物理八年级全册第四章 多彩的光第五节 科学探究：凸透镜成像同步达标检测题

这是一份物理八年级全册第四章 多彩的光第五节 科学探究：凸透镜成像同步达标检测题，共31页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题等内容，欢迎下载使用。
1．用光具座和焦距为10cm的凸透镜做成像实验，当把点燃的蜡烛放在离凸透镜20cm处，则在透镜另一侧的光屏上得到的像是（ ）
A．放大、倒立的实像B．放大、正立的虚像
C．等大、倒立的实像D．缩小、倒立的虚像
2．将物体分别放在甲凸透镜（f甲＝10cm）、乙凸透镜（f乙＝5cm）前，物距相同。通过两个透镜，在光屏上一个成缩小的像，一个成放大的像。则（ ）
A．甲凸透镜比乙凸透镜的折光能力强B．甲凸透镜成的是缩小的像
C．物距可能是15cmD．物距可能是20cm
3．在探究凸透镜成像规律的实验中，首先需要调整烛焰和光屏的中心位于主光轴上，下列照片中的情况属于调整好的是（ ）
A．B．
C．D．
4．把物体放到凸透镜前16cm处可得到倒立、放大的实像，现将物体向凸透镜移近8cm时，得到的是（ ）
A．倒立、放大的实像B．倒立、等大的实像
C．倒立、缩小的实像D．正立、放大的虚像
5．在探究凸透镜成像规律的实验中，若在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，这时测得光屏到凸透镜的距离为12厘米，则该凸透镜的焦距可能为（ ）
A．15厘米B．8厘米C．6厘米D．4厘米
6．如图所示，是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像，若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺，则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是（ ）
A．丙、甲、丁、乙B．甲、乙、丙、丁C．乙、丁、甲、丙D．丁、甲、丙、乙
7．在做“凸透镜成像”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图时，在光屏的中央承接到了蜡烛的像。则下列说法正确的是（ ）
①光屏上的像与照相机成的像性质相同
②若只升高蜡烛，光屏上的像会向上移动
③若只将蜡烛向左移动，光屏上还会承接到像
④若将蜡烛和凸透镜之间放一焦距适当的凹透镜，光屏向右移动才能承接到像
A．①③B．②④C．③④D．①④
8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当位置如图所示时，光屏上得到清晰的像。则下列分析正确的是（ ）
A．透镜焦距一定在10cm到15cm之间
B．透镜焦距一定在15cm到20cm之间
C．把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像
D．把蜡烛向右移动少许，光屏适当向左移动可得到小些的实像
9．在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，某实验小组所描绘的图像如图所示。图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是（ ）
A．透镜的焦距是20cm
B．蜡烛处于B点时，成倒立、放大的实像
C．蜡烛处于A点时，成倒立，放大的实像
D．蜡烛从B移动到C的过程中，所成的像逐渐变大
10．如图所示， AB是凸透镜的主光轴，P、Q、S是在主光轴上的三个位置，把一物体放在Q处，像成在S处；把物体放在S处，凸透镜位置不变，像成在P处，则可判断凸透镜的位置在（ ）
A．P的左边B．PQ之间C．QS之间D．S的右边
二、填空题
11．在图中凸透镜的焦距是10cm，蜡烛位置如图所示，光屏应放距离透镜______cm外范围才能得到一个______（选填“倒立放大“或“正立缩小）的清晰实像。
12．实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_________，目的是：_________。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：_________。
13．小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。若将凸透镜向右移动______cm，屏上即可再次成清晰的像。
14．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示，光屏上成倒立、等大的像，蜡烛到凸透镜的距离为 ___________ cm；固定凸透镜位置不变，将蜡烛移到25cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向 ___________ （选填“左”或“右”）移动。
15．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm。 当蜡烛距凸透镜15cm时，在光屏上能成清晰的倒立、____的实像，____ 就是利用这一成像规律制成的；如果将蜡烛移动到距凸透镜30cm处，应将光屏_____（选填 “靠近”或“远离"）凸透镜才能再次得到清晰的像。
16．如图所示，把点燃的蜡烛放在_____处，光屏上可能出现清晰的像；放在_____处时，无论怎么移动光屏，光屏上都不会成像。请你画出经过焦点F射入凸透镜折射的光路图________。
17．当一个物体在凸透镜前10cm 处时，在屏上得到一个倒立、放大的像。（请判断以下说法是否正确，A表示正确，B表示错误）。
（1）凸透镜的焦距可能是7cm；___________
（2）将物体放在此凸透镜前4cm处，所成的像可能是实像； ___________
（3）将物体放在此凸透镜前23cm处，所成的像一定是缩小的像 ；___________
（4）将物体放在此凸透镜前16cm处，所成的像可能是放大的，也可能是缩小的 。___________
18．如图所示,在“探究凸透镜成像的规律”实验中,调整实验装置时,要使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在 ________ ．若凸透镜焦距为12厘米,将凸透镜置于光具座上A点处,在距B点5厘米的光屏上能找到清晰的像,则这个像一定是 ________ 的(选填“放大”或“缩小"),此时蜡烛位于光具座 ________ 厘米的刻度线之间: 若要得到烛焰的虚像,应使蜡烛位于光具座 ________ 厘米的刻度线之间．(选填“0-26”、“26-38”或“38-50″)
三、作图题
19．蜡烛放在如图所示的位置，通过透镜成倒立、等大的像。蜡烛上A点发出一束平行于主光轴的光线，请在图中画出入射光线经透镜的折射光线。
20．如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。
①根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像A′的大致位置；
②借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像A′的确切位置，保留作图痕迹。
21．小华拍照得虾的胶片后，他用如图所示的投影仪展示给同学们看。如图，来自物体MN的三束光线a、b、c平行于主光轴，O是透镜的光心，a经过透镜后的光线过主光轴的一点；
①在图中画出b经透镜后的光线；
②根据凸透镜的成像原理，画出MN经透镜后所成的像M′N′。
四、实验题
22．小红利用图所示装置探究“凸透镜成像的规律”。
（1）小红先利用图甲所示的方法，使平行于主光轴的光线通过凸透镜会聚在光屏上，从而确定所使用的凸透镜的焦距为______cm；
（2）小红将凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻线处，移动光屏直至光屏上呈现出烛焰的倒立、______的实像，这一原理应用在______（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）上；
（3）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像如图乙所示，要想使像呈现在光屏的中央，应将______（选填“蜡烛”、“凸透镜”或“光屏”）向下调整。
23．如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验，将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏放在光具座凸透镜固定在50cm。
（1）实验前，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是使像呈现在光屏的中央，若调节过程中发现像呈现在光屏的上方，可将凸透镜 _____（选填“向上”或“向下”）调节，使像回到光屏的中央；
（2）将蜡烛放在A点，无论怎样移动光屏都不能光屏上承接到烛焰的像，此实验现象说明了 _____（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点；
（3）当光屏上出现烛焰清晰的像时，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．烛焰像下半部分
B．烛焰像的上半部分
C．烛焰完整的像，像的亮度变暗
D．烛焰完整的像，像的亮度不变
24．某兴趣小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为______cm。将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动光斑大小将______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的5cm刻度处，凸透镜和光屏的位置如图乙所示，将光屏向______（选填“左”或“右”）移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、______的实像；
（3）实验中，光屏上已经得到烛焰清晰的像，某同学不小心用手指的指尖触摸到了凸透镜，则光屏上会出现______（选填“指尖的像”或“完整烛焰的像”），像的亮度将______（选填“变暗”或“和原来一样”）。
25．做探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）将一束平行光正对着凸透镜照射，然后在主光轴上左右移动光屏直至出现一个最小、最亮的光斑。由图可知，该凸透镜的焦距是 ___________cm。
（2）点燃蜡烛后，为了能够使像成在光屏的中心处，接下来应该如何操作：___________。
（3）如图乙所示，蜡烛和凸透镜的位置不变，此时应将光屏向 ___________移动才能得到清晰的像，像的特点是倒立、___________的实像，生活中的 ___________就是利用这个规律制成的。
（4）蜡烛随着燃烧而变短，光屏上的像将向 ___________（选填“上”或“下”）移动。
（5）在实验过程中，当光屏上出现清晰的像时，用不透光的纸板挡住凸透镜的上半部，此时光屏上的像将 ___________。
A．像的大小、形状不变，像的亮度变暗
B．像的上半部消失
C．像的下半部消失
D．像缩小一半
26．在探究凸透镜成像的规律的实验中：
（1）实验前，先调节 ______、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上；
（2）如图所示，此时光屏上恰好得到清晰的像，这是一个 ______（填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，这是______（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的原理；
（3）保持蜡烛和光屏的位置不变，若想再次在光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜放在光具座上______cm刻度线处；
（4）当蜡烛燃烧变短，于是小明将光屏向 ______（填“上”或“下”）移动，使烛焰的像仍在光屏中央。紧接着，他将蜡烛远离凸透镜，将光屏 ______（填“靠近”或“远离”）凸透镜才能在光屏上再次呈现清晰的像，但像在光屏上方，若要使像仍在光屏中央，下列措施中，一定不能实现的是______（填序号）；
①将蜡烛向上移动
②将凸透镜向上移动
③将光屏向下移动
④将蜡烛和凸透镜都向上移动
（5）如图乙所示，将蜡烛放在凸透镜的一倍焦距以内，在透镜另一侧可以看到烛焰放大的像，若将一不透明的光屏放在虚线处，此时人眼______（填“能”或“不能”）看到烛焰的像。
27．如图，是探究凸透镜成像时的位置放置简图，其中F点是凸透镜的焦点，小明将物体分别放在图中a、b、c、d、e点进行五次实验，从而得到了有关规律，现请你帮他填写完整。
（1）在五次实验中物体放在 _____点时光屏上得到的像最大；当像和物体在同侧时，物体放在图中的 _____点；
（2）物体从b点沿主轴移到d点，物体的像将变 _____（选填“大”或“小”）；
（3）当物体放在a点时，遮去凸透镜的上面一半，则物体像的大小将 _____（选填“完整”或“不完整”），像的明暗将 _____（选填“变暗”、“变亮”或“不变”）；
（4）若某次实验在光屏上出现一个缩小的像时，测得光屏到凸透镜的距离为30cm，则当物体距离凸透镜20cm时，下列哪一项是正确的 _____；
A．光屏上一定会出现一个放大的像
B．光屏上可能不会出现像
C．光屏上可能会出现一个缩小的像
D．都有可能
（5）如果某次实验点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，光屏上始终不能出现蜡烛火焰的像，你认为产生这种现象的原因可能是什么？（写出一条即可） _____。
28．在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图甲，让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为___________cm；
（2）把物体放在离凸透镜8.0cm处时，在光屏上________（选填“能”或“不能”）成像；
（3）当物体离凸透镜15.0cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、_______的实像，生活中的_______就是利用这个原理制成的。如果用一张不透光的纸遮住凸透镜的上半部分，光屏上____（选填“能”或“不能”）成烛焰完整的像；
（4）在上一步实验获得清晰的像后，小明将一副近视眼镜放在凸透镜前，保持凸透镜和光屏位置固定不动，为使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛适当______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（5）随着实验的进行，蜡烛在逐渐变短，出现了如图乙所示现象，为了把像调整到光屏中央，应该_____；
A、将蜡烛向下移动B、将凸透镜向下移动C．将光屏向下移动
29．小华同学利用焦距f为15cm的凸透镜、一个高度为3cm的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h分别记录在下表中。在验证得到凸透镜成缩小实像、放大实像的初步规律后，又做了进一步研究。
①分析比较实验序号1~6数据中物距 u、像距 v的变化情况及成像变化的情况，可得出的初步结论是______；
②分析比较实验序号1~6数据中像距 v与物距 u的比值及像高与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，______；
③小华同学在进一步分析比较表中的数据及成像情况后，提出了一个猜想：“当物体处于凸透镜的两倍焦距处，可能会成等大的实像”。
（a）在分析比较表中的数据及成像情况后，你是否同意小华的猜想，并简述理由：______；
（b）为了验证该猜想，小华准备再添加些器材继续进行实验。在下列所提供的器材中 ，你认为最需要添加的实验器材是______；（选填序号）
A．若干个高度不同的发光体
B．若干个焦距不同的凸透镜
C．若干个大小不同的光屏
D．若干个长度不同的光具座
30．小宇在做“探究凸透镜成像规律实验，其实验装置的示意图如图所示a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。
（1）在a、b、c、d、e这五个点中：
①把烛焰放在___________点上，在光屏上成像最小；
②蜡烛在c点是成像的性质是___________；
③把烛焰从a点逐渐向e点移动，在移动过程中像的大小变化情况是___________；
④把烛焰放在___________点上，光屏上接不到像。
（2）把点光源放在___________点，在透镜右侧放一个光屏，左右移动光屏，在光屏上看到的现象是与透镜等大的大小不变的圆形光斑；
（3）小字做完实验后，又想用手表代替蜡烛，看在光屏上能成什么样的像于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图（甲）所示把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图（乙）所示移动光屏直到成清晰像为止，此时表盘在光屏上所成的像是图（丙）中___________图。
实验序号
物距u（cm）
像距v（cm）
像高h（cm）
1
60.00
20.00
1.00
2
45.00
22.50
1.50
3
33.75
27.00
2.40
4
27.50
33.00
3.60
5
25.00
37.50
4.50
6
22.50
45.00
6.00
4.5.2科学探究：凸透镜成像
一、单选题
1．用光具座和焦距为10cm的凸透镜做成像实验，当把点燃的蜡烛放在离凸透镜20cm处，则在透镜另一侧的光屏上得到的像是（ ）
A．放大、倒立的实像B．放大、正立的虚像
C．等大、倒立的实像D．缩小、倒立的虚像
【答案】C
【解析】由题意知凸透镜的焦距是10cm，蜡烛放在距凸透镜20cm处，物距等于2倍焦距，此时所以成倒立、等大的实像。
故选C。
2．将物体分别放在甲凸透镜（f甲＝10cm）、乙凸透镜（f乙＝5cm）前，物距相同。通过两个透镜，在光屏上一个成缩小的像，一个成放大的像。则（ ）
A．甲凸透镜比乙凸透镜的折光能力强B．甲凸透镜成的是缩小的像
C．物距可能是15cmD．物距可能是20cm
【答案】C
【解析】A．焦距越小，折光能量越强，故甲凸透镜比乙凸透镜的折光能力弱，故A不符合题意；
B．若物体通过甲凸透镜成缩小的实像，则像是倒立、缩小的实像，物距要大于二倍焦距；物距大于20cm，此时
20cm＞2f乙=2×5cm
物体通过乙凸透镜液成倒立、缩小的实像，不符合题意，故甲凸透镜成的是放大的像，故B不符合题意；
C．若物体经乙凸透镜成倒立缩小的实像，则物距大于10cm，当物距在10cm到20cm之间（u＝15cm）时，通过甲能成倒立、放大的实像，符合题意，故C符合题意；
D．若物距是20cm时，对于甲凸透镜，物距等于二倍焦距，对于乙凸透镜，大于二倍焦距，不会成放大的像，故D不符合题意。
故选C。
3．在探究凸透镜成像规律的实验中，首先需要调整烛焰和光屏的中心位于主光轴上，下列照片中的情况属于调整好的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】观察上述四幅图可以看出，烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央大致在同一高度的是C图，A图中凸透镜的角度不对，B图中的凸透镜太低，D图中蜡烛的位置太低，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．把物体放到凸透镜前16cm处可得到倒立、放大的实像，现将物体向凸透镜移近8cm时，得到的是（ ）
A．倒立、放大的实像B．倒立、等大的实像
C．倒立、缩小的实像D．正立、放大的虚像
【答案】D
【解析】一物体在凸透镜前16cm处，在凸透镜另一侧光屏上能得到一个倒立放大的实像，所以由凸透镜成像的规律可知，，即
解得
当物体移到离透镜8cm处时，此时，由凸透镜成像规律可知，此时成正立、放大的虚像。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．在探究凸透镜成像规律的实验中，若在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，这时测得光屏到凸透镜的距离为12厘米，则该凸透镜的焦距可能为（ ）
A．15厘米B．8厘米C．6厘米D．4厘米
【答案】B
【解析】据凸透镜成像实验，发现光屏上有一个清晰缩小的像，此时像处于透镜的1倍焦距和二倍焦距之间，即
2f＞μ＞f
光屏距离凸透镜12cm，所以
2f＞12cm＞f
即
12cm＞f＞6cm
故B符合题意，ACD不符合题意
故选B。
6．如图所示，是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像，若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺，则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是（ ）
A．丙、甲、丁、乙B．甲、乙、丙、丁C．乙、丁、甲、丙D．丁、甲、丙、乙
【答案】A
【解析】由凸透镜成像规律可知，物距逐渐变小的成像规律依次为：刻度尺到凸透镜的距离在二倍焦距以外时，凸透镜成倒立、缩小的实像，即丙图；刻度尺到凸透镜的距离在二倍焦距处，凸透镜成倒立、等大的实像，即甲图；刻度尺到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，即丁图；刻度尺到凸透镜的距离在一倍焦距以内时，凸透镜成正立、放大的虚像，即乙图。综上可知，若凸透镜从远处逐渐贴近刻度尺，则看到刻度尺的像的先后顺序为丙、甲、丁、乙。故B、C、D错误，A正确。
故选A。
7．在做“凸透镜成像”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图时，在光屏的中央承接到了蜡烛的像。则下列说法正确的是（ ）
①光屏上的像与照相机成的像性质相同
②若只升高蜡烛，光屏上的像会向上移动
③若只将蜡烛向左移动，光屏上还会承接到像
④若将蜡烛和凸透镜之间放一焦距适当的凹透镜，光屏向右移动才能承接到像
A．①③B．②④C．③④D．①④
【答案】D
【解析】①由图可知，此时物距大于像距，则成的是倒立、缩小的实像，与照相机的成像情况相同，故①正确；
②若只升高蜡烛，由于经过光心的光线的传播方向不变，则像会向下移动，故②错误；
③若只将蜡烛向左移动，物距变大，像距变小，像变小，需要移动光屏才能承接到像，故③错误；
④若将蜡烛和凸透镜之间放一焦距适当的凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使像距变大，所以光屏需要向右移动才能承接到像，故④正确。
故①和④是正确的，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当位置如图所示时，光屏上得到清晰的像。则下列分析正确的是（ ）
A．透镜焦距一定在10cm到15cm之间
B．透镜焦距一定在15cm到20cm之间
C．把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像
D．把蜡烛向右移动少许，光屏适当向左移动可得到小些的实像
【答案】A
【解析】AB．由图可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成倒立、放大的实像，则此时物距在一倍焦距与二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，应有
80cm-50cm>2f，fv>f，成倒立、缩小的实像.物距大于二倍焦距，即在0∼26cm之间.
[4]若要得到烛焰的虚像,应使蜡烛位于一倍焦点以，即在光具座38-50厘米的刻度线之间．
三、作图题
19．蜡烛放在如图所示的位置，通过透镜成倒立、等大的像。蜡烛上A点发出一束平行于主光轴的光线，请在图中画出入射光线经透镜的折射光线。
【答案】
【解析】
蜡烛放在如图所示的位置，物距为
u=20cm
蜡烛通过凸透镜成倒立、等大的像，此时
u=2f=20cm
则凸透镜的焦距
f=10cm
凸透镜右侧的焦点在凸透镜右侧“10”刻度处，平行于凸透镜主光轴的光线将凸透镜折射后，折射光线过凸透镜另一侧的焦点，如图所示：
20．如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。
①根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像A′的大致位置；
②借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像A′的确切位置，保留作图痕迹。
【答案】① ；②
【解析】①由题意知，蜡烛与凸透镜的距离大于二倍焦距，由像距小于二倍焦距而大于一倍焦距，且烛焰中心A在主光轴上，则其像也在主光轴上，由此大致可确定像点A′，作图如下：
②过A点作出烛焰在主光轴的上面部分，过烛焰的顶端作两条光线，其一平行于主光轴的入射，其折射光线过焦点，另一光线过光心O，其折射光线传播方向不改变，两光线的交点，即是烛焰顶端通过凸透镜所成的像，过此像点作主光轴的垂线，此线与主光轴的交点即为A所成的像A′的确切位置，烛焰顶端像点与A′的连线即是烛焰上面部分所成的像，作图如下：
。
21．小华拍照得虾的胶片后，他用如图所示的投影仪展示给同学们看。如图，来自物体MN的三束光线a、b、c平行于主光轴，O是透镜的光心，a经过透镜后的光线过主光轴的一点；
①在图中画出b经透镜后的光线；
②根据凸透镜的成像原理，画出MN经透镜后所成的像M′N′。
【答案】①
②
【解析】①平行主光轴的光凸透镜折射后过焦点射出，如下图
②根据过光心的光线传播方向不变，连接MO并延长，与a的折射光线交于一点M''，过M'向主光轴作垂线交于点N'，M''N'即为MN经透镜后所成的像，如图
四、实验题
22．小红利用图所示装置探究“凸透镜成像的规律”。
（1）小红先利用图甲所示的方法，使平行于主光轴的光线通过凸透镜会聚在光屏上，从而确定所使用的凸透镜的焦距为______cm；
（2）小红将凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻线处，移动光屏直至光屏上呈现出烛焰的倒立、______的实像，这一原理应用在______（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）上；
（3）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像如图乙所示，要想使像呈现在光屏的中央，应将______（选填“蜡烛”、“凸透镜”或“光屏”）向下调整。
【答案】 10.0 放大 幻灯机 凸透镜
【解析】（1）[1]由图甲知，焦点到凸透镜的距离为
f=60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm
所以凸透镜的焦距为10.0cm。
（2）[2][3]将凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻线处时，即
u＝50cm﹣35cm＝15cm
则f＜u＜2f，由凸透镜成像规律可知，此时成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的。
（3）[4]由于蜡烛的燃烧，烛焰的高度逐渐降低，根据光线过光心不改变方向，光屏上的像将向上移动，要使像继续成在光屏中央，可以使；蜡烛向上移动、或凸透镜向下移动，或光屏向上移动。
23．如图所示为“探究凸透镜成像规律”的实验，将蜡烛、焦距为10cm的凸透镜、光屏放在光具座凸透镜固定在50cm。
（1）实验前，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，目的是使像呈现在光屏的中央，若调节过程中发现像呈现在光屏的上方，可将凸透镜 _____（选填“向上”或“向下”）调节，使像回到光屏的中央；
（2）将蜡烛放在A点，无论怎样移动光屏都不能光屏上承接到烛焰的像，此实验现象说明了 _____（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的成像特点；
（3）当光屏上出现烛焰清晰的像时，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．烛焰像下半部分
B．烛焰像的上半部分
C．烛焰完整的像，像的亮度变暗
D．烛焰完整的像，像的亮度不变
【答案】 向下 放大镜 C
【解析】（1）[1]实验中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，或光屏上移动。
（2）[2]将蜡烛放在A点，此时
成正立、放大的虚像，所以无论怎样移动光屏都得不到烛焰的虚像，放大镜利用了此原理。
（3）[3]如果用遮光板挡住透镜的上半部分，下半部分仍能会聚光线成完整的像，但由于会聚的光线比原来减少，所以像比原来变暗，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
24．某兴趣小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）将凸透镜正对太阳，调节凸透镜下方白纸的位置，直至白纸上出现一最小最亮的光斑，如图甲所示，则该透镜的焦距为______cm。将发光小灯泡、凸透镜和光屏如图乙放置，光屏上呈现一个圆形光斑，若将光屏向右移动光斑大小将______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）移去小灯泡，将点燃的蜡烛放置于光具座的5cm刻度处，凸透镜和光屏的位置如图乙所示，将光屏向______（选填“左”或“右”）移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立、______的实像；
（3）实验中，光屏上已经得到烛焰清晰的像，某同学不小心用手指的指尖触摸到了凸透镜，则光屏上会出现______（选填“指尖的像”或“完整烛焰的像”），像的亮度将______（选填“变暗”或“和原来一样”）。
【答案】 10.0 不变 左 缩小 完整烛焰的像 变暗
【解析】（1）[1]由图甲可知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到凸透镜的距离为10cm，则凸透镜的焦距是10.0cm。
[2]由图乙可知，发光小灯泡在凸透镜焦点位置，经凸透镜折射后形成平行光线，将光屏向右移动，光斑大小不变。
（2）[3][4]将点燃的蜡烛放置于光具座的5cm刻度处，物距大小为25cm，此时物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，将光屏向左移动一段合适的距离，能在光屏上得到烛焰清晰倒立缩小的实像。
（3）[5][6]不小心用手指指尖触摸了凸透镜，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像，只是此时像比手指指尖触摸前的像要暗一些，故像的亮度将变暗。
25．做探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）将一束平行光正对着凸透镜照射，然后在主光轴上左右移动光屏直至出现一个最小、最亮的光斑。由图可知，该凸透镜的焦距是 ___________cm。
（2）点燃蜡烛后，为了能够使像成在光屏的中心处，接下来应该如何操作：___________。
（3）如图乙所示，蜡烛和凸透镜的位置不变，此时应将光屏向 ___________移动才能得到清晰的像，像的特点是倒立、___________的实像，生活中的 ___________就是利用这个规律制成的。
（4）蜡烛随着燃烧而变短，光屏上的像将向 ___________（选填“上”或“下”）移动。
（5）在实验过程中，当光屏上出现清晰的像时，用不透光的纸板挡住凸透镜的上半部，此时光屏上的像将 ___________。
A．像的大小、形状不变，像的亮度变暗
B．像的上半部消失
C．像的下半部消失
D．像缩小一半
【答案】 10.0 调至烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度 左 缩小 照相机 上 A
【解析】（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，焦点到凸透镜的距离为
60.0cm﹣35.0cm=10.0cm
则凸透镜的焦距是10.0cm。
（2）[2]把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在桌面上，点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样做的目的是使像能成在光屏的中央。
（3）[3] [4] [5]蜡烛和凸透镜的位置不变，此时的物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机；此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间，应将光屏向左移动才能得到清晰的像；
（4）[6]凸透镜成倒立的实像，蜡烛变短，相对于凸透镜向下移动，所以其像向上移动；
（5）[7]用不透光的纸板遮挡住凸透镜的左半部，凸透镜的右半部分仍能够使光线折射而成完整的像，但由于折射后会聚的光线少，使像看起来变暗，故选A。
26．在探究凸透镜成像的规律的实验中：
（1）实验前，先调节 ______、凸透镜、光屏的中心在同一水平直线上；
（2）如图所示，此时光屏上恰好得到清晰的像，这是一个 ______（填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，这是______（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的原理；
（3）保持蜡烛和光屏的位置不变，若想再次在光屏上呈现清晰的像，应将凸透镜放在光具座上______cm刻度线处；
（4）当蜡烛燃烧变短，于是小明将光屏向 ______（填“上”或“下”）移动，使烛焰的像仍在光屏中央。紧接着，他将蜡烛远离凸透镜，将光屏 ______（填“靠近”或“远离”）凸透镜才能在光屏上再次呈现清晰的像，但像在光屏上方，若要使像仍在光屏中央，下列措施中，一定不能实现的是______（填序号）；
①将蜡烛向上移动
②将凸透镜向上移动
③将光屏向下移动
④将蜡烛和凸透镜都向上移动
（5）如图乙所示，将蜡烛放在凸透镜的一倍焦距以内，在透镜另一侧可以看到烛焰放大的像，若将一不透明的光屏放在虚线处，此时人眼______（填“能”或“不能”）看到烛焰的像。
【答案】 烛焰 放大 投影仪 40 上 靠近 ②③ 能
【解析】（1）[1]实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心，使它们在同一水平直线上，这样操作的目的是使像成在光屏中央。
（2）[2][3]由图可知，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像，应用于投影仪。
（3）[4]根据光在折射时光路的可逆性可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当时，即凸透镜移动至40cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像。
（4）[5]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，所以像逐渐向上移动。
[6]将蜡烛远离凸透镜时，物距增大，要在光屏上再次呈现清晰的像，像距应减小，所以光屏应靠近凸透镜。
[7]随着蜡烛燃烧，烛焰的像逐渐移动到光屏的上方，为了使像成在光屏中央，采用的方法有：蜡烛向上移动或将蜡烛和凸透镜都向上移动，所以，一定不能实现的是②③。
（5）[8]将烛焰置于凸透镜一倍焦距以内，物距小于焦距成正立放大虚像，人眼能看到虚像，在光屏上不能成像。
27．如图，是探究凸透镜成像时的位置放置简图，其中F点是凸透镜的焦点，小明将物体分别放在图中a、b、c、d、e点进行五次实验，从而得到了有关规律，现请你帮他填写完整。
（1）在五次实验中物体放在 _____点时光屏上得到的像最大；当像和物体在同侧时，物体放在图中的 _____点；
（2）物体从b点沿主轴移到d点，物体的像将变 _____（选填“大”或“小”）；
（3）当物体放在a点时，遮去凸透镜的上面一半，则物体像的大小将 _____（选填“完整”或“不完整”），像的明暗将 _____（选填“变暗”、“变亮”或“不变”）；
（4）若某次实验在光屏上出现一个缩小的像时，测得光屏到凸透镜的距离为30cm，则当物体距离凸透镜20cm时，下列哪一项是正确的 _____；
A．光屏上一定会出现一个放大的像
B．光屏上可能不会出现像
C．光屏上可能会出现一个缩小的像
D．都有可能
（5）如果某次实验点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，光屏上始终不能出现蜡烛火焰的像，你认为产生这种现象的原因可能是什么？（写出一条即可） _____。
【答案】 d e 大 完整 变暗 B 蜡烛放在焦点处或焦点以内
【解析】（1）[1]能在光屏上成的像一定是实像，物体成实像时物距一定大于焦距，且像与物有这样的变化规律：物近像远像变大，物远像近像变小。因此物体在焦点之外离凸透镜最近的一点所成的像最大，即d点所成的像最大。
[2]像与物同侧时成虚像，物体在焦点之内，故物体在e点。
（2）[3]物体在焦点以外成实像，且“物近像远像变大，物远像近像变小”，因此物体从b点沿主轴移到d点，物体的像将变大。
（3）[4][5]遮去凸透镜的上面一半，通过透镜会聚的光线少了，但此时仍成物体完整的像，只是像变暗了。
（4）[6]物距大于二倍焦距时成倒立缩小实像，此时像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故有
f＜30cm＜2f
可得
15cm＜f＜30cm
当物体距离凸透镜20cm时，物距有可能大于焦距小于两倍焦距，成倒立放大的实像；也有可能物距小于焦距，不能在光屏上成像，故A错误，B正确；因为f＞15cm，所以2f＞30cm，所以物距为20cm时不可能大于两倍焦距，因此不可能成缩小的像，故C错误。
故选B。
（5）[7]在光屏上不能成蜡烛的像，可能的原因有：烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心三者不在同一高度上，使像不能成在光屏上；蜡烛放在焦点处或焦点以内；光具座的长度小于凸透镜4倍焦距，不能满足像距和物距的关系条件可能是没有成实像。
28．在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）如图甲，让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为___________cm；
（2）把物体放在离凸透镜8.0cm处时，在光屏上________（选填“能”或“不能”）成像；
（3）当物体离凸透镜15.0cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、_______的实像，生活中的_______就是利用这个原理制成的。如果用一张不透光的纸遮住凸透镜的上半部分，光屏上____（选填“能”或“不能”）成烛焰完整的像；
（4）在上一步实验获得清晰的像后，小明将一副近视眼镜放在凸透镜前，保持凸透镜和光屏位置固定不动，为使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛适当______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜；
（5）随着实验的进行，蜡烛在逐渐变短，出现了如图乙所示现象，为了把像调整到光屏中央，应该_____；
A、将蜡烛向下移动B、将凸透镜向下移动C．将光屏向下移动
【答案】 10.0 不能 放大 投影仪 能 远离 B
【解析】（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]把物体放在离凸透镜8.0cm处时，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上。
（3）[3][4]把蜡烛放到距凸透镜15cm的位置，即物体恰好处于1倍焦距和2倍焦距之间，所以此时光屏上成一个倒立、放大的实像，投影仪是根据此原理工作的。
[5]用一张不透光的纸遮住凸透镜的上半部分，则凸透镜的其他部分仍能折射光线，成烛焰完整的像；由于凸透镜折射光线的数量比原来减少，像比原来变暗。
（4）[6]小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，因近视镜为凹透镜，会使光延迟会聚，故像距会变大，这时要使光屏上还能成清晰的像，可增大物距，即将蜡烛向左远离凸透镜。
（5）[7]随着实验的进行，蜡烛燃烧逐渐变短，即物体向下移动，因为凸透镜成的像是倒立的，所以像向上移动，要使像成在光屏上，可以把蜡烛升高或向上移动光屏或向下移动凸透镜，故选B。
29．小华同学利用焦距f为15cm的凸透镜、一个高度为3cm的发光体、光屏和光具座等做“验证凸透镜成实像的规律”实验。实验中，所测得的物距u、像距v以及所成像的像高h分别记录在下表中。在验证得到凸透镜成缩小实像、放大实像的初步规律后，又做了进一步研究。
①分析比较实验序号1~6数据中物距 u、像距 v的变化情况及成像变化的情况，可得出的初步结论是______；
②分析比较实验序号1~6数据中像距 v与物距 u的比值及像高与物高的比值，可得出的初步结论是：凸透镜成实像时，______；
③小华同学在进一步分析比较表中的数据及成像情况后，提出了一个猜想：“当物体处于凸透镜的两倍焦距处，可能会成等大的实像”。
（a）在分析比较表中的数据及成像情况后，你是否同意小华的猜想，并简述理由：______；
（b）为了验证该猜想，小华准备再添加些器材继续进行实验。在下列所提供的器材中 ，你认为最需要添加的实验器材是______；（选填序号）
A．若干个高度不同的发光体
B．若干个焦距不同的凸透镜
C．若干个大小不同的光屏
D．若干个长度不同的光具座
【答案】 凸透镜成实像时，物距u减小，像距v变大，像变大 像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值 见解析 B
【解析】[1]分析实验1~6的数据可得，物距不断减小，像距不断增大，像的高度不断增大，由此我们可以得出：凸透镜成实像时，物距u减小，像距v变大，像变大。
[2]由表格中第一组数据，像距v与物距u的比值
像高与物高的比值为
第二组数据，像距v与物距u的比值
像高与物高的比值
同理，可计算其它组数据，像距 v与物距 u的比值及像高与物高的比值都相同，分别为 、 、 、 ，可得：凸透镜成实像时，像距v与物距u的比值等于像高与物高的比值。
[3]根据实验数据可知：物距大于2倍焦距成缩小的像，物距小于2倍焦距而大于1倍焦距时成放大的像，就有可能物距等于2倍焦距时成等大的像，所以小华的猜想是合理的。
[4]A．若干个高度不同的发光体，通过凸透镜成像时，会在光屏上呈现高度不同的像，但是不能研究这一规律对于不同的透镜是否成立，故A不符合题意。
B．一次实验具有偶然性，换用焦距不同的凸透镜，多次实验，可以探究焦距不同时这个规律是否成立，得出普遍规律，故B符合题意。
C．探究凸透镜成像时，使用光屏是为了看到清晰的实像，与凸透镜的成像规律无关，故C不符合题意。
D．使用光具座是为了能直接读出像距和物距，凸透镜成像与光具座的长短无关，故D不符合题意。
故选B。
30．小宇在做“探究凸透镜成像规律实验，其实验装置的示意图如图所示a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。
（1）在a、b、c、d、e这五个点中：
①把烛焰放在___________点上，在光屏上成像最小；
②蜡烛在c点是成像的性质是___________；
③把烛焰从a点逐渐向e点移动，在移动过程中像的大小变化情况是___________；
④把烛焰放在___________点上，光屏上接不到像。
（2）把点光源放在___________点，在透镜右侧放一个光屏，左右移动光屏，在光屏上看到的现象是与透镜等大的大小不变的圆形光斑；
（3）小字做完实验后，又想用手表代替蜡烛，看在光屏上能成什么样的像于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图（甲）所示把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图（乙）所示移动光屏直到成清晰像为止，此时表盘在光屏上所成的像是图（丙）中___________图。
【答案】 a 倒立放大实像 先变大后变小 e F D
【解析】（1）由图可知：a、b在二倍焦距以外，成倒立缩小实像，a较远，所成的像最小；c、d在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大实像，d较近，所成的像最大；e在一倍焦距以内，则成正立放大虚像。
①[1]把烛焰放在a点上，所成的像最小。
②[2]把烛焰放在c点上，可以成倒立、放大的实像。
③[3]当物体在一倍焦距以外时，物距越小，像距越大，像逐渐变大，当物距小于焦距时，物体离凸透镜越近，成的像越小，所以当他把蜡烛从a点向e点移动的过程中，像的大小变化情况是先变大后变小。
④[4]把烛焰放在e点上，可以成正立、放大的虚像，虚像在光屏上承接不到。
（2）[5]把蜡烛放在某个位置，此时无论怎样调整光屏的位置，只能在光屏上看到一个与透镜等大且大小不变的亮斑，即说明此时得到的是平行光线，所以此时蜡烛处于焦点处，由图可知，把点光源放在F点。
（3）[6]因为凸透镜成倒立的实像，不仅左右相反，而且上下相反。根据丙图，首先找出左右相反的像即B，然后确定与B上下相反的像即D。故答案选D。
实验序号
物距u（cm）
像距v（cm）
像高h（cm）
1
60.00
20.00
1.00
2
45.00
22.50
1.50
3
33.75
27.00
2.40
4
27.50
33.00
3.60
5
25.00
37.50
4.50
6
22.50
45.00
6.00