2]太阳光通过凸透镜后相交于一点，说明凸透镜对光线有会聚作用。
（2）[3]将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，说明开始光屏在焦点后，后一次在焦点前，即l大于f。
[4] \将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处时，光线通过凸透镜后是会聚的，所以将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将逐渐变小。
4．发散 凹 前方 会聚 凸 远视
【详解】
(1)[1][2][3]使光屏远离透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像，说明近视眼镜片对光有发散作用，使原来会聚成像的光向后会聚，故近视眼镜片是凹透镜；若拿走镜片像会成于光屏的前方，故近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的前方。
(2)[4][5][6]将另一个镜片放在发光体和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了，再使光屏靠近透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰的像；说明此透镜对光有会聚的作用，使原来会聚成像的光向前会聚，故此透镜是凸透镜，戴上这个眼镜可矫正远视眼。
5．12cm B 优点：水凸透镜可以模拟晶状体厚度的变化 改进：可采用稳定的LED光源来进行探究
【详解】
（1）[1]由图乙可知，当透镜与白纸间距s=12cm时，白纸被烤焦的时间t=4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm。
（2）[2]物体远离透镜，像成在光屏的前方，若要使像再次成在光屏上，可以将光屏靠近水凸透镜，或者可以从水凸透镜中抽出一部分水，改变透镜的凸起程度，使水透镜的焦距变长，会聚能力变弱；也可以在水透镜的前方放凹透镜，使光线经过水透镜后延迟会聚。
故选B。
（3）[3][4]常用的透镜焦距是固定的，水透镜可以通过抽注水的方式改变透镜的凸起程度来改变焦距，所以可以模拟晶状体厚度的变化。蜡烛的亮度不够亮并且火焰易飘忽不定，使得光屏上的像会发生晃动并且较暗，所以可以采用较稳定的LED光源进行实验。
6．下 左
【详解】
(1)[1]由图可知，蜡烛的像在光屏的上面，为使烛焰像仍能成在光屏中央，应该使烛焰重心、光心和凸透镜的中心在同一直线上，即向下移动凸透镜。
(2)[2]老花镜片是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，当把凸透镜前放上一个老花镜后像会变近，所以应该将光屏向左移动才能使光屏上得到清晰的像。
7．10.0 投影仪 不能 L 靠近凸透镜
【分析】
（1）焦点到光心的距离为就焦距，由此可以确定其焦距是多少。
（2）f＜u＜2f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪。
（3）平面镜成虚像，不能在光屏上呈现。
（4）探究凸透镜成像上下左右位置关系应该让发光体本身上下左右是不同的。
（5）近视眼镜即为凹透镜，凹透镜具有能使光线发散的特点。
【详解】
(1)[1]由图中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用，光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为
60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm
(2)[2]由图可知，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，应用是投影仪。
(3)[3]由于平面镜成虚像，所以移动光屏到合适位置不能在光屏成清晰的像。
(4)[4]图戊中只有字母L满足上下左右都不对称，所以适合做LED光源是“L”。
(5)[5]近视眼镜为凹透镜，对光线有发散作用，将近视眼镜放在烛焰和凸透镜之间，光屏上出现烛焰清晰的像，若将近视眼镜拿走，则像将比原来靠近凸透镜，在光屏不动时，要使屏上的像变清晰，此时应让蜡烛适当靠近凸透镜，从而使清晰的像落在光屏上。
8．10.0 放大 近视眼
【详解】
（1）[1]焦距是指从焦点到凸透镜光心的距离，由图甲可知焦距
f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
（2）[2]由图乙可知，物距为
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
2f＞u＞f
光屏上得到一个倒立放大的实像。
（3）[3]若蜡烛和光屏的位置保持不变，将凸透镜移动到60cm处，物距变大，像距变小，像成在光屏的前方，近视眼的晶状体变厚，会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，这与近视眼相似。
9．10.0 同一高度 缩小 照相机 22.0cm 下 左 小 近视眼镜
【详解】
（1）[1][2]平行与主光轴的光过凸透镜后交于一点，这一点落在光屏上，所以凸透镜到光屏的距离就是焦距，即该凸透镜的焦距为10.0cm；为了保证像成在光屏的中央，需要调整烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度。
（2）[3][4][5]由题意可知，蜡烛到凸透镜的距离是60cm，即物距u=60cm，由上一问可知，焦距f=10cm，因此u＞2f，故此时成倒立缩小的实像；生活中照相机就是利用这个原理制成的；由图可知蜡烛到凸透镜的距离是60cm，光屏到凸透镜的距离是12cm，根据光的折射中光路可逆可知，向左移动凸透镜，当移到距离蜡烛12cm时，像将距离凸透镜60cm，故凸透镜应移至22.0cm处，此时成的是清晰的倒立放大的实像。
（3）[6]蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动，此时应将蜡烛向上移，或光屏向上移，若蜡烛光屏不动，根据光线经过光心方向不变可知，应将凸透镜向下移，降低光心位置，这样就可以使像成在光屏中央了。
（4）[7][8]若将凸透镜焦距由10cm换成7cm，凸透镜焦距变小，对光的会聚本领变强，更早会聚成像，所以，像距会变小，故光屏应向左移，所成的像也会变小。
（5）[9]光屏远离透镜才能得到清晰的像，说明放在蜡烛和透镜之间的眼镜把原来的光线发散了一点，所以成像才会退后，由此判断该眼镜是近视眼镜。