2021-2022学年沪科版八年级全一册4.5科学探究：凸透镜成像跟踪训练（含解析）

2021-2022学年沪科版八年级全一册册
4.5科学探究：凸透镜成像跟踪训练
一、填空题
1．如图所示，一个摄影师站在同一位置用一架焦距可变的摄像机拍摄的图片，则在拍完甲照片后改拍乙照片时，应将使摄像机的焦距___________（选填“变大”或“变小”），同时___________（选填“增大”或“减小”）摄像机暗箱的长度。
2．小强同学用凸透镜先后两次观察书上的字，
看到如图所示的两种情景，
则
______图是实像，______图是虚像，______图中成像的规律可应用在投影仪上。
3．用手机摄像头扫描二维码可以快速登录网页。如图所示，二维码___________光源（选填“是”或“不是”），当人们用手机扫描二维码时，摄像镜头应位于___________（选填“大于”或“小于”）2倍焦距处。
4．一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如图甲所示，由图甲可知，此透镜的焦距为___________cm；当把烛焰放在此凸透镜左侧12cm处时，如图乙所示，则从该凸透镜右侧通过透镜可以看到一个___________（选填“正立”或“倒立”）、放大的虚像。
5．如图是某学校校门处放置的一台人脸识别测温一体机，能够在测量体温的同时进行人脸识别，从而辨别学生身份。它的镜头对光有______作用，当我们走近一体机时，它所成的像将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
6．某班同学在“探究凸透镜成像规律”实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的图像，如图所示，该凸透镜的焦距为______，物距为3.5cm时，光屏上能得到______（“缩小”，“放大”或“不变”）
像，把物体从距透镜3cm处移动到8cm处，像将逐渐
______（“变小”，“变大”或“不变”）。
二、单选题
7．将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个光斑，这时光斑到凸透镜的距离为L，若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小再变大，该凸透镜的焦距（　　）
A．一定小于L
B．一定等于L
C．一定大于L
D．可能小于L，也可能大于L
8．如图是人脸识别取款机，它通过摄像机的镜头成像。人看摄像头，后输入手机号、取款金额、密码，自动吐钞，拿走现金。若镜头焦距为10cm，下面说法错误的是（　　）
A．该摄像机镜头相当于凸透镜
B．镜头所成的像是一个正立缩小的实像
C．这种镜头对光线有会聚作用
D．为了能形成清晰的像，人脸到镜头的距离应大于20cm
9．如图所示，小刚在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处。移动光屏至80cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像。以下说法中错误的是（
）
A．此时光屏上成倒立放大的实像
B．此成像原理与放大镜成像原理相同
C．保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动，光屏也要向左移动才能在光屏上得到个清晰的像
D．保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜在蜡烛与光屏之间向右移动，能再次在光屏成清晰的像
10．如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。若凸透镜不动，将蜡烛移至20cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（　　）
A．正立放大的虚像
B．倒立等大的实像
C．倒立放大的实像
D．倒立缩小的实像
11．如图甲所示一幅漫画立在桌面上，小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现，透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫，如图乙所示，下列关于此现象的说法正确的是（　　）
A．透过水杯看到变“胖”的老鼠是虚像
B．装有水的圆柱形玻璃杯相当于一个凹透镜
C．将漫画逐渐靠近水杯，透过水杯看到的老鼠始终是掉头的
D．将漫画离水杯远一些，透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些
12．如图，纸筒A的一端蒙上了一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个简易照相机，观察时应（　　）
A．眼睛应对着B端向筒内观察，看看像是否清楚
B．应把A端朝着明亮的室外，B段朝着较暗的室内，否则看不清楚
C．在半透明纸上观察到远处物体的清晰像应该是倒立的
D．如果看近处的景物时像很清楚，再看远处的景物时就应该把B端向外拉
13．当物体距离凸透镜8cm时，在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像，若保持物体的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上可成一清晰的缩小的像。则凸透镜的焦距为（　　）
A．f<2cm
B．2cmC．4cmD．5cm14．晓维同学用一束平行于主光轴的光线照射凸透镜，在光屏上形成了一个清晰的光斑（如图所示）。取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座26cm处，并移动光屏到合适位置，在光屏上得到像的性质是（　　）
A．倒立的缩小的实像
B．倒立的放大的实像
C．倒立的等大的实像
D．正立的放大的虚像
15．近年来流行的一种自拍神器给旅行者自拍带来方便，如图所示，与直接拿手机自拍相比，利用自拍神器可以（
）
A．增大物距，减小像的大小
B．增大物距，增大像的大小
C．减小物距，增大取景范围
D．减小物距，减小取景范围
16．如图所示是“科学探究：凸透镜成像”的实验操作情景，下列说法错误的是（　　）
A．从图甲中可知该透镜的焦距为10.0cm
B．如图乙所示，向左适当移动光屏可以得到缩小的实像
C．如图乙所示，将蜡烛移至30cm处，光屏上可得到等大的实像
D．如图乙所示，将蜡烛移至45cm处，移动光屏可以得到缩小的实像
三、多选题
17．某同学在用一凸透镜研究其成像的规律时，得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法中正确的是（　　）
实验次序
1
2
3
4
5
物距u/cm
50
40
30
25
20
像距v/cm
22
24
30
38
60
A．该凸透镜的焦距是15cm
B．当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的
C．当u=40cm时，凸透镜成缩小的像，照相机就是根据这一原理制成的
D．若把物体从距凸透镜50cm处向距凸透镜20cm处移动，像会逐渐变小
18．在做“探究凸透镜成像规律“的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未在图中画出来），下列说法正确的是（　　）
A．此成像原理可以应用在照相机上
B．保持凸透镜不动，将蜡烛与光屏位置互换仍能在光屏上成清晰的像
C．此凸透镜的焦距范围是10cmD．若将一远视眼镜放于凸透镜前，则需向右移动光屏才能在光屏上成清晰的像
19．在探究凸透镜成规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，下列说法正确的是（　　）
A．图中凸透镜成像的特点应用在了照相机上
B．只将蜡烛和光屏位置互换，仍能接收到像
C．保持蜡烛和凸透镜位置不动，撤掉光屏，像还存在
D．若有一只昆虫落到凸透镜上，光屏上可接收到昆虫的像
20．某同学利用光具座、透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律，记录物距u、像距v得到的图象如图所示，则（　　）
A．当时，成倒立、等大的像
B．当时，成倒立、放大的像
C．当时，成倒立、放大的像
D．当时，成倒立、缩小的像
四、作图题
21．如图，一束光垂直于凹透镜的主光轴射向平面镜，请在图中画出该束光经平面镜反射再通过凹透镜折射的光路图。
22．如图所示，请根据已知光线，完成凸透镜后的折射光光路图。
四、实验题
23．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）如图所示，调节光源、凸透镜和光屏，使它们的中心在_______。
（2）将凸透镇放在50
cm处固定，若将光源放在30
cm刻度处时，移动光屏可得倒立、等大所像，此时光屏在_______cm刻度处。
（3）保持透镜在图中的位置不变把光源向右移至35
cm刻度处时，应将光屏向________（选填“左”或“右”
）适当调节，才可得到清晰的像。
（4）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________。
24．赵虎实验小组在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
（1）当烛焰、凸透镜在如图甲所示的位置时，适当移动光屏，在光屏上可以得到一个清晰倒立______（选填“放大”“缩小”
或”等大”）的实像；
（2）保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，向______（选填“左”或“右”）移动光屏，直到光屏上再次出现清晰的像。将蜡烛继续向左移动，保持凸透镜和光屏的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间放置了一个度数合适的眼镜，光屏上也得到了清晰的像，她放置的应该是______视眼镜；
（3）赵虎实验时对图中的装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、贴上方格纸，如图乙所示。请写出改进后其中的一个优点______；
（4）赵虎把点燃的蜡烛放到光具座的某一位置，
左右移动光屏，发现光屏上出现了一个大小始终不变的圆形光斑（不是像），出现这种情况的原因是______；
（5）另一实验小组更换相关器材后顺利完成实验，根据记录的实验数据得到了如图丙所示的图像，线段MN为凸透镜成像的像距倒数（1/v）和物距倒数（1/u）的对应关系。根据图像信息可知该小组所用凸透镜的焦距为______cm。
参考答案
1．变大
增大
【解析】
[1][2]由题意可知，物距不变，从甲中照片到乙中照片，像变大，根据凸透镜成像的规律，要想成清晰的像可以增大焦距，为了得到清晰的像要同时增大像距，即增大摄像机暗箱的长度。
2．乙
甲
乙
【解析】
[1]在凸透镜成像中，正立的是虚像，倒立的是实像，故乙是实像。
[2]甲是放大镜成像原理，成正立放大的虚像。
[3]乙成的是倒立的放大的实像，而投影仪就是利用这一原理制成的。
3．不是
大于
【解析】
[1]当手机摄像头扫描二维码时，它反射的光线进入手机照相机形成图像，二维码本身不发光，不是光源。
[2]照相机是凸透镜，利用物距大于二倍焦距时，成倒立缩小实像的规律制成的，所以扫描二维码时，摄像头应位于大于2倍焦距处。
4．15
正立
【解析】
[1]图示的焦点到透镜光心的距离等于焦距，所以f=15cm。
[2]当把烛焰放在此凸透镜左侧12cm处时
u＜f
凸透镜成正立、放大的虚像。
5．会聚
变大
【解析】
[1]该摄像镜头相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，所成的像是倒立、缩小的实像。
[2]当被识别人逐渐靠近人脸识别测温一体机时，相当于物体离凸透镜越来越近，即物距缩小，则像距变大，像变大。
6．2cm
放大
变小
【解析】
[1]根据凸透镜成像的原理结合图像可知
u=v=2f=4cm
凸透镜的焦距为2cm。
[2]物距为3.5cm时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间成倒立放大的实像。
[3]根据凸透镜成像的原理，物体远离凸透镜，像靠近凸透镜，像会变小，所以把物体从距透镜3cm处移动到8cm处，像将逐渐变小。
7．C
【解析】
由于光斑到凸透镜的距离为L时，即像距为L时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距f≠L；若凸透镜远离纸的过程中光斑先变小再变大，说明凸透镜的焦点不在光斑之前，故焦点应在光斑之后，因此f一定大于L。故选C。
8．B
【解析】
摄像机的镜头是一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，是利用u>2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成的。凸透镜的焦距是f=10cm，当人脸和摄像头的距离大于二倍焦距，也就是大于20cm时，能成倒立、缩小的实像，故ACD正确，不符合题意；B错误，符合题意。
故选C。
9．B
【解析】
AB．此时物距小于像距，即说明光屏上成倒立、放大的实像，幻灯机就是利用该原理制成的，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；
C．保持凸透镜不动，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，将蜡烛向左移动，光屏也要向左移动才能在光屏上得到一个清晰的像，故C正确，不符合题意；
D．保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜在蜡烛与光屏之间向右移动，根据光的可逆性，当物距等于原来像距时，能再次在光屏成清晰的像，故D正确，不符合题意。
故选B。
10．D
【解析】
读图可知，此时物距为15cm，成的是倒立放大的实像，则物距与焦距的关系是
从中可得，透镜的焦距小于15cm。当将透镜放在20cm刻度线处时，物距为30cm，则此时物距大于2倍焦距。
根据凸透镜成像规律可知：当物距大于2倍焦距时，通过凸透镜成的是倒立的缩小的实像。
故A、B、C不符合题意，D符合题意。
故选D。
11．D
【解析】
AB．圆柱形玻璃杯装有水后，形成一个中间厚边缘薄的凸透镜，由图可知此时透过水杯看到变“胖”的老鼠是倒立、放大的实像，故AB错误；
C．将漫画逐渐靠近水杯，即物距减小，而当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像，透过水杯看到的老鼠始终是向右跑的，故C错误；
D．将漫画离水杯远一些，即物距变大，像距变小，像变小，则透过水杯看到的老鼠会变“瘦”一些，故D正确。
故选D。
12．C
【解析】
A．由凸透镜成像规律可知，照相机是外界的物体通过凸透镜成倒立缩小的实像，半透明纸相当于光屏，像成在半透明纸上，人在A段就可以看像是否清楚，故A不符合题意；
B．来自外界物体的光进入凸透镜的越多，所成像就越亮，故应把B段朝着明亮的室外，A段朝着较暗的室内，故B不符合题意；
C．由照相机的成像原理可知，照相机成倒立缩小的实像，故C符合题意；
D．在清晰的观察近处的物体时，像距较大，再看远处的物体时，物距变大，像距变小，所以要缩短A、B间的距离，即把B段向内推，以减小像距，故D不符合题意。
故选C。
13．C
【解析】
AB．当物体距离凸透镜8cm时，在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像，说明此时物距在一倍和两倍焦距之间，即
经整理可得
故AB不符合题意；
CD．把凸透镜向光屏方向移动2cm，则此时的物距为10cm，而在光屏上可成一清晰的缩小的像，故物距在2倍的焦距外，即列等式
整理可得
故综合以上分析可知
故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
14．A
【解析】
平行于主光轴的光线照射到凸透镜上，经过凸透镜折射汇聚在凸透镜焦点上，焦点到凸透镜光心的距离为凸透镜的焦距，故题中凸透镜的焦距f=10cm.。
当点燃的蜡烛放在距离凸透镜26cm处时，物距u=24cm.，与凸透镜的焦距f=10cm，此时，u＞2f；由于当u＞2f时，物体经过凸透镜后，在光屏上成倒立的缩小的实像，相距v满足f＜v＜2f，故A正确。
故选A。
15．A
【解析】
利用自拍神器与直接拿手机自拍相比，增大了物距，根据凸透镜成像规律可知，物距增大时，像距减小，像也变小，从而可以增大取景范围，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
16．D
【解析】
A．平行与主光轴的光线经凸透镜折射后在光屏上成最小最亮的光点为凸透镜的焦点，从凸透镜光心到焦点的距离即为焦距，从刻度尺上可以测得该透镜的焦距为10.0cm。故A正确，不符合题意；
B．图乙物距为40.0cm，大于二倍焦距，则像距应在一倍焦距和二倍焦距之间，图中光屏位于二倍焦距的位置上，向左适当移动光屏可以得到缩小的实像。故B正确，不符合题意；
C．将蜡烛移至30cm处，物距为20cm，蜡烛位于二倍焦距的位置上，像距也在二倍焦距的位置上，此时在光屏上成倒立等大的实像。故C正确，不符合题意；
D．将蜡烛移至45cm处，蜡烛位于一倍焦距以内，成正立放大的虚像，所以在光屏上不能得到缩小的实像。故D错误，符合题意。
故选D。
17．AC
【解析】
A．根据凸透镜成像的规律可知，当物距等于像距时等于两倍的焦距，根据表格可知，当物距等于像距时等于30cm，所以焦距等于15cm，故A正确；
B．当u=25cm时，因为焦距是15cm，所以此时物距大于一倍焦距小于两倍焦距，根据凸透镜成像的特点，此时应用是投影仪不是放大镜，故B错误；
C．当u=40cm时，因为焦距是15cm，所以此时物距大于两倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时所成的像是倒立、缩小的实像，应用是照相机，故C正确；
D．把物体从距凸透镜50cm处向距凸透镜20cm处移动，此时物体在一倍焦距外成实像，因为物距减小，所以实像变大，故D错误。
故选AC。
18．ABC
【解析】
A．物距大于像距，成倒立缩小实像，此成像原理可以应用在照相机上，故A正确；
B．光路具有可逆性，将蜡烛与光屏位置互换能在光屏上成清晰的倒立放大实像，故B正确；
C．由图可知
u=30cm＞2f
f＜v=20cm＜2f
解得10cmD．若将一远视眼镜放于凸透镜前，远视眼镜是凸透镜，会聚光线，则需向左移动光屏才能在光屏上成清晰的像，故D错误。
故选ABC。
19．ABC
【解析】
A．物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机，故A正确；
B．由折射现象中光路可逆可知，若保持透镜不动，只将蜡烛和光屏互换位置，物距小于像距，光屏上成倒立、放大的实像，故B正确；
C．实像是有实际光线会聚而成的，保持蜡烛和凸透镜位置不动，撤掉光屏，像还存在，故C正确；
D．若有一只昆虫落到凸透镜上，物距在一倍焦距内，不成实像，故D错误。
故选ABC。
20．BD
【解析】
图中=5m-1时，=5m-1，此时v=u=0.2m=20cm，像距等于物距，说明物体处于2倍焦距处，即2f=20cm，则f=10cm。
A．当
时，物体处于1倍焦距处，不成像，故A错误；
B．
当
时，fu2f，成倒立、放大的像
，故B正确；
C．当
时，u2f，成倒立、等大的像，故C错误；
D．当
时，
u2f，成倒立、缩小的像，故D正确。
故选BD。
21．
【解析】
过入射点垂直于镜面作出法线，已知入射光线与平面镜的夹角为45°，可知反射角等于入射角
90°-45°=45°
据此画出反射光线；又知入射光线垂直于主光轴，所以可知反射光线平行于主光轴，再根据平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点。如图所示：
22．
【解析】
通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示：
23．同一高度上
70
右
亮度减弱
【解析】
（1）[1]为使像成在光屏中心，应调节光源、凸透镜和光屏，使它们的中心在同一高度上。
（2）[2]由题意可知，此时物距为20cm，若此时成倒立、等大的实像，则此时物距等于两倍焦距，故此时像距也应等于两倍焦距，故此时光屏应在70cm刻度处。
（3）[3]保持透镜在图中的位置不变把光源向右移至35
cm刻度处时，此时物距减小，由“物近像远像变大”的规律可知，此时像距将变大，即应将光屏向右适当调节，才能得到清晰的像。
（4）[4]将凸透镜的上半部分遮住后，入射光线将减少，故此时光屏上的像亮度将减弱。
24．缩小
左
近
实验现象更明显（或便于观察、或减少污染等）
蜡烛在焦点上
12.5
【解析】
（1）[1]如图所示烛焰、透镜和光屏位置关系，此时物距大于像距，故成倒立、缩小的实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距。
（2）[2][3]保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向左移动一段距离，物距变大，则像距变小，故应向左移动光屏。将蜡烛继续向左移动，则像距会变得更小，即像更靠近凸透镜。此时保持凸透镜和光屏的位置不变，在蜡烛和凸透镜之间放置了一个度数合适的眼镜，光屏上也得到了清晰的像，说明这个镜片对光起到了发散的作用，因此，他放置的应该是矫正近视眼的凹透镜片。
（3）[4]“F”形的LED灯比烛焰成像更稳定，便于观察，贴上方格纸能够更好的比较像与物的大小关系，并且无污染。
（4）[5]把点燃的蜡烛放到光具座的某一位置，左右移动光屏，发现光屏上出现了一个大小始终不变的圆形光斑（不是像），出现这种情况的原因是物体在一倍焦点处，即蜡烛在焦点上。
（5）[6]图丙中
时
此时
v=u=0.25m
像距等于物距，说明物体处于二倍焦距处，即
2f=0.25m
所以
f=0.125m=12.5cm