部编物理八年级上册5.3凸透镜成像的规律(解析版)含答案

5.3 凸透镜成像的规律

【基础巩固】1．（2021兰州）小美做探究凸透镜成像规律的实验，将烛焰、凸透镜和光屏移到如图所示的位置时，恰能在光屏中央得到一个清晰的像，跟这一成像原理相同的光学仪器是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”），若要使光屏上的像变大，小美应将蜡烛和光屏都向 （选填“左”或“右”）移动。

【答案】照相机；右．

【解析】由图知，物距大于像距。凸透镜成像时，物距大于像距成倒立、缩小的实像，应用于照相机；保持凸透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应减小物距，增大像距，即应将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜，也就是蜡烛和光屏都向右移动。

2．（2021荆门）小华同学将一凸透镜正对一束平行光，可得到一个很小、很亮的光斑如图甲所示，该凸透镜的焦距为 cm。将该凸透镜、蜡烛和光屏按图乙所示安装到光具座上，在光屏上可观察到清晰倒立 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的像，我们生活中的 （选填“放大镜”、“近视眼镜”或“照相机”）就是遵循了凸透镜的这一成像规律。把凸透镜换成薄玻璃板，在蜡烛一侧观察玻璃板也能看到一个 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的蜡烛的像。

【答案】10.0；缩小；照相机；等大

【解析】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f＝40.0cm﹣30.0cm＝10.0cm。

由图知，当蜡烛在刻度尺的20cm处，物距u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm＞10.0cm，物体在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；照相机就是遵循了凸透镜的这一成像规律；

把凸透镜换成薄玻璃板，薄玻璃板相当于平面镜，在蜡烛一侧观察玻璃板会看到一个正立、等大的虚像，虚像在光屏上无法呈现。

3．（2021大庆）在“探究凸透镜成像规律”实验中，所选凸透镜的焦距为10.0cm。

（1）当点燃的蜡烛、凸透镜和光屏处在图中所示位置时，光屏上呈现了烛焰清晰的像，像的性质是倒立的 （选填“放大”或“缩小”）的实像， （选填“照相机”或“投影仪”或“放大镜”）就是根据这一原理工作的；

（2）若将蜡烛和光屏对调，光屏上 （选填“能”或“不能”）呈现烛焰清晰的像；

（3）若用不透明纸片将凸透镜的镜面遮挡住一小部分，此时光屏上 （选填“烛焰的像不完整”或“会有纸片的像”或“烛焰的像变暗了些”）。

【答案】（1）放大；投影仪；（2）能；（3）烛焰的像变暗了些

【解析】（1）如图所示，此时物距为15.0cm，即物距大于一倍焦距，小于二倍焦距，凸透镜成倒立放大的实像，应用这一原理可制成投影仪；

（2）若将蜡烛和光屏对调，根据光路可逆可知，光屏上能呈现烛焰清晰的像；

（3）凸透镜被遮住一部分，光屏上仍然会出现完整的像，但是通过凸透镜的光线减少，所成的像会变暗一些。4．在“探究凸透镜成像规律”的实验中:

甲（1）如图甲所示,调节烛焰、 和光屏中心,使之在一条与光具座平行的直线上;（2）实验时,蜡烛随着燃烧而变短,光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动;（3）点燃的蜡烛分别放在a,b,c,d四个不同位置,如图乙所示,其中蜡烛放在 处所得到的实像最小;（4）放在 处得到正立的虚像;在 处的成像规律是放大镜的原理;（5）照相机的镜头相当于一个凸透镜,如图丙是我国海监人员正在用一台可变焦距的相机拍摄钓鱼岛,如果要让像更大一些,镜头焦距应该调得 一些(选填“大”或“小”).

乙　丙【答案】（1）凸透镜；（2）上；（3）a；（4）d；d；（5）大【解析】为使像能成在光屏的中心,需调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度处,即使之在一条与光具座平行的直线上;由于凸透镜成倒立的实像,所以蜡烛随着燃烧而变短,光屏上的像向上移动;成实像时,物距越大,成的像越小,所以蜡烛放在a处成的像最小;当物距小于焦距时,成放大正立的虚像,放大镜是根据这个原理制成的,所以此时应将蜡烛放在d处;如果要让像更大一些,应减小物距,物距不变时镜头焦距调大,则相当于减小了物距,所以镜头焦距应该调得较大一些.5．（2021哈尔滨）在做“凸透镜成像的规律”实验时，如图所示：

（1）小明用发出平行光的手电筒正对凸透镜照射，移动光屏到图甲位置时，光屏上出现了最小最亮的光斑，这说明凸透镜对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用，此凸透镜的焦距是 cm。

（2）实验中出现如图乙所示的实像，他判断此像是实像的依据应是 ，请你列举一例此成像规律在生活中的应用 。

（3）在（2）的基础上，保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜直到光屏上又出现烛焰的像，此时成像的情况是 。

【答案】（1）会聚；20.0；（2）像能够在光屏上呈现；投影仪；（3）倒立、缩小的实像。

【解析】（1）凸透镜能够将平行于主光轴的光会聚成最小最亮的光斑，说明凸透镜对光有会聚作用；最小最亮的光斑处即凸透镜的焦点，则该凸透镜的焦距为f＝50.0cm﹣30.0cm＝20.0cm；

（2）虚像不能在光屏上呈现，实像能在光屏上呈现，图乙中光屏上能够呈现出像，说明此像是实像；

图乙中物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，生活中投影仪就是利用这个原理工作的；

（3）保持蜡烛、光屏不动，向右缓慢移动凸透镜，直到光屏上又出现烛焰的像，根据光路的可逆性可知，此时的物距等于原来的像距、像距等于原来的物距，即此时物距大于二倍焦距，则成倒立、缩小的实像。

6．（2021青海）一凸透镜的焦距为12cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是（ ）

A．像变小，像距变小B．像变大，像距变大

C．像变大，像距变小D．像变小，像距变大

【答案】B

【解析】凸透镜的焦距是12cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中，物距始终大于焦距，因此凸透镜成实像，由于物距减小，则像距变大，像变大。

7．（2021眉山）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已知凸透镜的焦距为10cm。如图所示，凸透镜固定在光具座的50cm刻线处，通过移动蜡烛和调节光屏的位置来进行探究实验。下列说法中正确的是（ ）

A．将蜡烛移到10cm刻线处，光屏上呈现倒立放大的实像

B．将蜡烛移到45cm

刻线处，光屏上呈现正立放大的虚像

C．将蜡烛移到35cm刻线处，成像特点与照相机成像特点相同

D．将蜡烛从10cm刻线处移向40cm刻线处的过程中，光屏上呈现的像会变大

【答案】D

【解析】已知凸透镜焦距为10cm，凸透镜固定在光具座的50cm刻线处，

A、将蜡烛移到10cm刻线处，此时的物距是：50cm﹣10cm＝40cm，凸透镜焦距为10cm，则物距大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像，故A错误；

B、将蜡烛移到45cm刻线处，此时的物距是：50cm﹣45cm＝5cm，则物距小于焦距，成的是正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，故B错误；

C、将蜡烛移到35cm刻线处，此时的物距是：50cm﹣35cm＝15cm，物体在二倍焦距与一倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像，与投影仪成像特点相同，故C错误；

D、将蜡烛从10cm刻线处移向40cm刻线处的过程中，物距减小，则光屏上呈现的像和像距都变大，故D正确。

8．（2021荆州）在探究凸透镜成像规律的实验中，移动光屏距透镜20cm时，在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像。则（ ）

A．蜡烛距透镜的距离大于20cmB．凸透镜的焦距大于10cm

C．投影仪应用了该次实验的成像规律D．照相机应用了该次实验的成像规律

【答案】C

【解析】在探究凸透镜成像规律的实验中，移动光屏距透镜20cm时，成清晰放大的像，说明此时的像距大于二倍焦距，即v＝20cm＞2f，则f＜10cm，此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间，此时凸透镜成倒立、放大的实像，其应用是投影仪；综上所述，ABD错误，C正确。9．小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如图所示两种情景.以下说法中正确的是( )

A．甲图中成的是实像;

乙图中成的是虚像

B．甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外;乙图中书本在凸透镜2倍焦距以内C．甲图中凸透镜靠近书本,所成的像变小;乙图中凸透镜远离书本,所成的像也变小D．甲图中成像规律可应用于投影仪;乙图中成像规律可应用于照相机【答案】C【解析】在凸透镜的成像规律中,有两种成放大的像,一种是投影仪的成像原理,物距在1倍焦距和2倍焦距之间,像距大于2倍焦距,成倒立放大的实像;另一种是放大镜的成像原理,物距小于1倍焦距,成正立放大的虚像.小明用凸透镜先后两次观察书本上的字,看到如题图所示两种情景.甲图是正立的像是放大镜的成像原理,物距小于1倍焦距,成正立、放大的虚像.乙图是投影仪的成像原理,物距在1倍焦距和2倍焦距之间,像距大于2倍焦距,成倒立、放大的实像.在成虚像时,物体靠近凸透镜,像也靠近凸透镜,像会变小,在成实像时,物体远离凸透镜,像会靠近凸透镜,像会变小.10．艾力同学在做“研究凸透镜成像规律”的实验,当他把蜡烛移到距离透镜34 cm的地方时,在光屏上观察到如图所示的像,则该凸透镜的焦距可能是( )

A．10 cmB．20 cmC．30 cmD．40 cm【答案】A【解析】由图可知,成倒立缩小的像,应有34 cm>2f,解得f<17 cm,选项中只有A满足.11．（2021江西）小明同学在探究凸透镜成像规律时，把蜡烛和凸透镜固定在如图所示位置，移动光具座上的光屏得到一清晰像（光屏未画出），则该透镜的焦距可能是（ ）

A．10cmB．20cmC．30cmD．40cm

【答案】A

【解析】A、如凸透镜的焦距为10cm，则此时物距大于二倍焦距，像距位于一倍焦距和二倍焦距之间，即像出现在光具座70~80cm之间，故A符合题意；

B、如凸透镜的焦距为20cm

，则此时的物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，像距应大于二倍焦距，

即大于40cm，像出现在光具座100cm以外，所以在光具座上移动光屏，不能得到清晰的像，故B不符合题意；

C、如凸透镜的焦距为30cm，此时的物距等于一倍焦距，不成像，故C不符合题意；

D、如凸透镜的焦距为40cm，此时的物距小于一倍焦距，成正立放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故D不符合题意。12．（多选）张晨在做研究凸透镜成像的实验时,保持凸透镜位置不变,如图所示,先后使烛焰位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置。实验后,他归纳出以下说法，其中正确的是（ ）

A．烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小B．烛焰位于b点时，成放大的实像C．烛焰位于c点时，屏上出现的实像最大D．烛焰位于d点时，成放大的实像【答案】ABC【解析】思路解析：ABC选项，物体均在一倍焦距以外，成倒立的实像，越靠近焦点所成的实像越大，故ABC正确；烛焰在d点时，位于焦点以内，成正立、放大的虚像，故D选项错误。13．在观察凸透镜成像的实验中，把物体从距凸透镜2倍焦距之外逐渐向凸透镜靠拢的过程中，光屏上所成的像将（ ）A．一直变大 B．一直变小C．先变大后变小 D．先变小后变大【答案】A【解析】在凸透镜成像的情况中，当物体的位置发生移动时，像的位置也随之移动，像与物是朝同一方向移动的。当物体从二倍焦距之外移向凸透镜时，像做远离凸透镜的运动，且像变大；当物体离凸透镜接近二倍焦距时，像也接近凸透镜接近二倍焦距，像继续变大；当物继续移向凸透镜，像仍做远离凸透镜的运动，当物距小于1倍焦距时，像变为虚像，像仍变大；当物继续靠近凸透镜，像仍做远离凸透镜的运动，像继续变大，所以A正确。14．一个物体在凸透镜前的主光轴上，在凸透镜另一侧的光屏上形成该物体的明亮、清晰的实像，当用不透光的物体遮住凸透镜的上半部分后，物体此时在光屏上形成的像是（

）