第二章凸透镜实验题强化训练（1）2021-2022学年沪教版物理八年级上册（有解析）

第二章凸透镜实验题强化训练（1）2021-2022学年沪教版物理八年级上册
姓名：___________班级：___________
一、实验题
1．小李用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)如图所示，光屏刚好承接到一个倒立、_______清晰的实像，日常生活中________(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的；该凸透镜的焦距可能是_____cm(选填“5”、“10”、“15”、或“20”)
(2)当蜡烛燃烧一段时间后会变短，要使烛焰的像落在光屏中心，应将光屏向________移动。
(3)保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移动到刻度_______cm处，光屏又能承接到一个倒立、_______清晰的实像。
2．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：
（1）正确安装并调节好装置后，小芳在如图甲所示的光屏上看到了烛焰清晰的像，则她看到的像是____（填“倒立”或“正立”）、_______（填“放大”或“缩小”）的．
（2）实验中，若用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上半部分，则光屏上的像___________（填序号）．
A．只出现烛焰像的上半部分 B．只出现烛焰像的下半部分
C．仍然是完整的，但像更小了 D．仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了
（3）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成“F”形的LED灯，在光屏上贴上方格纸，如图乙所示，请写出改进后的一个优点：____________．
3．在做“探究凸透镜成像规律”实验时，实验桌上有两个凸透镜，规格如图下表所示，光具座上标尺的刻度范围是。
序号 直径 焦距
甲 5cm 30cm
乙 4cm 10cm
（1）实验中选用______凸透镜，较好（选填“甲”或“乙”）。选好器材后，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上的A、O、B位置，在光屏上得到清晰的烛焰的像，如图所示，应将凸透镜向______移动（选填“上”或“下”），可以使烛焰的像清晰地成在光屏的中央，此时所成像的原理应用在______上；
（2）调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在______，将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，调整光屏位置得到一个清晰的像，这个像与原来相比将______（选取填“变大”、“变小”或“不变”）。
4．小芳同学做“探究凸透镜成像的规律”实验，她首先按如图所示完成仪器装配，图中H点是2倍焦距处。
（1）经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向______（选填“上”或“下”）调；
（2）调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向______移动（填“左”或“右”），这次成的是______、______的实像，人们利用这一原理制成了______（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。
（3）再把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放大的______像，要想看到这个像，小芳应从凸透镜的______（选填“右”或“左”）侧透过凸透镜观察成像的。
（4）如果在光屏上出现清晰的实像时，用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住，结果______（选填正确的序号）。
A．没有影响
B．不能成像
C．成一半的像
D．仍能成完整的像，但亮度变暗
5．小明想探究凸透镜成像规律，实验桌上有两块凸透镜，其焦距分别为10cm和20cm。
（1）小明将其中一块凸透镜放在光具座上，当烛焰、透镜及光屏的位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，请问小明选择的凸透镜的焦距为______cm；
（2）小明将蜡烛和光屏的位置对换，发现在光屏上仍能成一清晰的像，此时的像为倒立、______（填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；
（3）实验（2）中，不改变各元件的位置，小明换了另一块凸透镜，仅调节光屏的位置，此时______（填“能”或“不能”）在光屏上找到烛焰的像。
6．小明和小红做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)小明用图甲所示装置测量的凸透镜的焦距，该凸透镜的焦距是___________cm；
(2)将此凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座上如图乙所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的倒立、___________ 的实像；若用不透明的纸片将透镜的上半部分遮住，则屏上的像___________（选填“仍然”或“不”）存在；保持图乙中蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜移到光具座上___________cm刻度线处，光屏上能再次呈现烛焰清晰的像；
(3)小明用此光具座模拟人眼看远近不同物体的情况，当人眼看清眼前30cm处的物体时，凸透镜的位置、形状如图乙所示；
①如果将物体移至眼前50cm处，保持透镜（晶状体）、光屏（视网膜）之间距离不变，则应该换上更 ___________（选填“薄”或“厚”）的凸透镜（凸透镜直径大小相同），才能在光屏上得到清晰的像；
②摘掉眼镜的小明观察像时，离光屏很近才看清烛焰的像，则他的眼镜是___________透镜；
(4)凸透镜能成等大的像吗？为了在实验中准确的比较像和物的大小关系，小明采用了以下的做法：
①为了画出相同的蜡烛，小明将白纸铺在水平桌面上，把点燃的蜡烛和玻璃板放置在如图丙所示的位置上，用笔在纸上画出蜡烛的“像”__________；
②将画有烛焰“像”的纸___________（填“正”或“倒”）贴在光屏上，这样便能在接下来的实验中准确的比较像和物的大小关系；
(5)如图丁，保持凸透镜位置不变，移动蜡烛至40cm~50cm刻度线之间某一位置，则人眼在图中___________（选填“A”、“B”或“C”）处能观察到烛焰的像。
7．小聪在探究凸透镜成像规律过程中，将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，移动光屏观察到最清晰的像时，位置如图所示，此时光屏上形成了一个倒立、______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像，作出这一成像判断的依据是 ______；若保持透镜的位置不变，将蜡烛移到“35cm”刻度线位置，蜡烛所成像与透镜的距离应该比原来 ______（选填“近”、“远”或“不变”），所成像的大小相比原来应该变 ______；当蜡烛推到“43cm”刻度线位置，蜡烛所成像要检验是虚像还是实像，可以进行的操作是取下光屏，从右侧通过透镜观察蜡烛成的像，在像处 ______。
8．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，小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，并用蜡烛作光源，实验装置如图乙所示。
(1)该凸透镜的焦距为______cm；
(2)实验前要调整蜡烛和光屏的高度，使它们的中心在______上；
(3)当蜡烛、凸透镜位于图乙中的位置时，光屏上得到一个清晰的像，该像是一个倒立、______（选填“放大”或“缩小”）的______（选填“实”或“虚”）像，如果透镜落上一只小虫，则光屏上蜡烛的像______（选填“完整”或“不完整”）；
(4)将图乙中的凸透镜换成焦距为28cm的凸透镜，保持蜡烛和凸适镜的位置不变，在光具座上移动光屏______（选填“能”或“不能”）找到某一位置，使像清晰的呈现在光屏上。
9．小亮在探究凸透镜的成像规律。
（1）如图所示，让大阳光正对着凸透镜照射，把光屏平行放在凸透镜另一侧。改变光屏与凸透镜之间的距离，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，说明凸透镜对光线具有_____作用。测得凸透镜的焦距是_____cm。
（2）将蜡烛，透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致_____。
（3）下图是第一次实验中蜡烛、透镜和光屏的位置。光屏上显示的是倒立的像，运用凸透镜这一特点制成的光学设备是_____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。
（4）当烛焰从远处靠近透镜时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应_____透镜，此时像的大小_____（选填“远离”、“靠近”、“变大”、“变小”）。
（5）随着实验的进行，小亮发现蜡烛由于燃烧而变短了一些，此时，光屏上所成的像会_____移，如果让像仍成在光屏的中央，应将透镜向_____移动。（选填“上”或“下”）
（6）当蜡烛放在43cm刻度线上时，无论怎样移动光屏，光屏上都接收不到像，小亮应该在透镜的_____侧观察，看到的像在透镜的_____侧。
10．在探究“凸透镜成像的规律”实验中
(1)为了测量凸透镜的焦距，小明让一束平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到 _________ 的光斑，如图所示，则该凸透镜的焦距为 _______ cm；
(2)小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏，使烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一 _______ 上，目的是使像成在光屏中央；
(3)如图所示，在实验中保持光屏位置不动，分别调节蜡烛向 _____ 移动、透镜向 _____ 移动（选填左或右），可使光屏上成蜡烛的放大 、 _____ （选填正立或倒立） 实像。
11．图甲是“探究凸透镜成像规律”的实验装置图。图乙是通过实验得到的凸透镜成像时的像距和物距关系的图像。
(1)在图甲中，光屏上已经呈现出蜡烛清晰的像，此时，像的性质是倒立、_______、实像，利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是______（填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）；
(2)观察图乙可知成实像时，物距逐渐减小，像距逐渐________，进一步分析还能知道该凸透镜的焦距是_____。
(
2
)
(
1
)
参考答案
1．放大 幻灯机 10 上 60 缩小
【详解】
由图可知，物距大于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时f2f，光屏上能成倒立、放大的实像，应用于幻灯机、投影仪等。
第一空．光屏刚好承接到一个倒立、放大清晰的实像。
第二空．日常生活中幻灯机就是利用这一原理制成的。
第三空．由图可知，此时物距u=15.0cm，因ff<15.0cm <2f，
解得：15cm>f>7.5cm，所以该凸透镜的焦距可能是10cm。
第四空．当蜡烛燃烧一段时间后会变短，烛焰（即物体）向下移，因此时成倒立的像，所以所成的像将向上移动，要使烛焰的像落在光屏中心，则光屏应跟着像向上移动。
根据凸透镜成像规律可知，成倒立放大的实像时的物距和像距，与成倒立缩小的实像时的物距和像距的关系是相反的。蜡烛原来距离透镜15cm，保持蜡烛和光屏的位置不变，应将透镜向右移动，使透镜距离光屏也是15cm时，此时u>2f 、f第五空．将凸透镜移动到刻度60cm处。
第六空．光屏又能承接到一个倒立、缩小清晰的实像。
2．倒立 缩小 D 实验现象更明显、便于观察比较、减少污染等
【详解】
(1)[1][2]由题图可知，物距大于像距，并且能在光屏上成实像，蜡烛一定在2倍焦距之外，成的是倒立、缩小的实像．
(2)[3]遮住凸透镜的上半部分，物体上任一点射向凸透镜下半部分的光线，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，只是折射光线减少了，会聚成的像变暗，故选D．
(3)[4]将蜡烛换成“F”形的LED灯，并在光屏上贴上方格纸，这样能让实验现象更明显、便于观察比较、减少污染.
3．乙 下 照相机 在同一高度 变小
【详解】
（1）[1]在做“探究凸透镜成像规律”实验时，物距加上焦距的距离应该在光具座的刻度范围内，为了能够完成物距大于两倍焦距时的实验，应该选择乙凸透镜。
[2]由图中光屏上成的像可知，光屏上承接的像不完整，根据光线过凸透镜关心传播方向不变，应该将凸透镜向下移动，才能使像呈现在光屏中央。
[3]将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上的A、O、B位置，在光屏上得到实像，且此时物距大于像距，则光屏上成的是倒立、缩小的实像，照相机是利用这一原理制成的。
（3）[4]在做“探究凸透镜成像规律”实验时，为了使像能够呈现在光屏中央，应该调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在在同一高度。
[5]将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，即物距增大，要想在光屏上得到一个清晰的像，应该调整光屏靠近凸透镜，即减小像距，根据“凸透镜成实像时，物距增大，像距减小像变小”可知这个像与原来相比将变小。
4．上 右 倒立 放大 幻灯机 虚 右 D
【详解】
（1）[1]如图，像的位置偏高，因为烛焰经凸透镜成的是倒立的像，为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向上移动。
（2）[2]把蜡烛移到A点处，物距变小，像距将变大，为了得到清晰的像，应该把光屏向右移动。
[3][4][5]把蜡烛移到A点处，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，幻灯机是利用这一原理制成的。
（3）[6][7]再把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时物距小于焦距，成的是正立、放大的虚像，虚像不能成在光屏上，小芳应从凸透镜的右侧透过凸透镜观察虚像。
（4）[8]用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住，则使成像的光线变少，会使像的亮度变暗，但是不会影响像的完整性，故选D。
5．10 放大 不能
【分析】
（1）根据物距大于2f时成倒立缩小的实像的特点判断焦距的大小；
（2）根据折射光路的可逆性及成像规律进行分析；
（3）首先判断能否成实像，若能够成实像判断像距是否够大。
【详解】
（1）[1]由图知，物距大于像距，且光屏上得到一个清晰的像，说明光屏上成的是倒立、缩小的实像，所以物距
u=24cm>2f
则
f<12cm
可知凸透镜的焦距为10cm的。
（2）[2]此时凸透镜成倒立缩小的实像，物距大于2f，像距处于f和2f之间，根据折射光路的可逆性，若对换凸透镜和光屏的位置，光屏上仍可呈现清晰的像，此时物距处于f和2f之间，成倒立、放大的实像。
（3）[3]此时物距为16cm，另一凸透镜的焦距为20cm，若换另一凸透镜，物距小于焦距，此时成虚像，所以不能在光屏上成像。
【点睛】
本题考查的知识点较多，综合性强；熟练掌握凸透镜成像规律，掌握物距、像距的概念是解题的关键。
6．10.0 缩小 仍然 35 薄 凹 倒 B
【详解】
(1)[1]平行光照射到凸透镜上折射在光屏上得到最小最亮的点即为焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距，则该凸透镜的焦距
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
(2)[2]如图乙所示，物距大于像距，且光屏上成清晰的像即实像，说明此时物距大于两倍焦距，成的是倒立、缩小的实像。
[3]用不透明的纸片将透镜的上半部分遮住，遮挡了部分光线，使得折射光线减少，但光屏上仍然能得到完整的像，只是比原来暗。
[4]由图乙可知，此时的物距
u=50cm-20cm=20cm
像距
v=65cm-50cm=15cm
根据光路可逆，将物距、像距交换，光屏上依然可以得到清晰的像，即将凸透镜移到光具座上35cm刻度线处。
(3)[5]由题意可知，物体远离凸透镜即物距变大时，像距不变，说明凸透镜的焦距变大，而薄凸透镜的焦距大于后凸透镜的焦距，故应该更换薄的凸透镜。
[6]人眼看物体就和凸透镜成像原理一样，其中晶状体相当于凸透镜，摘掉眼镜的小明观察像时，离光屏很近才看清烛焰的像，即说民小明是近视眼，应该用凹透镜来矫正，故他的眼镜是凹透镜。
(4)[7]作出A点关于平面镜的对称点，即A的像，连接并沿长，在镜面左侧部分就是反射光线，再标上箭头即可，如图所示
[8]根据凸透镜成像规律可知，当物距等于两倍焦距时，物体通过凸透镜成倒立等大的实像，所以比较像和物体的大小关系，应将画有烛焰“像”的纸倒贴在光屏上。
(5)[9]保持凸透镜位置不变，移动蜡烛至40cm~50cm刻度线之间某一位置，此时物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，光屏上承接不到，透过凸透镜观察蜡烛，看到正立、放大的虚像，与物体同侧，所以应该在B处观察。
7．等大 物距等于像距 远 大 放置一个光屏，若光屏上没有像，则表明此时的像是虚像
【详解】
[1][2]根据图示可知，此时的物距等于像距，则凸透镜成倒立、等大的实像
u=v=22.0cm=2f
则凸透镜的焦距为
f=11.0cm
[3][4]若保持透镜的位置不变，将蜡烛移到“35cm”刻度线位置，此时的物距变小了，像距会变大，即蜡烛所成像与透镜的距离应该比原来远，像距变大，则所成像的大小相比原来应该变大。
[5]当蜡烛推到“43cm”刻度线位置，此时的物距要小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，像与物体在凸透镜的同一侧，此时的操作是取下光屏，从右侧通过透镜观察蜡烛成的像，在像处放置一个光屏，若光屏上没有像，则表明是虚像。
8．10.0 同一高度 缩小 实 完整 不能
【详解】
(1)[1]由图甲可知，最小、最亮的光斑即焦点，焦点到凸透镜的距离
40.0cm-30.0cm=10.0cm
故凸透镜的焦距为10.0cm。
(2)[2]实验中为使像能成在光屏的中央，应使光具座上的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度。
(3)[3][4]由图可知
50.0cm-20.0cm=30.0cm
即蜡烛在2倍焦距以外，成的是倒立、缩小的实像。
[5]凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，小虫落在透镜上后，蜡烛发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此像与原来相同，即光屏上所成的像仍然是完整的。
(4)[6]将图中的凸透镜换成焦距为28cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，即物距依然为30.0cm，则物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，即
v>56.0cm
像距过大，超出了光具座所提供的长度，所以光屏上找不到清晰的像。
9．会聚 10.0 在同一高度 照相机 远离 变大 上 下 右 左
【详解】
(1)[1]一束平行光正对凸透镜照射，折射后偏向于主光轴，交于一点，可知凸透镜对光有会聚作用；
[2]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 50.0cm=10.0cm，
则凸透镜的焦距是10.0cm；
(2)[3]实验中，应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样烛焰的像才能成在光屏的中央；
(3)[4]由图可知，此时物距为：
50.0cm 10.0cm=40.0cm，
由凸透镜成像规律可知，此时物体处于两倍焦距以外时，成的是一个倒立、缩小的实像，照相机是利用这一原理工作的；
(4)[5][6]凸透镜成实像时，物体靠近凸透镜时，像远离凸透镜，像变大，所以将蜡烛从远处逐渐向焦点靠近时，要想在光屏上得到清晰的烛焰的像，光屏应远离透镜，所成的像的大小将变大；
(5)[7][8]蜡烛燃烧变短，所以像成在了光屏的上方，为了使像仍成在光屏中央，可以将透镜向下移动或将光屏向上移动；
(6)[9][10]当蜡烛放在43cm刻度线上时，物距为
50.0cm 43.0cm=7.0cm，
由凸透镜成像规律可知，此时物体处于一倍焦距之内时，成的是一个正立、放大的虚像，而且物像在同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜的右侧(在光屏一侧)透过凸透镜去观察，看到的像在透镜的左侧。
10．最小最亮 10.0 高度 右 右 倒立
【详解】
(1)[1][2]根据凸透镜焦点的定义可知：跟主光轴平行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。焦距为：
f=30.0cm-20.0cm=10.0cm；
(2)[3]为了像能呈现在光屏中央，应使蜡烛、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；
(3)[4][5][6]要使光屏上出现放大的实像，此时光屏上能成像，应是倒立的；根据凸透镜成像特点可知：当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，即物距应在一倍焦距和二倍焦距之间，像距大于二倍焦距；实验中保持光屏位置不动，由图可知，此时应将蜡烛向右移动来减小物距，透镜远离光屏（即透镜向左移动）来增大像距。
11．缩小 照相机 增大
【分析】
本题考查凸透镜成像规律探究过程的实验结论、及像的变化情况。
【详解】
(1)[1][2]由图甲可知，此时成像的物距大于像距，所以所成的应是倒立、缩小的实像，利用此成像特点制成的光学仪器是照相机。
(2)[3]由图乙可知，成实像时，当物距逐渐减小，像距逐渐增大。
[4]根据凸透镜的成像规律可知，当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，结合图乙可知，当物距等于20cm时，像距也等于20cm，即
2f=20cm
所以焦距
f=10cm
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