初中物理人教版八年级上册第五章 透镜及其应用第3节 凸透镜成像的规律复习练习题

这是一份初中物理人教版八年级上册第五章 透镜及其应用第3节 凸透镜成像的规律复习练习题，共13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．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
(1)某小组在开始探究中，对器材摆放及调整的操作是：①将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，保证三者处于同一直线上；②调整蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上。你对上面的操作改进是______；
(2)将点燃的蜡烛放置于焦距为10cm的凸透镜左侧如图位置，在右侧图示位置的光屏上接收到了清晰的像______(填完整的像的性质)，读出刻度尺上的像距是______cm；
(3)如图，蜡烛不动，将凸透镜移至刻度尺上40cm位置处，发现光屏______(选填“向左适当移动后”、“向右适当移动后”或“保持不动”)，光屏上将重新接收到清晰的像；
(4)如图，凸透镜看作眼睛的晶状体，当给这个“眼睛”戴上一个近视眼镜或老花镜，发现光屏适当向左移动后得到清晰的像，则给“眼睛”佩戴的是______镜。
2．小明想探究凸透镜成像规律，实验桌上有两块凸透镜，其焦距分别为10cm和20cm。
（1）小明将其中一块凸透镜放在光具座上，当烛焰、透镜及光屏的位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，请问小明选择的凸透镜的焦距为______cm；
（2）小明将蜡烛和光屏的位置对换，发现在光屏上仍能成一清晰的像，此时的像为倒立、______（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；
（3）实验（2）中，不改变各元件的位置，小明换了另一块凸透镜，仅调节光屏的位置，此时______（填“能”或“不能”）在光屏上找到烛焰的像。
3．王辉进行探究凸透镜成像规律的实验：
（1）王辉将蜡烛、凸透镜（焦距为10cm）、光屏依次放在光具座上，并调节三者高度，使得三者中心在______，这样做的目的是______；
（2）当蜡烛、凸透镜和光屏处于如图所示的位置时，恰能在光屏上能得到清晰的像，则此时的像是倒立______（缩小/等大/放大）的实像；
（3）将蜡烛稍远离凸透镜，光屏上的像变模糊。要再次在光屏上得到清晰的像，可将光屏向______（左/右）移动，也可以不移动光屏，而在蜡烛和凸透镜之间再放上一个合适的______（凸透镜/凹透镜）。
4．小明同学用焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验：

（1）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立______的实像，此规律的应用是______（举一例）。保持烛焰和光屏的距离不变，在烛焰和光屏之间任意移动透镜，在光屏上还能形成______次清晰的像。
（2）由于实验时间较长，蜡烛变短，烛焰的像不在光屏的中心位置，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将凸透镜向______（选填“上”、“下”、“左”或“右”）调节。
（3）如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16.0cm刻度线处，则人眼在______（选填“A，B，C”）处能观察到蜡烛的像。
（4）实验完成后，小明把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丙所示，光屏上原来清晰的像变模糊了，若保持光屏和凸透镜位置不变，想在光屏上重新得到清晰的像，可将蜡烛适当______凸透镜（选填“靠近”或“远离”）
（5）如图，小明周末在公园里站在同一位置用数码相机（焦距可改变）对着同一景点先后拍摄了两张照片甲和乙，请你判断照片甲是用焦距______（选填“大一些”或“小一些”）的镜头拍摄的。
5．小明对凸透镜的成像规律进行了探究，凸透镜的焦距是10cm；
（1）如图所示，光屏中央恰好得到一个清晰的像，生活中的 ______（填照相机或投影仪）是利用这个成像原理制成的；
（2）保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移到 ______cm刻度线处，光屏上还能成清晰、倒立的实像。
6．（1）图甲是“探究冰熔化的特点”的实验装置。用酒精灯对烧杯加热，当试管中的冰完全熔化后，继续加热一段时间，图乙是冰的温度随时间变化的图像，由图像可知：冰的熔化过程是______段（选填“BC”或“DE”）。t1到t2这段时间冰处于固液共存状态，温度不变，内能______，t3到t4这段时间内试管内的水______沸腾（选填“在”或“不在”）。
（2）小明做“探究凸透镜成像规律”的实验。如图丙所示，此时在光屏上得到一个清晰的像，这个像是倒立，______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理制成的。
7．在“探究凸透镜成像规律实验”中：
（1）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______；
（2）如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到______cm 刻度处，光屏上可再次成清晰______、倒立的实像；
（3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是______；（填序号）
①光屏下调 ②蜡烛上调 ③透镜上调
（4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像；如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜。光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有______作用。______视眼的矫正与上述成像过程类似。
8．如图所示是自制水滴显微镜探究它的工作原理的实验。
（1）如图甲，在白屏上画一个箭头，放在透明磁带盒的下方，在磁带盒上表面上滴一滴水，小水滴可看作一个焦距很小的______镜；
①透过这个小水滴，若看到一个与原来方向相同的、放大的箭头，则该箭头是______（选填“实”或“虚”）像；
②在不调整水滴与箭头距离的情况下，把水滴变厚，直至看到与原来方向相反的、放大了的箭头，则该箭头是______（选填“实”或“虚”）像，此时如果磁带盒的厚度是12mm，那么最终水滴凸透镜的焦距范围是______；
（2）如图乙：制作一个显微镜，本实验以小水滴作为显微镜的______镜（选填“物”或“目”），图中凸透镜的作用与______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的作用类似。
9．在“探究凸透镜成像规律”的实验时，小颖同学依次进行了如下操作。
（1）小颖先在光具座上依次安装蜡烛、凸透镜、光屏，然后点燃蜡烛并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在______；
（2）如图所示，小颖移动光屏，在光屏上观察到一个倒立缩小的实像，此成像原理和生活中的______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同。接着保持凸透镜的位置不动，仅将蜡烛和光屏位置互换，光屏上______（选填“能”或“不能”）观察到烛焰清晰的像；
（3）上述实验完成后，小颖借用物理老师的眼镜继绒探究，他将眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现像变模糊了，接着保持蜡烛和凸透镜位置不动，将光屏远离凸透镜后又能观察到清晰的像，则可判断物理老师的眼镜是______眼镜（选填“近视”或“远视”）。
10．小杨同学做“探究凸透镜成像的规律”实验，他选用焦距为15厘米，10厘米的两个透镜，高度H为3.00厘米的发光体进行实验，并把实验数据记录在表一和表二中。
（1）根据实验序号1、2、3、4、5或7、9、10数据中物距u、像距v、像高h的变化情况，可得出初步结论是：同一凸透镜成实像时，_____。
（2）根据实验序号2与5或7与9的数据，发现同一凸透镜成实像时，当_____，像与物体的距离相同。
（3）进一步分析表格中的数据，请你推断实验序号6中的物距u为_____厘米，像与物体的距离为_____厘米。
（4）进一步分析表格中的像距v、物距u、像高h、物高H的关系，可推断实验序号8中的像高为_____厘米。
表一（焦距15厘米，物高H＝3.00厘米）
表二（焦距10厘米，物高H＝3.00厘米）
实验序号
物距u（厘米）
像距v（厘米）
像高h（厘米）
像与物体的距离（厘米）
实验序号
物距u（厘米）
像距v（厘米）
像高h（厘米）
像与物体的距离（厘米）
1
20.0
60.0
9.00
80.0
6

60.0
15.00

2
22.5
45.0
6.00
67.5
7
14.0
35.0
7.50
49.0
3
30.0
30.0
3.00
60.0
8
18.0
22.5

40.5
4
40.0
24.0
1.80
64.0
9
35.0
14.0
1.20
49.0
5
45.0
22.5
1.50
67.5
10
60.0
12.0
0.60
72.0
参考答案
1．点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上 倒立放大实 30.0 保持不动 老花(远视、凸透)
【详解】
(1)[1]应该改正②，改为：点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上，目的是使像呈现在光屏的中心，便于测出物距和像距。
(2)[2]已知凸透镜的焦距为10cm，蜡烛到凸透镜的距离为15.0cm，大于1倍焦距小于2倍焦距，根据凸透镜成像的规律，在右侧图示位置的光屏上接收到了清晰的倒立、放大的实像。
[3]读出刻度尺上的像距是
55.0cm-25.0cm=30.0cm
(3)[4]保持蜡烛位置不动，将凸透镜移至刻度尺上40cm位置处，根据光路是可逆的，物距变大，像距变小，像会变小，光屏保持不动，光屏上将重新接收到清晰的像。
(4)[5]近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，推迟了光线的会聚，因此光屏必须远离透镜，才能使光屏上得到清晰的像；远视镜是凸透镜，对光线具有会聚作用，提前了光线的会聚，因此光屏必须靠近透镜，才能使光屏上得到清晰的像，则给“眼睛”佩戴的是凸透镜的老花镜。
2．10 放大 不能
【分析】
（1）根据物距大于2f时成倒立缩小的实像的特点判断焦距的大小；
（2）根据折射光路的可逆性及成像规律进行分析；
（3）首先判断能否成实像，若能够成实像判断像距是否够大。
【详解】
（1）[1]由图知，物距大于像距，且光屏上得到一个清晰的像，说明光屏上成的是倒立、缩小的实像，所以物距
u=24cm>2f
则
f2f，由凸透镜成像的规律可知，此时成倒立、缩小的实像。
（3）[4][5]将蜡烛稍远离凸透镜，即此时物距变大，此时光线会聚点将靠近凸透镜，要再次在光屏上得到清晰的像，可减小像距，即将光屏向左移动；
若不移动光屏，也可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹透镜，因凹透镜对光有发散作用，可以使光线会聚点远离凸透镜，重新落在光屏上。
4．放大 投影仪 1 下 B 远离 小一些
【详解】
（1）[1][2]由图甲可以看出，当光屏上成清晰的像时，物距小于像距，则此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距，生活中的应用是投影仪或者幻灯机。
[3]根据光现象中光路可逆的原理，可以知道当透镜移动至40.0cm处时，还会再成1次清晰的像。
（2）[4]凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧短了烛焰会向下移动，那么光屏上的像会向上移动，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将凸透镜向下移动。
（3）[5]蜡烛位置不变，移动透镜至16.0cm刻度线处时，u=6cm＜f=10cm，此时成正立、放大的虚像，像与物在同侧，则人眼在B处能观察到蜡烛的像。
（4）[6]近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，则成像远离透镜，即像距变大，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变光屏和凸透镜位置的情况下，应增大物距，则应将蜡烛远离透镜。
（5）[7]根据像的大小和凸透镜焦距的关系：物距一定时，焦距越小，像越小。甲和乙两张照片中，甲照片上的像小一些，照相机镜头的焦距也应小一些。
5．照相机 45
【详解】
（1）[1]因凸透镜的焦距是10cm，由图中可知，此时物距为30cm，大于二倍焦距，故此时所成像为倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用这个成像原理制成的。
（2）[2]由图中可知，原来物距u=30cm，像距v=15cm，因折射时光路是可逆的，故保持蜡烛和光屏的位置不变，将原来的物距和像距相互交换，即此时物距为，此时像距为，即将凸透镜移动到45cm刻度线处，光屏上还能成清晰、倒立的实像。
6．BC 增加 在 缩小 照相机
【详解】
（1）[1][2]冰吸收热量温度升高，达到熔点，冰在熔化过程中，继续吸收热量，内能增加，温度保持不变，故BC为熔化过程。
[3]沸腾的条件：达到沸点，不断吸热，图中的t3到t4这段时间，试管中的水达到沸点，虽然继续加热，因试管内外温度相同，不能继续吸热，所以不会沸腾。
（2）[4][5]由图可知，此时物距大于像距，则所成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机。
7．同一高度 55 缩小 ② 发散 近
【详解】
（1）[1]为了是蜡烛的像呈现在光屏的中央，应该将点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度。
（2）[2]如图甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，
u1=v2=40.0cm-25.0cm=15.0cm
v1=u2=70.0cm-40.0cm=30.0cm
保持蜡烛和光屏的位置不变，移动透镜到刻度尺上的刻度为
70.0cm-15.0cm=55.0cm
[3]如图甲所示，光屏上呈现的是倒立、放大的实像，根据光路的可逆性，光屏上可再次成清晰缩小、倒立的实像。
（3）[4]实验一段时间后，蜡烛燃烧变短，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，要让像重新回到光屏中心，可将蜡烛上调、将光屏上调或将透镜下调，故①③不符合题意，②符合题意。
故选②。
（4）[5][6]实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像，说明此时像呈现在原来位置的前侧，与近视眼类似。如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜，光屏上也能成清晰的像。说明凹透镜对光线具有发散作用。
8．凸透 虚 实 6mm～12mm（或6mm＜f＜12mm） 物 放大镜
【详解】
（1）[1]小水滴接近圆形，中间厚边缘薄，可以看作是一个焦距很小的凸透镜。
①②[2][3][4]由题意可知，小水滴此时相当于放大镜，成的是正立、放大的虚像，说明箭头在小水滴的焦点之内，即小水滴的焦距过大，因此应该把水珠变得再厚些，使其焦距变小，直至成倒立、放大的实像，此时物距满足
f＜12mm＜2f
即凸透镜的焦距为
6mm＜f＜12mm
（2）[5]小水滴接近圆形，所以其相当于一个焦距很小的凸透镜，是当作显微镜的物镜来使用的。
[6]由乙图可知，凸透镜在上面，应该是目镜；凸透镜放置的位置是水平的，此时，凸透镜镜相当于一个放大镜，成的是一个正立、放大的虚像；由此可以看出图中凸透镜的作用与放大镜的作用类似。
9．同一高度 照相机 能 近视
【详解】
（1）[1]为了使蜡烛的像成在光屏中央，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
（2）[2]在光屏上观察到一个倒立缩小的实像，由凸透镜成像规律可知，此时物体与凸透镜的距离大于二倍焦距，此成像原理和生活中的照相机相同。
[3]保持凸透镜的位置不动，仅将蜡烛和光屏位置互换，根据光路是可逆的可知，光屏上能观察到烛焰清晰的像。
（3）[4]将眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现像变模糊了，接着保持蜡烛和凸透镜位置不动，将光屏远离凸透镜后又能观察到清晰的像，此时像距变大，说明眼镜对光线起发散作用，是凹透镜，所以可判断物理老师的眼镜是近视眼镜。
10．见详解 物距u与像距v互换时 12.0 72.0 3.75
【详解】
（1）[1]根据实验序号1、2、3、4、5或7、9、10数据可知，光屏上得到的都是实像，所以同一凸透镜成实像时，物距u越大，像距v越小，像高h越小。
（2）[2]根据分析实验序号2与5或7与9的数据可知，物距像距恰好互换了，此时像与物体距离一样，可得物距u与像距v互换时，像与物体的距离相同。
（3）[3][4]在光的折射现象中，光路可逆，所以实验6与实验10物距u与像距v互换，所以实验6中的物距u为12.0cm，像与物体的距离为
L=12.0cm+60.0cm＝72.0cm
（4）[5]在实验序号1中，像距与物距的比值
像的高度与物体的高度的比值为
在实验序号2中，像距与物距的比值
像的高度与物体的高度的比值为
在实验序号3中，像距与物距的比值
像的高度与物体的高度的比值为
依此类推，根据以上数据可知，由此可知，凸透镜成实像时，像距v与物距u的比值等于像高h与物高H的比值；所以实验序号8中像距和物距的比值为
则
所以h＝3.75cm。