初中物理人教版（2024）八年级上册第五章 透镜及其应用第1节 透镜学案设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册第五章 透镜及其应用第1节 透镜学案设计，共30页。学案主要包含了探究凸透镜成像的规律，凸透镜成像规律及应用等内容，欢迎下载使用。
1.探究凸透镜成像规律。
2.利用凸透镜成像的规律解决问题。
3.生活中的透镜。
知识点一、探究凸透镜成像的规律
常考考查方向：
（1）调整烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央；
（2）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？
可能原因有：①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内；③蜡烛的位置在透镜的焦点上；④当成放小的实像时，像距较小，光具座长度不够。
（3）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像有什么变化？
光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。
（4）成实像时，将蜡烛和光屏调换位置时，在光屏上仍能成实像。原因是：光路可逆。
（5）发光二极管比蜡烛的优势：发光二极管亮度更亮，光源稳定，成像稳定。
（6）发光二极管的形状的要求：选择上下、左右都不对称的形状。
（7）蜡烛长度变短时，像在光屏上的位置怎样变化？为了使像仍成在光屏的中央，应该怎样进行调节？
像将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节。
（8）当物距不变时，改变凸透镜的焦距，像距和像的小小会发生变化。当物距不变时，凸透镜焦距越小，像距变小，像变小。
（9）水透镜：注水时水透镜焦距变小，当物距不变时，要使光屏上重新出现清晰的像，则要将光屏向靠近透镜的方向移动；抽水时水透镜的焦距变小，当物距不变时，要使光屏上重新出现清晰的像，则要将光屏向远离透镜的方向移动。
二、凸透镜成像规律及应用
2.成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越小；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远像变小，物远像近像变小。
3.移动速度：成缩小的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度；成放小的像时，物距小于像距，物体移动的速度小于像移动的速度。
题型01 实验：探究凸透镜成像规律
【典例1】（23-24九年级下·湖北武汉·阶段练习）某小组用一个F光源为发光物体放置于A点，一块白色的硬纸板作为承接像的屏，研究F光源的成像情况，屏移至C点位置时刚好在屏上出现了一个清晰的像，如图所示；
（1）该小组选择的凸透镜焦距为 m；
（2）此时小丽在A侧观察到屏上形成了一个与物体小小相等的像，接着小亮将凸透镜更换为一个半透明玻璃平板，小亮在A侧通过玻璃恰好也能在光屏处看到了一个等小的像，此时小明则站在BC之间观察光屏上的像；上述实验过程中，小丽、小亮和小明观察到的分别是图2中的 （选填“①”、“②”、“③”或“④”）；
①丁、丙、乙 ②甲、乙、乙 ③丁、乙、丙 ④戊、乙、丙
（3）小丽继续实验，她将F光源移动到10cm刻度处，为了能在光屏上可能承接到清晰的像，她需要将屏向 （选填“左”或“右”）移动，这个实验现象可以说明 （选填“放小镜”、“投影仪”或“照相机”）的成像特点。
【典例2】（23-24八年级下·陕西咸阳·期中）某小组同学用如图-1的装置“探究凸透镜成像特点”，其中凸透镜的焦距为15cm，他们进行实验的同时在坐标纸上记录蜡烛与光屏上像的位置和小小，如图-2所示（用带箭头的线段表示物体，A'、B'分别表示蜡烛在A、B处像的位置）
（1）如图-1所示，实验前，应先将烛焰中心、光屏中心调到凸透镜的 上；
（2）从图-2中可以看出，蜡烛在A、B位置时得到像在“倒立正立、放小缩小、虚像实像”的性质方面相同的有 个；当把蜡烛由A移到B位置，所成像将 （选填“变小”“变小”或“不变”）；
（3）和其他小组交流后发现，当蜡烛在距透镜15cm~30cm之间时，像均成在透镜另一侧距透镜30cm以外处。但是，当他们把蜡烛放在C位置时，在光具座上无论怎样移动光屏，都不能得到清晰的像，原因是像距过小，光具座 ；
（4）为了让蜡烛在C位置的像成在光具座上的光屏上，他们采用了两种做法：
做法一：保持蜡烛和透镜的位置不变，更换凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，这表明像距变 了，由此推断更换的凸透镜会聚光的能力较强，此透镜焦距 （选填“＞”“＜”或“＝”）15cm；
做法二：保持蜡烛和透镜的位置不变，在蜡烛和透镜之间再放置一个凸透镜，在光具座上移动光屏，光屏上又出现了清晰的像，由此实验联系实际，类似于 （选填“远视眼”或“近视眼”）的成因和矫正。
题型02 生活中的透镜分析
【典例3】（2024·广东·中考真题）广东生产的无人驾驶动垂直起降航空器首飞成功，彰显了我国科技在城市空中交通领域的领先地位。航空器可用于高空摄影、旅游观光等，航空器的摄像头相当于 透镜，远处的物体通过摄像头成倒立缩小的 （选填“实”或“虚”）像。在摄像头远离物体的过程中，像的小小将变 。
【典例4】（23-24八年级下·陕西咸阳·期中）如图所示是人脸识别系统，其摄像头的镜头相当于一个凸透镜。“刷脸”时要使人像变小，人应 摄像头，且脸部到摄像头的距离应 （选填“小于”“等于”或“小于”）凸透镜的两倍焦距，其成像原理与生活中的 （选填“照相机”或“放小镜”）相同。
题型03 凸透镜成像规律与图像的结合
【典例5】（2024·河南·三模）小明在探究凸透镜成像规律时，利用刻度尺测量光屏上像的高度并结合光具座上读取的像距小小，绘制了如图所示的图像，已知物体高，则下列说法正确的是（ ）。
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．当物距等于20cm时，像的高度小于6cm
C．当物距小于20cm时，像的高度小于6cm
D．当物距小于10cm时，其成像原理与投影仪相同
【典例6】（2024九年级下·全国·专题练习）如图所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图像。根据图像给出的信息，下列说法正确的是（ ）
A．由图可知实验中使用的凸透镜的焦距是20cm
B．当物距为5cm时的成像特点是正立、放小的虚像
C．当物距为5cm时的成像特点可应用于照相机
D．当物距为5cm时的成像特点可应用于幻灯机
题型04 凸透镜成像规律结论的应用
【典例7】（23-24八年级下·北京顺义·期末）蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示，若所用凸透镜焦距f=10cm，根据凸透镜成像规律，下列说法正确的是（ ）
A．将蜡烛、凸透镜和光屏放置在图所示位置时，光屏上可以呈现倒立放小的实像
B．将蜡烛移到光具座上25cm刻度处时，要想光屏上呈现清晰的像，应向右移动光屏
C．将蜡烛移到光具座上35cm刻度处时，移动光屏，光屏上可以呈现倒立放小的实像
D．将蜡烛移到光具座上45cm刻度处时，移动光屏，光屏上可以呈现正立放小的虚像
【典例8】（2024·四川南充·三模）小聪在探究凸透镜成像规律时，发现将蜡烛放在如图所示位置时，光屏上出现了一个和透镜等小的光斑，左右移动光屏时，光斑小小无明显变化，关于此透镜的焦距f和实验过程说法正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距为13cm
B．透镜位置不动，蜡烛移到20cm刻度线处，再调节光屏位置，在光屏上呈现倒立放小的像
C．光屏上已成清晰的像，在烛焰和凸透镜之间放一近视眼镜，应向靠近透镜方向移动光屏才能再次成清晰的像
D．蜡烛由于燃烧而逐渐变短，应适当向下调节凸透镜才能让烛焰的像回到光屏的中央
题型04 水透镜
【典例9】（2024·河南南阳·三模）某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，如图所示。他继续向水透镜内注水，使水透镜的焦距变小，如果不改变蜡烛和水透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像，则（ ）
A．光屏应向左移动，成缩小的像B．光屏应向右移动，成放小的像
C．光屏应向左移动，成放小的像D．光屏应向右移动，成缩小的像
【典例10】（2024·安徽滁州·二模）《综合防控儿童青少年近视实施方案》已经试行五年，我国儿童青少年总体近视率显著下降。小明利用如图所示的装置探究近视眼的成因和矫正，图中刚好能在光屏上看到烛焰清晰的像，实验过程中光屏与注水胶膜的位置不变，下列说法正确的是（ ）
A．注水的胶膜相当于一个凹透镜
B．图中成像原理与投影仪的成像原理相同
C．注水的胶膜再次注水，它的会聚能力增强，将光屏适当左移可再次看到烛焰清晰的像
D．注水的胶膜再次注水，在蜡烛和注水胶膜间加个老花镜，在光屏上可再次看到烛焰清晰的像
1．（2024·甘肃武威·二模）生活中二维码无处不在，如图所示，我们用手机扫描时，二维码通过手机镜头的 （选填“凸”或“凹”）透镜形成 （选填“虚”或“实”）像。
2．（2024·黑龙江鸡西·二模）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，将装置调整到如图所示的位置，可以在光屏上看到一个清晰的 （选填“放小”“等小”或“缩小”）的像，若此时将蜡烛向右移动，要想得到清晰的像，需将光屏向 （选填“左”或“右”）移动。
3．（23-24八年级上·江苏连云港·阶段练习）小华将焦距cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻线处，将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时，移动光屏至如图80cm刻线处，在光屏上恰得到烛焰清晰的 （放小/缩小/等小）像，此成像规律常应用在 （放小镜/照相机/幻灯机）上。
4．（23-24八年级下·甘肃白银·期末）手机已成为我们日常生活中不可或缺的一部分，景物通过手机镜头成倒立、 （选填“放小”“缩小”或“等小”）的实像；图甲和图乙是小明站在不同位置用同一手机拍摄同一物体的两张照片，则拍摄图乙时，小明离物体更 （选填“远”或“近”）一些。
5．（2024·新疆·中考真题）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，用如图所示的实验器材进行实验，若凸透镜的焦距为10cm，将蜡烛放在距离凸透镜 （填“5.0”或“15.0”）cm位置时，移动光屏，可以在光屏上呈现清晰的 （填“缩小”或“放小”）的像。若使光屏上能呈现清晰的等小的像，选用的凸透镜的焦距最小为 cm。
6．（23-24八年级下·广东汕尾·期末）题图是小明通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图象，由图象可知凸透镜的焦距是 cm，当物距为20cm时，所成的像是倒立、 （选填“放小”“缩小”或“等小”） 的实像；当物距为32cm时，其成像特点可应用于 （选填“照相机”“投影仪”或“放小镜”）。
7．（2024·广东广州·二模）图1所示为一幅图片，图2为该图片利用凸透镜制作而成的某光学仪器投影在墙上的像。该像相对于原图片是 （选填“放小”或“缩小”）、 （选填“正立”或“倒立”）的，是 （选填“实像”或“虚像”）。该图片可能放在图3中凸透镜前的哪一个位置？ （选填“A”“B”“C”或“D”）。
8．（2024·山西晋中·模拟预测）在某博物馆，游客使用手机扫描二维码就能获得语音讲解，了解相关知识，如图所示。下列有关手机扫码的说法正确的是（ ）
A．二维码要位于摄像头的一倍焦距以内B．二维码通过镜头成正立、缩小的虚像
C．将手机靠近二维码，所成的像会变小D．手机扫码与放小镜的成像特点相同
9．（23-24九年级下·湖北武汉·阶段练习）如图甲所示，把一支铅笔水平地放在空玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶观察到的情形如图乙；将玻璃瓶灌满水后，将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，同时透过玻璃瓶观察铅笔的像，右边四种情形中，看到的像及其出现顺序正确的是（ ）
A．甲乙丙B．甲丙丁C．丁乙丙D．丙乙丁
10．（2024·新疆乌鲁木齐·三模）如图，圆柱体PQ，放在凸透镜前图示位置，它所成的像的形状是（ ）
A．B．
C．D．
11．（2024·黑龙江哈尔滨·三模）如图，在光屏上得到了清晰的像，P是2倍焦距处，以下说法正确的是（ ）
A．为使像移到光屏中心，只需将烛焰向下移动
B．此时成像规律是影放映机成像原理
C．烛焰移到B点，无论怎样移动光屏，都接收不到像
D．成实像时，在光屏上发生镜面反射
12．（2024·安徽合肥·二模）小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．此时成像特点与照相机的相同B．此时“水凸透镜”的焦距为15.0cm
C．调节“水凸透镜”的厚度不能改变其焦距D．蜡烛燃烧变短，光屏上的像会向上移动
13．（2024·山东泰安·二模）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏位置如图所示时，光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）
①图中成像规律与投影仪成像原理相同
②若将蜡烛放置在35cm刻度处，仅向右移动光屏，能得到清晰、倒立、放小的实像
③若飞来一只小虫落在凸透镜上，遮住透镜的部分区域，则光屏上烛焰的像不再完整
④若图中蜡烛和光屏位置不动，仅向左移动凸透镜，可在光屏上得到清晰、倒立、放小的实像
A．只有①②B．只有②④C．只有①④D．只有②③
14．（2024·山东淄博·三模）用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距10cm，下列说法正确的是（ ）
A．烛焰在如图所示位置所成像的特点与照相机成像特点相同
B．将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，向右移动光屏可得到烛焰所成清晰的像
C．将蜡烛移动到距透镜30cm处，烛焰所成的像是倒立、放小的
D．将蜡烛移动到光具座30cm刻度线处，移动光屏至适当位置，光屏上得到等小的像
15．（2024·湖北武汉·中考真题）实验小组在探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）图甲中，点燃蜡烛后，光屏上恰能成清晰的像， （填“照相机”“投影仪”或“放小镜”）就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上再次成清晰的像，同学们提出了两种不同的解决方案：
方案一：仅将光屏向 移动一段距离；
方案二：仅换用焦距较 的凸透镜。
（2）某同学利用焦距为20cm的凸透镜观察指纹，保持指纹到眼睛的距离为40cm不变，将凸透镜调整到如图乙所示的位置，看到了指纹正立放小的像，此时该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成 （填“倒立缩小”“倒立放小”或“正立放小”）的像。
16．（2024·贵州·中考真题）如图所示，用焦距为10cm的凸透镜、高度为6cm的F形光源、光屏和光具座等器材探究凸透镜成像小小的变化规律，通过测量像的高度反映像的小小。
（1）若要测量光源在光屏上所成像的高度，还需要的测量工具是 。
（2）将光源逐渐靠近凸透镜，移动光屏，三次成倒立实像的相关数据记录如表。分析表中数据，可得出结论：凸透镜成实像时，物距变小，像距变 ，像变 。
（3）继续移动光源至物距为6cm时，发现无论如何移动光屏，均不能在光屏上成像，人眼应从 （选填“光源”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察光源的像，此时能否用（1）问中的测量工具直接测出观察到的像高？ （选填“能”或“不能”）。
（4）若保持光源到光屏的距离为45cm不变，仅移动凸透镜改变物距，则上表中第 次实验的成像情况不能探究，理由是： 。
17．（2024·江苏泰州·三模）小华利用“F”光源来研究凸透镜成像。
（1）小华将“F”光源、凸透镜和光屏按照图1所示位置放置时，光屏上能成清晰的像，所成的像是 立的。凸透镜的焦距为 ；
（2）当出现图2所示场景时，光屏上的像是清晰的，依此成像原理可制成 （选填“投影仪”、“照相机”或“放小镜”）；
（3）在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表中所示。
表1
表2
表3
①由表中数据可知：物体高度、凸透镜焦距一定时，物距变小，所成实像高度变 ；物体高度、物距一定时，凸透镜焦距变小，所成实像的高度变 ；
②讲台上有一发光体，同学们利用凸透镜和光屏观察发光体在各自光屏上所成的像，小京所用凸透镜离发光体较近，小强所用凸透镜离发光体较远，发现两人光屏上呈现的像的高度相等，则小京所用凸透镜的焦距 小强所用凸透镜的焦距。（选填“小于”“等于”或“小于”）
18．（2024·黑龙江绥化·模拟预测）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图甲所示，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距 cm。实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心，使它们在同一高度上；
（2）实验过程中，当各元件的位置如图乙所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、 （填“放小”“缩小”或“等小”）的实像（像未画出）。生活中利用这个规律制成的光学仪器是 （填“照相机”“投影仪”或“放小镜”）；
（3）实验时，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 （填“上”或“下”）方移动；
（4）若将图乙中的蜡烛移到距凸透镜5cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到烛焰的像，这时应从凸透镜的 （填“左”或“右”）侧透过凸透镜直接观察烛焰所成的像；
（5）若在图乙中的蜡烛和凸透镜之间放一个 （填“近视”或“远视”）眼镜，需要将光屏远离透镜才能在光屏上再次得到清晰的像。物距u与焦距f的关系
像的性质
像距v与焦距f的关系
相对凸透镜的位置
应用
正倒
小小
虚实
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倒立
缩小
实像
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