沪科版八年级全册第五节 科学探究：凸透镜成像精练

这是一份沪科版八年级全册第五节 科学探究：凸透镜成像精练，共21页。试卷主要包含了5 科学探究，透镜，凸透镜成像规律，0     靠近等内容，欢迎下载使用。

4.5 科学探究：凸透镜成像
【知识梳理】
1.透镜
①透镜的种类
[1]凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜，对光线具有会聚作用（会聚透镜）
[2]凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜，对光线具有发散作用（发散透镜）
②透镜相关的几个概念
[1]主光轴：通过两个球面球心的直线。
[2]光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。
[3]焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。
[4]焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离
③透镜三条特殊光线
凸透镜： 凹透镜：
2.凸透镜成像规律
在研究凸透镜成像实验中，需要用到的实验器材是：带刻度的光具座、蜡烛、凸透镜、光屏和火柴，实验时在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，为了使烛焰的像能成在光屏的中间，首先要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度。实验时先在带刻度的光具座上固定凸透镜，然后调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰像为止，并观察像的性质，同时在光具座刻度上读出此时的物距和像距，并和凸透镜的一倍焦距和二倍焦距作比较得出结论。
【易错点】
1.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
蜡烛在焦点以内；烛焰在焦点上；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。
2.实验过程中，蜡烛变短，像会成在光屏上方。此时可采取的方法有：将蜡烛上移；将光屏上移；将凸透镜和光屏同时下移。
【规律总结】（1）二倍焦距处为放大实像与缩小实像的分界点；
（2）焦点处是成实像与成虚像的分界点，但焦点处是不成像点；
（3）物在焦点外，物离凸透镜越近，像越大，像距也越大（即成实像时，物近像远像变大）。
（4）物在焦点内，物离凸透镜越近，像越小，像距也越小（即成虚像时，物近像近像变小）。
【典例分析】
（2022·山东枣庄·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距是20cm
B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像
C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像。这与照相机的成像原理相同
D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
【思路小结】据图可知物距和相距大小，从而分析得出此时应用的成像规律，判断出焦距的大小范围。根据成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小判断出凸透镜动态变化特点。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2022·广西桂林·中考真题）在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（ ）
A． B． C． D．
2．（2022·湖南长沙·中考真题）我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（ ）
A．这是光的反射现象B．这是光的色散现象
C．“水晶饼”对光有会聚作用D．“水晶饼”对光有发散作用
3．（2022·山东青岛·中考真题）“爱护眼睛，你我同行”。眼球好像一架照相机，其成像原理与凸透镜类似，要成倒立、缩小的实像，物体可位于图中的（ ）
4．（2022·上海·中考真题）已知在某物体透过凸透镜在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像，若将物体移动到距离凸透镜30厘米处，则此时成（ ）
A．放大的虚像B．正立的虚像C．放大的实像D．缩小的实像
5．（2022·山东·曲阜八年级期末）在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距以内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（ ）
A．B．
C．D．
6．（2022·四川内江·中考真题）关于图中“凸透镜成像规律”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．图中蜡烛到凸透镜的距离为（为焦距）
B．图中凸透镜成像规律与投影仪的成像原理相同
C．图中光路图说明光在不同介质间传播的方向一定改变
D．从不同方向能看清光屏上的像，是因为光在光屏上发生了漫反射
7．（2022·安徽·中考真题）把凸透镜正对着太阳， 在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑。 若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处， 在凸透镜的另一侧调节光屏的位置， 可得到烛焰清晰的（ ）
A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像
C．倒立、等大的实像D．正立、放大的虚像
8．（2022·河北邯郸·八年级期末）找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到那支笔。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你将不可能观察到的像是（ ）
A．正立放大的虚像B．正立等大的虚像
C．倒立放大的实像D．倒立等大的实像
9．（2022·河北邢台·八年级期末）如图所示，在光屏上有清晰的放大的像，现将蜡烛和光屏的位置互换，那么在光屏上将看到（ ）
A．缩小的，倒立的实像B．等大的，倒立的实像
C．放大的，倒立的实像D．放大的，正立的虚像
10．（2022·湖北武汉·八年级期末）小红同学利用如图所示的装置，探究凸透镜成像的规律时，在下表中做了如下记录，由此可推知所用凸透镜的焦距f 满足（ ）
A．10cm＜f＜12cmB．10cm＜f＜20cm
C．4cm＜f＜24cmD．4cm＜f＜20cm
二、填空题
11．（2022·辽宁锦州·八年级期中）口径和边缘厚度都相等的凸透镜，中间越厚，焦距越___________（选填“大”或“小”），对光线的___________（选填“会聚”或“发散”）作用越___________（选填“强”或“弱”）。
12．（2022·江苏扬州·八年级期末）利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L。小华推断，凸透镜的焦距一定大于L。
（1）你认为小华的推断______（选填“正确”或“不正确”）；
（2）为了检验小华的推断是否正确，你下一步的实验操作是______。
13．（2022·辽宁大连·八年级期末）小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的图像，如图所示，该凸透镜的焦距为________cm，若物距为3.5cm，则光屏上能得到________（填“缩小”、“放大”或“不变”）的像。
14．（2022·重庆綦江·八年级期末）如图所示，是“研究凸透镜成像”的实验原理图。实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________高度，若在凸透镜右边的光屏上（图中光屏未画出）分别得到清晰缩小和放大的实像，则蜡烛可能对应置于凸透镜左边a、b、c、d四点中的________点与________点处。
15．（2022·山东泰安·八年级期末）用如图所示的装置探究“凸透镜成像的规律”。组装调整实验器材时，应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至______；实验一段时间后，蜡烛变短，为了使像回到光屏中央，合理的操作是______（写出一种方法即可）。
16．（2022·辽宁沈阳·八年级期末）小明将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏分别固定在光具座上，如图所示，在光屏上接收到了一个与凸透镜等大的光斑，可知此凸透镜的焦距为______cm；若将一个焦距为5cm的凸透镜替换图中透镜，仍放在25cm刻线位置，蜡烛位置不变，则光屏向______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，才能得到一个清晰的蜡烛的像。
三、作图题
17．（2022·吉林·大安市乐胜乡中学校八年级期末）画出图中入射光线对应的折射光线。
四、实验题
18．（2022·山西临汾·八年级期末）大梦从家里找到一副眼镜，她想知道该眼镜是凸透镜还是凹透镜，请你设计一个实验，帮助她进行判断。（不能用手摸的方法进行鉴别）
（1）实验器材：________；
（2）简述操作方法、现象：________。
（3）实验结论：________。
19．（2022·江苏盐城·八年级期末）小明用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。
（1）小明同学将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上，点燃蜡烛后，沿光具座无论怎样移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，原因可能是______；
（2）重新调整后，将蜡烛、凸透镜固定在光具座上，如图甲所示，移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立______（选填“放大”或“缩小”）的实像。我们可以从不同角度看到光屏上的像，是因为发生了______（选填“镜面反射“或“漫反射”）；
（3）接下来保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛方向移动，光屏上再次出现了一个倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的清晰实像，与这种成像原理一致的光学仪器是______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
（4）当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到______；
A．蜡烛像的下半部分 B．蜡烛像的上半部分
C．蜡烛完整的像，像的亮度变暗 D．蜡烛完整的像，像的亮度不变
（5）实验过程中，燃烧的蜡烛变短了，可将凸透镜的高度调______（“高”或“低”）些，使像成在光屏中央；
（6）小明利用上述器材测量该凸透镜的焦距。将凸透镜固定于光具座某刻度处，再将蜡烛、光屏分别自透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜，直至光屏上出现等大的清晰像，此时蜡烛与光屏的距离为40.4cm，则凸透镜的焦距为______cm；
（7）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯光屏贴上方格纸，如图乙所示，请写出改进后其中一个优点：______。
沪科版八年级上
第四章《多彩的光》
4.5 科学探究：凸透镜成像
【知识梳理】
1.透镜
①透镜的种类
[1]凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜，对光线具有会聚作用（会聚透镜）
[2]凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜，对光线具有发散作用（发散透镜）
②透镜相关的几个概念
[1]主光轴：通过两个球面球心的直线。
[2]光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。
[3]焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。
[4]焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离
③透镜三条特殊光线
凸透镜： 凹透镜：
2.凸透镜成像规律
在研究凸透镜成像实验中，需要用到的实验器材是：带刻度的光具座、蜡烛、凸透镜、光屏和火柴，实验时在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，为了使烛焰的像能成在光屏的中间，首先要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度。实验时先在带刻度的光具座上固定凸透镜，然后调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰像为止，并观察像的性质，同时在光具座刻度上读出此时的物距和像距，并和凸透镜的一倍焦距和二倍焦距作比较得出结论。
【易错点】
1.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：
蜡烛在焦点以内；烛焰在焦点上；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。
2.实验过程中，蜡烛变短，像会成在光屏上方。此时可采取的方法有：将蜡烛上移；将光屏上移；将凸透镜和光屏同时下移。
【规律总结】
（1）二倍焦距处为放大实像与缩小实像的分界点；
（2）焦点处是成实像与成虚像的分界点，但焦点处是不成像点；
（3）物在焦点外，物离凸透镜越近，像越大，像距也越大（即成实像时，物近像远像变大）。
（4）物在焦点内，物离凸透镜越近，像越小，像距也越小（即成虚像时，物近像近像变小）。
【典例分析】
（2022·山东枣庄·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。关于本实验下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距是20cm
B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像
C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，移动光屏，能在光屏上得到清晰的像。这与照相机的成像原理相同
D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
【答案】B
【解析】A．当物距等于二倍焦距时，凸透镜成等大像时，由图可知
u=20cm=2f
解得f=10cm，故A错误；
B．把蜡烛移至刻度尺10cm处，凸透镜不动，此时物距40cm，大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的缩小的实像，故B正确；
C．把蜡烛移至刻度尺32cm处，凸透镜不动，此时物距为18cm，等于一倍焦距而小于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，移动光屏，能在光屏上得到清晰的倒立的放大的实像，这与投影仪的成像原理相同，故C错误；
D．把蜡烛移至刻度尺45cm处，凸透镜不动，此时物距为5cm，小于焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成的是虚像，不能在光屏上不成像，故D错误。
故选B。
【思路小结】
据图可知物距和相距大小，从而分析得出此时应用的成像规律，判断出焦距的大小范围。根据成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小判断出凸透镜动态变化特点。
【夺冠训练】
一、单选题
1．（2022·广西桂林·中考真题）在如图所示的光学元件中，属于凸透镜的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】AB．中间薄，边缘厚的透镜是凹透镜，故AB不符合题意；
C．该透镜中间厚，边缘薄，属于凸透镜，故C符合题意；
D．该元件厚度相同，不是凹透镜，也不是凸透镜，故D不符合题意。
故选C。
2．（2022·湖南长沙·中考真题）我国出土的文物“水晶饼”为中部鼓起的透明圆饼，古籍记载“正午向日，以艾承之，即火燃”。关于“水晶饼”利用太阳光生火，下列说法正确的是（ ）
A．这是光的反射现象B．这是光的色散现象
C．“水晶饼”对光有会聚作用D．“水晶饼”对光有发散作用
【答案】C
【解析】A．“水晶饼”相当于凸透镜，发生的是光的折射现象，故A错误；
B．光的色散现象是指太阳光（白光）透过三棱镜分解成各种色光的现象，故B错误；
CD．“水晶饼”相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，把一束太阳光的能量会聚到焦点上，从而点燃了焦点处的艾草，故C正确，D错误。
故选C。
3．（2022·山东青岛·中考真题）“爱护眼睛，你我同行”。眼球好像一架照相机，其成像原理与凸透镜类似，要成倒立、缩小的实像，物体可位于图中的（ ）
A．A点B．B点C．C点D．D点
【答案】D
【解析】凸透镜成缩小、倒立的实像时，物体要放在凸透镜2倍焦距以外，则物体要放在D点，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．（2022·上海·中考真题）已知在某物体透过凸透镜在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像，若将物体移动到距离凸透镜30厘米处，则此时成（ ）
A．放大的虚像B．正立的虚像C．放大的实像D．缩小的实像
【答案】D
【解析】在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像，则像距大于二倍焦距，即
25cm>2f
可得
f<12.5cm
将物体移动到距离凸透镜30厘米处，此时物距30cm，则
u=30cm>2f
所以成倒立缩小的实像。
故选D。
5．（2022·山东·曲阜八年级期末）在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距以内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】当物距小于一倍焦距时，物体通过凸透镜在蜡烛的同侧成正立的放大的虚像，且像距大于物距，只有选项D中所示的情况符合这个规律。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．（2022·四川内江·中考真题）关于图中“凸透镜成像规律”的实验，下列说法正确的是（ ）
A．图中蜡烛到凸透镜的距离为（为焦距）
B．图中凸透镜成像规律与投影仪的成像原理相同
C．图中光路图说明光在不同介质间传播的方向一定改变
D．从不同方向能看清光屏上的像，是因为光在光屏上发生了漫反射
【答案】D
【解析】A．如图物距大于像距，则物距在两倍焦距开外，故A错误；
B．物距在两倍焦距开外，成的是倒立的缩小的实像，与照相机成像原理相同，故B错误；
C．图中光路图说明光在不同介质间传播的方向不一定改变，因为通过光心的传播方向不变，故C错误；
D．从不同方向能看清光屏上的像，光屏比较粗糙，在光屏上发生了漫反射，故D正确。
故选D。
7．（2022·安徽·中考真题）把凸透镜正对着太阳， 在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑。 若将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处， 在凸透镜的另一侧调节光屏的位置， 可得到烛焰清晰的（ ）
A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像
C．倒立、等大的实像D．正立、放大的虚像
【答案】A
【解析】把凸透镜正对着太阳，太阳光是平行光，且平行于主光轴，在距凸透镜10cm的光屏上得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑就是凸透镜的焦点，所以该凸透镜的焦距是f=10cm。将一支点燃的蜡烛放在此凸透镜前30cm处，此时物距u>2f，根据凸透镜成像规律可知，可以在另一侧的光屏上得到烛焰倒立、缩小的实像，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．（2022·河北邯郸·八年级期末）找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到那支笔。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你将不可能观察到的像是（ ）
A．正立放大的虚像B．正立等大的虚像
C．倒立放大的实像D．倒立等大的实像
【答案】B
【解析】盛水的玻璃瓶可以看成凸透镜，把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢的移动时，实际是物体逐渐远离凸透镜。
AB．由凸透镜成像的规律可知，当铅笔在一倍焦距内时，成正立放大的虚像，不能成等大的虚像，故A不符合题意，B符合题意；
C．当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时，像倒立、放大的实像，故C不符合题意；
D．当铅笔在二倍焦距位置时，成倒立、等大的实像，故D不符合题意。
故选B。
9．（2022·河北邢台·八年级期末）如图所示，在光屏上有清晰的放大的像，现将蜡烛和光屏的位置互换，那么在光屏上将看到（ ）
A．缩小的，倒立的实像B．等大的，倒立的实像
C．放大的，倒立的实像D．放大的，正立的虚像
【答案】A
【解析】原来凸透镜成放大的实像，此时物距处于f和2f之间，像距大于2f，像距大于物距，根据光路可逆，对调光屏和蜡烛的位置，光屏上仍得到清晰的像，此时物距大于2f，像距处于f和2f之间，会得到倒立、缩小的实像。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．（2022·湖北武汉·八年级期末）小红同学利用如图所示的装置，探究凸透镜成像的规律时，在下表中做了如下记录，由此可推知所用凸透镜的焦距f 满足（ ）
A．10cm＜f＜12cmB．10cm＜f＜20cm
C．4cm＜f＜24cmD．4cm＜f＜20cm
【答案】A
【解析】根据表中数据可知u＞2f，成倒立、缩小的实像。即
①
当
成倒立、放大的实像，即
②
当时，成正立、放大的虚像，故
③
联立①②③可得
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
11．（2022·辽宁锦州·八年级期中）口径和边缘厚度都相等的凸透镜，中间越厚，焦距越___________（选填“大”或“小”），对光线的___________（选填“会聚”或“发散”）作用越___________（选填“强”或“弱”）。
【答案】 小 会聚 强
【解析】[1][2][3]凸透镜的焦距是透镜焦点到光心的距离，凸透镜对光有会聚作用，不同厚度的凸透镜对光的会聚作用是不同的，中间越厚的凸透镜对光的会聚作用越强，光线会聚后的焦点距离光心越近，因此焦距越小。
12．（2022·江苏扬州·八年级期末）利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示，当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L。小华推断，凸透镜的焦距一定大于L。
（1）你认为小华的推断______（选填“正确”或“不正确”）；
（2）为了检验小华的推断是否正确，你下一步的实验操作是______。
【答案】 不正确 见解析
【解析】（1）[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点，这点是凸透镜的焦点，光线到达焦点并且继续向前射出，这个非最小的光斑可能在焦点之前，也可能在焦点之后，如下图所示，所以小华猜测不正确。
（2）[2]如果向下移动凸透镜，此时光斑变大，说明光斑在焦点之前，焦距大于L，说明小华推断正确；如果向下移动凸透镜，此时光斑变小，说明光斑在焦点之后，焦距小于L，说明小华推断错误。
13．（2022·辽宁大连·八年级期末）小明在“探究凸透镜成像规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的图像，如图所示，该凸透镜的焦距为________cm，若物距为3.5cm，则光屏上能得到________（填“缩小”、“放大”或“不变”）的像。
【答案】 2 放大
【解析】[1]根据凸透镜成像规律，当时
由图可知此时
故焦距为
[2]当时
此时成倒立、放大的实像。
14．（2022·重庆綦江·八年级期末）如图所示，是“研究凸透镜成像”的实验原理图。实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________高度，若在凸透镜右边的光屏上（图中光屏未画出）分别得到清晰缩小和放大的实像，则蜡烛可能对应置于凸透镜左边a、b、c、d四点中的________点与________点处。
【答案】 同一 a c
【解析】[1]实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，这样做的目的是使像呈在光屏的中央位置。
[2][3]满足条件时，凸透镜成倒立、缩小、实像，所以蜡烛应在a点上；满足 条件时，凸透镜成倒立、放大、实像，所以蜡烛应在c点上。
15．（2022·山东泰安·八年级期末）用如图所示的装置探究“凸透镜成像的规律”。组装调整实验器材时，应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调至______；实验一段时间后，蜡烛变短，为了使像回到光屏中央，合理的操作是______（写出一种方法即可）。
【答案】 同一高度 光屏向上移动
【解析】[1][2]组装调整实验器材时，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至同一高度；实验一段时间后，蜡烛变短，根据穿过透镜光心的光线方向不变，可知所成的像会向上移动，为了使像回到光屏中央，可将光屏向上移动。
16．（2022·辽宁沈阳·八年级期末）小明将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏分别固定在光具座上，如图所示，在光屏上接收到了一个与凸透镜等大的光斑，可知此凸透镜的焦距为______cm；若将一个焦距为5cm的凸透镜替换图中透镜，仍放在25cm刻线位置，蜡烛位置不变，则光屏向______（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，才能得到一个清晰的蜡烛的像。
【答案】 15.0 靠近
【解析】[1]因为从焦点发出的光线经凸透镜折射后将平行射出，光屏始终得到一个与凸透镜等大的光斑，可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了，则该凸透镜焦距为15.0cm。
[2]当改用焦距为5cm的透镜进行实验，不改蜡烛和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜移动，像变小，即此时成倒立、缩小的实像。
三、作图题
17．（2022·吉林·大安市乐胜乡中学校八年级期末）画出图中入射光线对应的折射光线。
【答案】
【解析】上面光线不属于特殊光线，因为透镜对光线有会聚作用，物体位于2倍焦距时，像也位于2倍焦距；平行于主光轴的入射光线，经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，如下图所示：
四、实验题
18．（2022·山西临汾·八年级期末）大梦从家里找到一副眼镜，她想知道该眼镜是凸透镜还是凹透镜，请你设计一个实验，帮助她进行判断。（不能用手摸的方法进行鉴别）
（1）实验器材：________；
（2）简述操作方法、现象：________。
（3）实验结论：________。
【答案】 见解析 见解析 见解析
【解析】（1）[1]根据题意知道，实验器材：该眼镜、太阳光。
（2）[2]操作方法、现象：将透镜放在太阳底下，观察在地面上能否出现一个明亮的小光斑。
（3）[3]实验结论：若能出现明亮的小光斑，则是凸透镜；否则，是凹透镜。
19．（2022·江苏盐城·八年级期末）小明用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。
（1）小明同学将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上，点燃蜡烛后，沿光具座无论怎样移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，原因可能是______；
（2）重新调整后，将蜡烛、凸透镜固定在光具座上，如图甲所示，移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像，该像是倒立______（选填“放大”或“缩小”）的实像。我们可以从不同角度看到光屏上的像，是因为发生了______（选填“镜面反射“或“漫反射”）；
（3）接下来保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛方向移动，光屏上再次出现了一个倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的清晰实像，与这种成像原理一致的光学仪器是______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
（4）当光屏上出现蜡烛清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到______；
A．蜡烛像的下半部分 B．蜡烛像的上半部分
C．蜡烛完整的像，像的亮度变暗 D．蜡烛完整的像，像的亮度不变
（5）实验过程中，燃烧的蜡烛变短了，可将凸透镜的高度调______（“高”或“低”）些，使像成在光屏中央；
（6）小明利用上述器材测量该凸透镜的焦距。将凸透镜固定于光具座某刻度处，再将蜡烛、光屏分别自透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜，直至光屏上出现等大的清晰像，此时蜡烛与光屏的距离为40.4cm，则凸透镜的焦距为______cm；
（7）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯光屏贴上方格纸，如图乙所示，请写出改进后其中一个优点：______。
【答案】 蜡烛在一倍焦距内 缩小 漫反射 放大 投影仪 C 低
10.1 便于比较物与像的大小
【解析】（1）[1]小豪同学将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上，点燃蜡烛后，沿光具座无论怎样移动光屏，在光屏上始终得不到烛焰的像，原因可能是物距小于一倍焦距，此时成正立放大的虚像，虚像不能在光屏上承接。
（2）[2]由图甲可知，，此时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。
[3]我们可以从不同角度看到光屏上的像，是因为光在粗糙的光屏上反射的光线射向四周，发生了漫反射。
（3）[4][5]在光的折射现象中光路是可逆的，保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜向蜡烛方向移动，使此时的像距与之前的物距相等，物距与之前的像距相等，故此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，与这种成像原理一致的光学仪器是投影仪。
（4）[6]遮光板挡住透镜的上半部分，光仍可以透过透镜下半部分成像，只是透过光线减少，像变暗，会在光屏上看到蜡烛完整的像，像的亮度变暗，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
（5）[7]蜡烛变短了，光屏上的像会向上移动，要使像成在光屏的中央，根据过光心不改变方向，凸透镜向下移动。
（6）[8]光屏上出现等大的清晰像时
此时蜡烛与光屏的距离为
所以凸透镜的焦距为f=10.1cm。
（7）[9]将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、光屏贴上方格纸，如图乙所示，这样发光体比较稳定，更容易比较物与像的大小，并且LED灯无污染。物距u
像距v
成像性质
u>2f
f倒立缩小的实像
u=2f
v=2f
倒立、等大的实像
fv >2f
倒立、放大的实像
u=f
不成像
uv > u
正立、放大的虚像
实验次数
蜡烛到凸透镜的距离/cm
像的性质
1
24
倒立缩小的实像
2
20
倒立放大的实像
3
4
正立放大的虚像
物距u
像距v
成像性质
u>2f
f倒立缩小的实像
u=2f
v=2f
倒立、等大的实像
fv >2f
倒立、放大的实像
u=f
不成像
uv > u
正立、放大的虚像
实验次数
蜡烛到凸透镜的距离/cm
像的性质
1
24
倒立缩小的实像
2
20
倒立放大的实像
3
4
正立放大的虚像