人教版（2024）八年级上册（2024）第五章 透镜及其应用优秀一课一练

这是一份人教版（2024）八年级上册（2024）第五章 透镜及其应用优秀一课一练，共11页。试卷主要包含了探究凸透镜成像的规律，凸透镜成像的规律的应用等内容，欢迎下载使用。

第3节 凸透镜成像规律
知识点1.探究凸透镜成像的规律
1．小明买了蜡烛做以下物理小实验：

（1）如图甲，小明在纸杯底部开一圆孔，用塑料薄膜蒙住杯口，拍打薄膜，由于薄膜 从而可以发出声音。并且观察到烛焰在晃动，说明声音可以传递 （选填“信息”或“能量”）；
（2）如图乙，小明用该蜡烛“探究平面镜成像的特点”时，将点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，能看到玻璃板后面有它的像，小明拿一只与A完全相同的蜡烛B在玻璃板后面移动，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。这种确定像与物大小的方法是 （选填“转换法”、“控制变量法”或“等效替代法”）；蜡烛匀速向平面镜靠近，则蜡烛在平面镜中所成像的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）小明用蜡烛在探究“凸透镜成像规律”的实验中，经正确组装并调节后，如图丙所示，在光屏上接收到了蜡烛清晰的倒立、放大的 （选填“虚”或“实”）像。利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）。
2．探究“凸透镜成像规律”实验。

（1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm；
（2）按图乙安装器材，需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在 处；
（3）移动蜡烛和光屏，当处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，生活中的 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的；
（4）保持凸透镜位置不变，向左移动蜡烛。则应向 移动光屏才能在光屏上得到清晰的像。与图乙相比，此时的像 （填“变大”“不变”或“变小”）；
（5）蜡烛燃烧一段时间后变短，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向 调节；
（6）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上 （选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子；
（7）将图乙中的蜡烛移到标尺上40cm到50cm之间的某一位置，移动光屏，在光屏上 （填“能”或“不能”）成清晰的像，此时取下光屏，应从凸透镜的 （填“左”或“右”）侧透过凸透镜观察像。
3．物理创新实验小组的同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验。

（1）如图甲所示，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 （选填“点”或“环”）。由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm；
（2）如图乙，用图甲中的凸透镜进行实验，保持凸透镜位置不变将蜡烛安装在光具座上0cm处，向 （选填“左”或“右”）移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；
（3）某同学用不同的凸透镜进行实验，记录的实验数据如表。
①分析表中数据可知：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，像距 ；
②实验中，凸透镜三次成像都是 （选填“实”或“虚”）像，第 次实验所成的像最大。
4．在探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）如图甲所示，用平行光测出凸透镜的焦距为 cm。
（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上，调节烛焰、凸透镜和光屏三者中心在 。
（3）调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置，则烛焰在光屏上成倒立、 的像。根据这一成像特点，可制成 。
（4）若要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变 ，再调节光屏位置。
5．如图所示，小明用凸透镜（焦距为）、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律。

（1）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 ；当蜡烛距凸透镜45cm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 ；
（2）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 ；
（3）小明在如图所示位置得到一个清晰的像。老师要求他在凸透镜不动的情况下，让在光屏上的实像变大些且清晰，小明应当把蜡烛向 （选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动，同时把光屏向 （选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动。
6．小明利用如图甲所示的实验装置进行了“探究凸透镜的成像规律”实验。

（1）为使烛焰的像能成在光屏的中央，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心 ；
（2）移动蜡烛与光屏，观察到光屏上出现如图甲所示清晰的像，此像为 （选填“虚”或“实”）像；此时保持凸透镜位置不变，将蜡烛逐渐远离凸透镜，为再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜，所成像将 （选填“变大”“不变”或“变小”）；
（3）实验一段时间后，他发现光屏上的像偏上，那么他应该把凸透镜向 （选填“上”或“下”）调节，使像回到光屏的中央；
（4）他由实验数据画出的凸透镜的像距ν和物距u的关系图像如图乙所示，由图乙可知该凸透镜的焦距是 cm；凸透镜位置如图甲所示，蜡烛位于10cm刻度处时的成像特点可应用于 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
7．探究凸透镜成像规律时，将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并将凸透镜固定在50cm刻度线处。

（1）如图甲所示，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。该凸透镜的焦距为 cm；
（2）当蜡烛和光屏的位置如图乙所示时，光屏上承接到烛焰最清晰的像，应用了此成像特点的是 （填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”）；
（3）随着实验的进行，蜡烛燃烧变短，像在光屏上的位置会越来越 （填“高”或“低”）。
8．在“天宫课堂”的水球实验中，小明看到王亚平老师倒立、缩小的像，如图甲所示。于是他利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律。

（1）小明找到了一个焦距未知的凸透镜，用一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏，直到光屏上出现最小最亮的光斑，如图乙所示。则凸透镜的焦距是 cm；
（2）如图丙所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上。点燃蜡烛，调整它们至 ；
（3）将凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛移动到20cm刻度线处，向 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动光屏，直到出现烛焰倒立、 的实像；
（4）在（3）的基础上，更换成另一个焦距为9cm的凸透镜，光屏上的像变模糊了，此现象与 （选填“近视眼”或“远视眼”）成因相似；
（5）在实验过程中，原来光屏中央的像“跑”到上方，为了使像回到中央，接下来的操作是 。
A.向下调光屏
B.向上调凸透镜
C.向上调蜡烛
知识点2.凸透镜成像的规律的应用
9．小华同学在教室里用一个焦距约为10cm的凸透镜在一张白纸板上得到了窗外一棵树清晰的 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“实像”或“虚像”）。
10．如图所示，蜡烛距凸透镜40cm，能在距凸透镜30cm的光屏上得到一个倒立缩小的实像，则透镜的焦距可能是（ ）

A．40cmB．25cmC．17cmD．13cm
11．随着科技的发展，我们进入了“刷脸”时代。“刷脸”时人脸面对摄像头（相当于一个凸透镜），经系统自动拍照、扫描，确认相关信息后，即可迅速完成身份认证。在系统拍照过程中（ ）
A．人脸是光源
B．人脸经摄像头成缩小倒立的实像
C．人脸经摄像头成像的原理与平面镜相同
D．人脸应保持在透镜的一倍焦距到两倍焦距之间
12．科幻片《流浪地球2》中，人工智能机器人在影片中起了至关重要的作用。下列关于机器人的摄像头说法正确的是（ ）
A．机器人的摄像头是凹透镜
B．摄像头上成的像是放大的实像
C．当物体靠近摄像头时，所成的像变大
D．在拍摄录像时，物体在摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
13．如图所示，拿一个远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊。在拿走远视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（ ）

A．凸透镜与光屏不动，将蜡烛适当靠近凸透镜
B．凸透镜与蜡烛不动，将光屏适当远离凸透镜
C．蜡烛和光屏不动，上下调节凸透镜
D．凸透镜不动，将光屏和蜡烛同时适当靠近凸透镜
次数
物距u/cm
焦距f/cm
像距v/cm
1
50
5
5
2
80
11
3
100
30.0
参考答案：
1． 振动 能量 等效替代法 不变 实 投影仪
【详解】（1）[1]声音是由物体振动产生的，拍打薄膜，由于薄膜振动从而可以发出声音。
[2]声音可以传递信息，也可以传递能量，观察到烛焰在晃动，说明声音可以传递能量。
（2）[3]两支蜡烛大小相同，后面的蜡烛又和前面蜡烛的像完全重合，这样就证明了像与物大小相同，这种确定像与物大小的方法是等效替代法。
[4]由平面镜成像的特点可知，蜡烛匀速向平面镜靠近时，蜡烛在镜中的像的大小不变。
（3）[5][6]经正确组装并调节后，如图丙所示，在光屏上接收到了蜡烛清晰的像，此时物距小于像距；凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的。
2． 10.0 同一高度 投影仪 左 变小 下 没有 不能 右
【详解】（1）[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
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm
（2）[2]实验中，需要调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度处，目的是使像成在光屏的中央。
（3）[3]由图乙可知，物距为
u=50.0cm-35.0cm=15.0cm
此时
2f>u>f
光屏上恰好能得到清晰的像，则像的特点为倒立、放大的实像，投影仪利用此原理制成的。
（4）[4][5]如果蜡烛向左移动，则物距变大，所以像距将变小，成的像也变小，光屏应该靠近凸透镜，向左移动。
（5）[6]凸透镜成倒立的实像，蜡烛由于燃烧逐渐变短，相对于凸透镜向下移动，导致光屏上烛焰的像位置变高，为了能让所成清晰的像回到光屏中央，可将凸透镜向向下调节。
（6）[7]实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗，所以不会出现泥点的像或影子。
（7）[8][9]图乙中的蜡烛移到标尺上40cm到50cm之间的某一位置，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，光屏上不能成虚像，像和物体在凸透镜的同侧。所以应该从凸透镜的右侧透过透镜观察像。
3． 点 10.0 左 缩小 越大 实 3
【详解】（1）[1][2]由图知道，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，光屏上的最小最亮的光点是凸透镜的焦点，光心到焦点的距离叫凸透镜的焦距，焦距是
60.0cm-50.0cm=10.0cm
（2）[3][4]用图甲中的凸透镜进行实验，保持凸透镜位置不变将蜡烛安装在光具座上0cm处，此时物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，应向左移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，此时成的是倒立、缩小的实像。
（3）①[5]分析表中的数据知道，物距一定时，凸透镜的焦距越大，像距越大。
②[6][7]根据凸透镜成像的规律，在换用焦距更大的凸透镜时，其实是减小了物距，所以像距增大，成的像也会更大。物距始终大于焦距，所以成的像都是实像，而且第3次的像最大。
4． 12.5（12.3~12.7均可） 同一高度 缩小 照相机 大
【详解】（1）[1]平行光线经凸透镜折射后变成会聚光线，说明凸透镜对光线有会聚作用；由图知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到光心的距离为12.5cm-0.00cm=12.5cm，则凸透镜的焦距是12.5cm，因为最后一位小数是估读的，所以范围在12.3~12.7cm均可。
（2）[2]调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，是为了使像能够成在光屏中央。
（3）[3][4]将点燃的蜡烛和光屏分别放在如图所示的位置，物距大于像距，所以像的性质是倒立的缩小的实像，是照相机的成像特点。
（4）[5]物远像近像变小，所以要使光屏上的像变小，应使蜡烛与凸透镜的距离变大，再调节光屏位置。
5． 同一高度 缩小 照相机 物距小于焦距 靠近 远离
【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度。
[2][3]当蜡烛距凸透镜45cm时，此时物距大于二倍焦距，根据，成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
（2）[4]将蜡烛向凸透镜靠近，此时物距减小，当，根据，成正立放大的虚像，故无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像。
（3）[5][6]要让在光屏上的实像变大些且清晰，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，小明应当把蜡烛向靠近透镜方向移动，同时把光屏向远离透镜方向移动。
6． 在同一高度 实 靠近 变小 下 10 照相机
【详解】（1）[1]蜡烛、凸透镜、光屏三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中央位置。
（2）[2]由题意可知，光屏上有清晰的像，说明像是由真实的光线会聚形成的，是实像。
[3][4]保持凸透镜位置不变，将蜡烛逐渐向凸透镜远离，物距增大，像距变小，像变小，因此为再次在光屏上得到清晰的像，应将光屏向靠近凸透镜方向移动，此时所成的像将变小。
（3）[5]实验一段时间后，他发现光屏上的像偏上，根据光线过光心不改变方向，凸透镜向下移动，或蜡烛向上移动。
（4）[6]由图乙可知，当物距为20cm时，像距也为20cm，根据凸透镜成像的规律，物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，此时像距与物距相等。所以2f=20cm，则f=10cm。
[7]凸透镜位置如图甲所示，当蜡烛位于10cm刻度处时，物距为40cm时，此时u>2f；由凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，照相机就是根据此原理制成的。
7． 10.0 投影仪 高
【详解】（1）[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为
f=60.0cm﹣50.0cm=10.0cm
（2）[2]当蜡烛和光屏的位置如图乙所示时，光屏上承接到烛焰最清晰的像，此时物距小于像距，根据凸透镜成实像时，物距小于像距，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的。
（3）[3]随着实验的进行，蜡烛燃烧变短，根据过光心的光线传播方向不变，像在光屏上的位置会越来越高。
8． 10.0 同一高度 远离 缩小 近视眼 C
【详解】（1）[1]如图，让一束平行光正对凸透镜照射，在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，焦点跟光心之间的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距为
（2）[2]为使像能成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
（3）[3][4]凸透镜的焦距为，将凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛移动到20cm刻度线处，物距
此时，成倒立、缩小的实像，像距为，所以光屏向右移动，即向远离凸透镜的方向移动。
（4）[5]原来凸透镜的焦距是，更换成另一个焦距为9cm的凸透镜，凸透镜的焦距变小，折光能力变强，使像成在视网膜的前方，和近视眼的成因相似。
（5）[6]在实验过程中，原来光屏中央的像“跑”到上方，为了使像回到中央，由于光线过光心不改变方向，可以把光屏向上移动，或凸透镜向下移动，或蜡烛向上移动，故C符合题意，AB不符合题意。
故选C。
9． 缩小 实像
【详解】[1][2]凸透镜焦距10cm，窗外的树到凸透镜的距离一定大于20cm，物距在二倍焦距以外成倒立缩小实像。
10．C
【详解】凸透镜成像时，物体放在距离凸透镜40cm处时，光屏上得到倒立、缩小的实像，所以
40cm>2f①
f<30cm<2f②
故由①和②可得
15cm故选C。
11．B
【详解】A．人脸不会发光，故人脸不是光源，故A不符合题意；
B．摄像头相当于一个凸透镜，光通过摄像头成倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同，故B符合题意；
C．摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射，平面镜成像原理是光的反射，故C不符合题意；
D．当时，成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，人脸应位于摄像头两倍焦距之外，故D不符合题意。
故选B
12．C
【详解】机器人的摄像头是一个凸透镜，成像原理与照相机相同，物体在凸透镜二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像；当物体靠近凸透镜，即物距变小时，所成的实像远离摄像头，根据“物近像远像变大”的知识可知，所成的像变大，故C正确，故ABD错误。
故选C。
13．B
【详解】ABD．远视眼镜是凸透镜制成，凸透镜对光线有会聚作用。拿一个远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，实际上，拿走远视镜，像成在光屏后面。所以在拿走远视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛与凸透镜的距离，故B符合题意，AD不符合题意；
C．蜡烛和光屏不动，上下调节凸透镜，不能改变物距和像距，所以在拿走远视眼镜后，不能在光屏上重新得到清晰的像，故C不符合题意。
故选B。