4.5凸透镜成像实验题练习（1）2021-2022学年教科版物理八年级上册第四章

4.5凸透镜成像实验题练习（1）2021-2022学年教科版物理八年级上册第四章1．小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律。(1)测量焦距：如图甲所示，让一束平行光经过凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。此现象说明了凸透镜对光具有_______作用，并可得出此透镜的焦距为_______cm；(2)如图乙所示，移动光屏到适当位置，可在光屏上得到一个清晰的倒立、_____（填“放大”或“缩小”）的_____像，依据此原理，人们制成的光学仪器是______。（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；(3)当蜡烛与凸透镜距离等于20cm时，可在光屏上得到一个清晰的倒立、____（填“放大”“等大””或“缩小”）的实像；(4)当蜡烛与凸透镜距离小于_____cm时，无论怎么移动光屏，屏上都得不到蜡烛的像；(5)用照相机拍照时，要想成的像更大，除了更换相机镜头外，还可以________。2．小莉同学用焦距为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；(2)如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，则人眼在______（选填“A、B、C”）处能观察到蜡烛的像，像是图丙中的______（选填“1、2、3、4”）；(3)试卷第7页，共8页 实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，如图丁所示，光屏上原来清晰的像变得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏______凸透镜。（选填“靠近”或“远离”）3．小刚做“探究凸透镜成像规律”的实验。（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、最亮的光斑。则凸透镜对光线有________作用，该凸透镜的焦距是________cm。（2）如图乙所示，小刚将蜡烛移至光具座上0cm刻度处，在________刻度范围内移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、________的实像。（3）小刚将蜡烛移至光具座35cm刻度处，在凸透镜位置不变时，要在光屏上成清晰的像，方法一：将光屏________（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，光屏上成倒立放大的实像；生活中________就是利用这个规律制成的。方法二：在蜡烛和凸透镜之间放一个焦距合适的________（选填“近视”或“远视”）眼镜。4．小明用光具座、光源（蜡烛）凸透镜、半透明光屏等器材，探究“凸透镜的成像规律”。（1）如图甲所示，一束平行光经过凸透镜，调节光屏的位置，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，则凸透镜的焦距是_____cm。试卷第7页，共8页 （2）如图乙所示，接着调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心在_____，目的是______。（3）将凸透镜放在50cm处固定，光源放在30cm刻度处时，移动光屏可得倒立、等大的清晰像，此时光屏在_____cm刻度处。（4）保持透镜在图乙中的位置不变把光源向右移至35cm刻度处时，将光屏向_____（选填“左”或“右”）调节，可得到清晰的像，此时成的清晰的像是_____（选填“倒立”或“正立”）、_____（选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像。（5）如果用物理书将凸透镜的上半部分遮住，则光屏上所成的像发生的变化是______。5．（1）小明在判别直径相同的两透镜的类型时，分别将它们正对太阳，把一张纸放在它的下方，在纸上得到相应的光斑，透镜与光斑的大小如图所示（d1＜d＜d2）。其中形成甲光斑的______是凸透镜，形成乙光斑的______是凹透镜（以上选填“一定”、“可能”或“一定不”）；（2）小华在测量凸透镜的焦距f时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为l，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则l______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将______（“变大”或“变小”或“不变”）。6．某同学利用如图所示的装置和平行光源，做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）由于凸透镜的焦距未知，于是他将凸透镜放在光具座50cm刻度线处，再在光具座的左端0刻度处安装上平行光源，用平行于主光轴的光照射凸透镜，移动光屏，当光屏移动到光具座60cm刻度线处时，看到光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为___________cm。（2）取下平行光源，换上蜡烛，将蜡烛移到光具座图示的刻度线处，移动光屏，直到光屏上呈现清晰倒立、___________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的___________（选填“实”或“虚”）像，这个实验现象可以说明___________试卷第7页，共8页 （选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）的成像特点。7．某同学在探究凸透镜成像规律的实验中，将光具座放置在水平面上，焦距为10cm的凸透镜固定在光具座50cm刻线处，光屏和点燃的蜡烛分别放在凸透镜的两侧，如图甲所示。（1）此时烛焰的像成在光屏的______侧，若不移动光屏，为了使光屏上可以成清晰的像，可以在凸透镜左侧加装一块合适的______透镜；或者向______移动蜡烛；还可以换焦距更______的透镜。（2）小雪换用了另一块凸透镜进行实验，发现如图乙所示，从A处入射一条光线即入射光线为AC，出射光线即折射光线为CB，且AO<OB，已知0B=10cm，该凸透镜的焦距可能是（______）A．f=4cmB．f=5cmC．f=8cmD．f=12cm8．小明在实验室探究凸透镜成像规律。(1)他先将凸透镜放置在光具座上50cm处，用平行于主光轴的平行光照射凸透镜，当光屏位于光具座上60cm处时恰能在屏上呈现一个清晰的光点，如图所示。则该凸透镜的焦距为______cm；试卷第7页，共8页 (2)保持透镜的位置不变，他把一支点燃的蜡烛放置在光具座上35cm处，调节光屏的位置到光具座上80cm处时恰能在屏上观察到蜡烛火焰的清晰的像，如图所示；①屏上呈现的烛焰的像相比于蜡烛的火焰，是______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的，跟这个成像原理一致的是______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；②如果把点燃的蜡烛向左移动一段距离，仅将光屏向______（选填“左”或“右”）移动到合适的位置就能在屏上呈现烛焰清晰的像，这个像比①中屏上呈现的像______（选填“大”或者“小”）；③小明发现把点燃的蜡烛向左移动一段距离后，不改变光屏的位置而在蜡烛和透镜之间增加一种透镜，也可以在屏上呈现烛焰清晰的像，则新增加的透镜是_____（选填“凸”或“凹”）透镜，这种成像原理可以解释______（选填“近视眼”或“远视眼”）矫正方法；④小明发现把点燃的蜡烛移动到光具座上某位置时，无论怎样移动光屏都不能在屏上呈现烛焰清晰的像，则此时蜡烛应在光具座上______cm刻度处。9．小明用如图所示装置探究“凸透镜成像的规律”，已知凸透镜焦距为10cm。(1)小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在___________。(2)蜡烛、光屏和凸透镜在光具座上的位置如图所示，光屏上成清晰的像（像未画出），该像为倒立、___________（填“放大”或“缩小”）的实像，此时像距为___________cm。(3)把蜡烛从图示位置移动到25cm位置，为了再次接收到清晰的像，应将光屏往___________（填左或右）移动。10．在探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关的实验中：（1）小明通过物理知识的学习，知道放大镜就是凸透镜。在活动课中，他用放大镜观察自己的手指（如图1），看到手指______的像；再用放大镜观察远处的房屋（如图2），看到房屋______的像（选填“放大”、“等大”或“缩小”）。试卷第7页，共8页 （2）小明猜想：凸透镜成像的大小可能与蜡烛到透镜的距离有关。于是，他在如图3所示的光具座上，不断改变蜡烛到透镜的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如表所示，分析数据可知，物体到凸透镜的距离越长，光屏上像的大小就越______。物体到凸透镜的距离/cm光屏上像到凸透镜的距离/cm光屏上像的大小3.00光屏上没有像5.00光屏上没有像12.0060.00放大20.0020.00等大25.0016.67缩小30.0015.00缩小（3）小明根据表格中的数据，绘制了物距u和像距v之间关系的图象，如图4所示。由图象可知，该凸透镜的焦距是______cm，把物体从距凸透镜30cm处移到15cm处的过程中，像距逐渐变______（选填“大”或“小”）；当把物体放到距凸透镜8cm处时，光屏上______得到一个清晰的像（选填“能”或“不能”）。11．在一次“探究凸透镜成像规律”的实验中，完成了图中的操作。请你完成下列问题：(1)如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后，在光屏上形成了一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为______cm（不要求估读）；(2)利用上面的透镜进行探究，观察到了图乙所示清晰的成像情况，为了使蜡烛的像能成在光屏的中央，应适当将光屏______（选填“向上”或“向下”）调节，此时在光屏上所成的像是倒立、缩小的______像（选填“虚”或“实”），生活中的______（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）就是利用这样的成像原理工作；(3)若将图乙中的蜡烛移到“0刻线”左侧15cm处，则将光屏移到“0刻线”右侧______cm试卷第7页，共8页 处，可以再次看到清晰的像。此时在光屏上所成的像是倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的实像；(4)若在图乙中烛焰和凸透镜之间适当位置放上一眼镜的镜片，将光屏向左移动适当距离才能再次看到清晰的像，说明该眼镜的镜片对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用，是______（选填“近视”或“远视”）眼镜。12．小明和小华用一只凸透镜，观察报纸上的字，看到的是正立、放大的“字”；伸长手臂，透过这只凸透镜看远处的景物时，看到的竟然是倒立、缩小的“景物”。(1)依据观察的情况，他们提出了一个合理的猜想：对于同一只凸透镜，成像情况与_________有关。(2)他们在实验室选用了如图所示的器材，进行了探究，步骤如下：①实验时，先将蜡烛、凸透镜和光屏摆放在光具座上，然后_______，调整它们的高度，使烛焰、光屏和透镜的中心在同一高度。②将凸透镜固定，由远及近移动蜡烛，实验记录如下：像的性质▲像距v/cm像距、物距的比值像的大小倒立、缩小的像30150.5023180.78倒立、放大的像19211.1115302.00正立、放大的像5表格中“▲”处应填写的内容是________；他们观察虚像的操作是__________。试卷第7页，共8页 ③分析上表可得：当________时，烛焰在光屏上成倒立、缩小的实像；________越大，则所成的实像就越大。(3)当蜡烛置于图中光具座上____cm处时，移动光屏，可以得到烛焰的倒立、等大的实像。试卷第7页，共8页 参考答案1．会聚10.0缩小实照相机等大10减小物距【详解】(1)[1][2]如图，平行于凸透镜主光轴的一束平行光，经凸透镜后，会聚成一个最小、最亮的光斑，光斑的位置便是焦点，说明了凸透镜对光具有会聚作用，测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距。据图知，凸透镜的焦距是f=40.0cm-30.0cm=10.0cm(2)[3][4][5]由图乙可知，物距u=50.0cm-10.0cm=40.0cm＞2f光屏上能得到倒立、缩小的实像，根据这一原理制成照相机。(3)[6]当蜡烛与凸透镜距离等于20cm时，物距等于2倍焦距，可在光屏上得到一个清晰的倒立、等大的实像。(4)[7]当蜡烛与凸透镜距离小于10cm时，此时物距小于焦距，光屏上不能成像。(5)[8]凸透镜成实像时，物距越小，则像距越大，像也越大，想成的像更大，应该减小物距。2．放大B4远离【详解】(1)[1]物距大于像距，所以成倒立放大实像。(2)[2][3]凸透镜焦距为10cm，使蜡烛位置不变，移动透镜至16cm刻度线处，物距小于焦距，成正立放大虚像，则人眼在B处观察到蜡烛的像，像是图丙中的4。(3)[4]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，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏远离透镜。3．会聚11.061-72cm缩小远离投影仪远视【详解】（1）[1][2]由图甲可知，平行光束经经凸透镜折射后会聚成点，故可知凸透镜对光线有会聚作用，由图甲可知该光斑到凸透镜的距离为11.0cm，故该凸透镜的焦距是11.0cm。（2）[3][4]由图乙可知，此时物距为50cm，大于二倍焦距，故此时像距应大于一倍焦距小于二倍焦距，即11cm<v<22cm，因凸透镜在光具座上50cm刻度处，故应在61cm～72cm刻度范围内移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，因此时物距大于二倍焦距，故此时所成的像是倒立、缩小的实像。答案第5页，共5页 （3）[5][6][7]将蜡烛移至光具座35cm刻度处时，此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间，由“物近像远像变大”的规律可知，此时应增大像距，即将光屏远离凸透镜的方向移动，此时光屏上成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用这个规律制成的；因物距减小，故此时光线会聚点在光屏右边，故应在蜡烛和凸透镜之间放一个焦距合适的远视眼镜，使光线适当会聚，使得光线会聚点重新落在光屏上，得到一个清晰的像。4．10.0同一高度使烛焰的像成在光屏的中央70.0右倒立放大亮度变暗【详解】(1)[1]该刻度尺的分度值是cm，故由焦距的概念知，焦距为(2)[2][3]实验过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使蜡烛、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央。(3)[4]将光源放在30cm刻度处时，此时物距等于二倍焦距，移动光屏可得倒立、等大的清晰像，此时像距等于二倍焦距，即光屏在70.0cm处。(4)[5][6][7]把光源向右移至35cm刻度处时，此时物距在在一倍焦距和二倍焦距之间时，成的是倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，故将光屏向右调节，可得到清晰的像，光屏上的像为倒立放大的实像。(5)[8]若将凸透镜的一部分遮住，部分光不能透过透镜，凸透镜仍能成完整的像，只是亮度变暗。5．一定可能小于变大【详解】（1）[1][2]因为凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线起发散作用，根据图示可知，甲一定是对光线起了会聚作用，而乙可能是对光线起了发散作用，也可能是形成放大的实像，因此形成甲光斑的一定是凸透镜，形成乙光斑的可能是凹透镜。（2）[3][4]将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，说明开始光屏在焦点前，后一次在焦点后，即l小于f，将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为l处时，光线通过凸透镜后是发散的，所以将白纸沿主光轴远离透镜过程中，纸上的光斑大小将逐渐变大。6．10cm缩小实像照相机【详解】答案第5页，共5页 （1）[1]将凸透镜放在光具座50cm刻度线处，当光屏移动到光具座60cm刻度线处时，看到光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，即为焦点，光心到焦点的距离为10cm，故焦距为10cm。（2）[2][3][4]蜡烛此时两倍的焦距外，故成的是倒立的缩小的像；由于是实际光线会聚而成，能用光屏上成像，故是实像；照相机就是利用这一原理制成的。7．左凹右大A【详解】（1）[1][2][3][4]物距大于两倍焦距，像距在一倍焦距和两倍焦距之间，则像在60cm~70cm，故像在光屏的左端；为了使光屏上可以成清晰的像，即需要发散透镜，故为凹透镜；或者减小物距，向右移动蜡烛；还可以换焦距更大的透镜，折光能力比较弱。（2）[5]如图A的像成在B处，且AO<OB，故A在一倍焦距和两倍焦距之间，B在两倍焦距之外，故经整理可得故选A。8．10放大投影仪左小凹近视眼40【详解】(1)[1]他先将凸透镜放置在光具座上50cm处，用平行于主光轴的平行光照射凸透镜，当光屏位于光具座上60cm处时恰能在屏上呈现一个清晰的光点，该光点即为焦点，则该凸透镜的焦距为f=60cm-50cm=10cm(2)①[2][3]保持透镜的位置不变，他把一支点燃的蜡烛放置在光具座上35cm处，此时物距为15cm，调节光屏的位置到光具座上80cm处时恰能在屏上观察到蜡烛火焰的清晰的像，此时物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像，跟这个成像原理一致的是投影仪、幻灯机、电影放映机。②[4][5]如果把点燃的蜡烛向左移动一段距离，物距变大，仅将光屏向左移动到合适的位置减小像距，就能在屏上呈现烛焰清晰的像，这个像比①中屏上呈现的像小。③[6][7]答案第5页，共5页 小明发现把点燃的蜡烛向左移动一段距离后，不改变光屏的位置而在蜡烛和透镜之间增加一种对光有发散作用的凹透镜，光线经折射后延迟会聚，也可以在屏上呈现烛焰清晰的像，这种成像原理可以解释近视眼矫正方法。④[8]小明发现把点燃的蜡烛移动到光具座上某位置时，无论怎样移动光屏都不能在屏上呈现烛焰清晰的像，说明物距等于1倍焦距，不成像，成平行光射出，则此时蜡烛应在光具座上40cm刻度处。9．同一高度缩小15.0右【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，像才能呈在光屏的中央。(2)[2][3]此时物距大于像距，所以物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，此时像距为15.0cm。(3)[4]蜡烛靠近凸透镜，根据物近像远像变大可知，像会右移。10．放大缩小小10大不能【详解】（1）[1][2]当用放大镜观察自己的手指时，此时手指在凸透镜的焦点之内，成放大、正立的虚像。若看远处的物体，此时物体在凸透镜的2倍焦距之外，所以成倒立、缩小的实像。（2）[3]由表格中数据可知，物体到凸透镜的距离即物距在逐渐增大，成的像也越小。（3）[4]如图象u＝v＝2f＝20cm所以f＝10cm。[5]把物体从距凸透镜30cm处移到15cm处的过程中，物距减小，像距增大。[6]当把物体放到距凸透镜8cm处时，物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上。11．10向上实照相机30放大会聚远视【详解】(1)[1]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，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20.0cm-10.0cm=10.0cm(2)[2]由图乙知道，像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把光屏向上调节，使三者的中心在同一高度。[3][4]答案第5页，共5页 由于蜡烛在二倍焦距以外，根据凸透镜的成像规律知道，此时成倒立、缩小的实像，生活中照相机就是利用这样的成像原理工作。(3)[5]由光路可逆知道，若将图乙中的蜡烛移到“0刻线”左侧15cm处，则将光屏移到“0刻线”右侧30cm处，可以再次看到清晰的像。[6]由于蜡烛位于一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的规律可知此时成的是倒立的放大的实像。(4)[7][8]若在图乙中烛焰和凸透镜之间合适位置放一眼镜的镜片，将光屏向左移动适当距离才能再次看到清晰的像，这表明该透镜对光线具有会聚作用，是凸透镜，能矫正远视眼，是远视眼镜。12．物距点燃蜡烛，再将三者靠拢物距u/cm移走光屏，通过凸透镜观察烛焰物距大于二倍焦距像距与物距的比值19~21cm之间的数值均可得分【详解】(1)[1]物距不同，成像情况不同，所以猜测对于同一只凸透镜，成像情况与物距有关。(2)[2]实验时，需要点燃蜡烛，作为物体，然后把三者靠拢，调整高度，使烛焰、光屏和透镜的中心在同一高度，使像成在光屏中央。[3]需要测量物距大小，所以填物距u/cm。[4]要观察虚像，需要移走光屏，在光屏一侧直接透过透镜看蜡烛。[5]当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像。[6]由表可知，像距、物距的比值增大，所成实像像也增大。(3)[7]成倒立、等大的实像时，像距、物距的比值为1，根据表中数据可知，物距接近19~21cm。答案第5页，共5页