4.5凸透镜成像实验题练习（3）2021-2022学年教科版物理八年级上册第四章（有解析）

4.5凸透镜成像实验题练习（3）2021-2022学年教科版物理八年级上册第四章
1．如图所示的是星星同学做《探究凸透镜成像的规律》的实验装置：
(1)如果把蜡烛放在凸透镜前某一位置，前后移动光屏，都不能在光屏上形成清晰的像，是因为这时凸透镜成的是______的虚像（选填“放大”、“等大”或“缩小”），______就是应用这个原理工作的；
(2)如果用平行于主光轴的光照射凸透镜，将透镜另一侧的光屏移至距透镜10cm处时，此时在光屏上形成一个清晰的亮点；
(3)在如图所示的装置中，如果将蜡烛放在距离透镜13cm的地方，移动光屏应该得到______立（选填“正”或“倒”）、放大的像；如果此时换成焦距为8cm的凸透镜，要得到清晰的像，应将光屏向______移动（选填“左”或“右”），这时的像______（选填“大于”、“小于”或“等于”）更换凸透镜之前所成的像。
2．在探究“凸透镜成像的规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，调节蜡烛的烛焰与凸透镜和光屏的中心在同一高度，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图甲所示。
(1)保持蜡烛和凸透镜在图中的位置不动，在实验中能用光屏承接到烛焰的实像，光屏在______cm（选填“50~60”、“60~70”或“70~100”）范围内移动。
(2)保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在30cm刻度线处，调整光屏到透镜的距离，人在图中______（选填“A”或“B”）点向光屏看去，光屏上可看到烛焰______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）倒立的像。
(3)模拟投影仪的成像原理，应在步骤(2)的基础上将蜡烛向______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，并调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成清晰的像；接着将近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间的合适位置，向左移动______（选填“蜡烛”或“光屏”），可在光屏上再次得到烛焰清晰的像，这时取下光屏，在图中B点______（选填“能”或“不能”）直接用眼睛观察到像。
3．小江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20cm刻度线处，移动光屏到适当的位置，蜡烛在光屏上成清晰的像。如图所示。
请结合此实验完成下列问题：
（1）实验前，在摆放凸透镜、蜡烛和光屏时要求三者的中心在同一______；图所示的实验情景能够说明______的成像特点；（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）
（2）小江同学进一步实验，当把烛焰放在光具座上30cm刻度线处时，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的清晰的实像，像距是______cm；
（3）保持透镜在50cm刻度线处不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应进行的操作是将蜡烛向______移动，同时将光屏向______移动适当距离。（两空均选填“左”或“右”）
4．某学习小组探究“凸透镜成像规律”实验过程如下：
(1)将凸透镜和光屏安装在光具座上，使其中心在同一水平直线上，让一束平行光垂直射向透镜，反复调节光屏，直到在光屏上形成一个清晰的点，此时透镜和光屏的位置如甲图所示，则该凸透镜的焦距是_______cm；
(2)将透镜移动到60.0cm刻度线处，将蜡烛放置于光具座上并点燃，反复调节蜡烛和光屏的位置，当蜡烛、光屏处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，此时成像的原理与生活中的______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）成像原理相同；
(3)当蜡烛、透镜、光屏位置如图丙所示，则人眼在_______（选填“A”“B”或“C”）处能观察到蜡烛的像，像是图丁中的______（选填“1”、“2”、“3”或“4”）；
(4)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，如图戊所示，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______（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
5．小明利用一未知焦距的凸透镜探究透镜的成像规律，进行了如下操作并得到了相关结论。请你将空缺部分补充完整。
（1）将一束平行光射向凸透镜，得到如图所示的光路图。则该透镜的焦距为______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在______；
（3）按图所示放置蜡烛、透镜和光屏时所成的像为倒立、______、的实像；
（4）当烛焰向远处移动时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向______（选填 “靠近”或“远离”）透镜的方向移动。
6．在做“研究凸透镜成像的规律”实验中，平行于主光轴的光线经凸透镜后会会聚在光屏上一点，如图甲所示。
（1）如图甲所示，凸透镜的焦距为______。
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，并调整三者的高度，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的______上。
（3）当把蜡烛放在乙图位置时，移动光屏上能成缩小的实像；生活中的______就是利用这个原理制成的．
（4）随着蜡烛燃烧，烛焰的像会向______（选填“上”或“下”）移动。
（5）凸透镜的位置固定不动，将蜡烛向右（靠近透镜）移动，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向______（选填“左”或“右”）移动一段距离，所成的像与原来相比______（选填“不变”、“变大”或“变小”）了。
（6）在上一步光屏上成清晰的像后，若用不透明的布将凸透镜的上半部分遮住，则光屏上像是______（选填“完整”或“不完整”）的。
7．如图所示，小沛做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)他将凸透镜正对太阳光、在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑（如图甲所示），则凸透镜的焦距为___________cm。
(2)他把蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座上，点燃蜡烛后，他还应调整烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在___________。
(3)调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、___________（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像；若要使像变小一些，应该将蜡烛向___________（选填“左”或“右”）移动后，再移动光屏找到清晰的像。
(4)移动光屏在光屏上得到清晰的像后，在不移动蜡烛与凸透镜位置的条件下，若把光屏向右移动一小段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在光源与凸透镜之间放一个___________透镜（选填“凹”或“凸”），因为该透镜对光线具有___________作用。
(5)随着蜡烛燃烧而变短，影响到了实验的进行，这时最合理的调整是___________
A．只需将凸透镜向上移动些 B．只需将光屏向下移动些
C．将凸透镜和光屏向下移一些 D．以上均可
8．某小组探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图（乙）所示：
　　
（1）如图（甲）所示，让太阳光正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧。改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距是________cm。
（2）如图（乙））所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_______上。
（3）实验中，燃烧的蜡烛逐渐变短，光屏上的像逐渐向________（选填“上”或“下”）移动。为了使像成在光屏的中心，应将凸透镜向________（选填“上”或“下”）调整。
（4）当蜡烛距凸透镜17 cm时，移动光屏直到光屏上成清晰的像，像是________、________的实像。该成像规律在实际生活中应用是________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。
（5）当蜡烛从距凸透镜55cm处以4 cm/s的速度匀速移到同侧的2倍焦距处时，则像移动的速度______（选填“>”“＜”或“=”）4 cm/s。
9．在探究凸透镜成像的实验中
　　
(1)让凸透镜正对着太阳，得到图甲所示的光路图，由图可测得该凸透镜的 ___________ ；
(2)利用图乙装置进行以下操作：
①为了使像能成在光屏的中央，要调节 ___________ 、凸透镜、光屏，使三者的中心在 ___________ ；
②当蜡烛距凸透镜的位置如乙图所示时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、 ___________ （选填“放大”或“缩小”）的实像，成像情况与此类似的是 ___________ （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；
③将蜡烛移到距凸透镜5 cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从乙图所示中的 ___________ 侧透过凸透镜直接观察（选填“左”或“右”）。
10．如图所示，小雨和实验小组同学利用透镜、光屏、蜡烛等实验器材探究凸透镜成像的规律。实验数据记录如下：
物距u/cm 像距v/cm 像的性质
缩放 正倒 虚实
25 17 缩小 倒立 实像
20 20 等大 倒立 实像
17 25 放大 倒立 实像
5 放大 正立 虚像
根据以上实验回答下列问题：
（1）在实验过程中，要使透镜中心、_____和光屏中心大致在同一高度；
（2）由实验数据可判断，该透镜的焦距约为_____ cm；
（3）分析实验数据可知，凸透镜成实像时，随着物距的减小，像逐渐_____（选填“变大”“变小”或“不变”），像距逐渐_____（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）在（1）中三者中心在同一高度的情况下，若固定蜡烛与透镜的位置不变，无论怎样移动光屏，屏上都不出现清晰像，原因可能是_____；
（5）如果用纸板将透镜的下半部分遮住，光屏上_____（选填“能”或“不能”）成完整的像，像的颜色会变_____（选填“亮”或“暗”）一些；
（6）如图所示，光屏上成清晰地像，根据物距与像距的大小关系，生活中的_____是利用了这样的成像原理。
11．如图所示装置是模拟电影成像情况，此时烛焰在光屏上恰好成清晰的像。
（1）本模拟实验所成的像应该是______；
A．放大、正立的实像
B．放大、倒立的实像
C．缩小、正立的实像
D．缩小、倒立的实像
（2）模拟电影成像时，物距u应满足______；
A．u>2f　　B．u=2f　　C．f（3）当蜡烛远离凸透镜时，烛焰的像将落在如下图所示光屏的______（填“左方”或“右方”）；
（4）在第（3）小题的情况下，若用此实验模拟电影的投放功能，重新在光屏上得到清晰的像，可进行的操作是______。
A．将光屏靠近凸透镜
B．将光屏远离凸透镜
C．换焦距更大的凸透镜
D．换焦距更小的凸透镜
12．小圃用如图所示的实验器材做“探凸透镜成像规律”的实验。
（1）调节蜡烛烛焰、凸透镜中心和光屏中心在______；
（2）蜡烛在如图所示的位置时，光屏上呈现清晰的、等大倒立的实像。由此判断凸透镜的焦距为______cm；
（3）把点燃的蜡烛向左移到光具座的10cm刻度线处，为再次在光屏上观察到一个清晰的像，可以进行的操作是______。（选填选项前的字母，有不止一个正确选项）
A．透镜不动，将光屏适当向右移动
B．透镜不动，将光屏适当向左移动
C．透镜和光屏都不动，在透镜和光屏间加一块合适的凹透镜
D．透镜和光屏都不动，在蜡烛和透镜间加一块合适的凸透镜
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．放大 放大镜 倒 左 小于
【详解】
(1)[1][2]根据凸透镜成像特点可知，当物体在凸透镜一倍焦距之内时，像成正立放大的虚像，和放大镜的成像原理相同。
(3)[3]由(2)可知，将透镜另一侧的光屏移至距透镜10cm处时，此时在光屏上形成一个清晰的亮点，则亮点到凸透镜的距离就是焦距，则凸透镜的焦距为10cm，当蜡烛放置在距离透镜13cm处时，即物距在一倍到二倍焦距之间，则成倒立放大的实像。
[4][5]物距不变，换成焦距为8cm的凸透镜后，焦距变小，所成的像变小，像的位置会靠近凸透镜，应将光屏向左移动。
2．60~70 A 等大 靠近 蜡烛 能
【详解】
(1)[1]凸透镜的焦距10cm，如图，物距大于两倍焦距，像距在一倍和二倍焦距之间，所以光屏在60cm~70cm。
(2)[2][3]像成在光屏上，从光屏左侧看实像，故在A点，此时物距等于两倍焦距，为倒立等大实像。
(3)[4]凸透镜成像时，f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，应用于投影仪，所以蜡烛要从30cm刻度线处靠近凸透镜，使蜡烛在30cm~40cm刻度线之间移动，所以蜡烛靠近凸透镜。
[5][6]近视眼镜为凹透镜，对光有发散作用，像推迟会聚，像距变大，故光屏应向右移动，如果不移动光屏，则应增大物距，即蜡烛应向左移动远离透镜，当在光屏上呈现蜡烛清晰的像后，取下光屏，人眼在光屏处，人眼可以代替光屏，能看见像。
3．高度 照相机 等大 20 右 右
【详解】
(1)[1]实验前，在摆放凸透镜、蜡烛和光屏时要求三者中心在同一高度，目的是让像成在光屏中央，便于观察成像情况。
[2]图中物距为
u=50cm-20cm=30cm
大于凸透镜的2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时光屏上成倒立缩小的实像，此情景能够说明照相机的成像特点。
(2)[3][4]小江同学进一步实验，当把烛焰放在光具座上30cm刻度线处时，物距为
u=50cm-30cm=20cm
物距等于凸透镜的2倍焦距，此时在光屏上会得到一个倒立、等大的实像，像距也等于2倍焦距，即等于20cm。
(3)[5][6]保持透镜在50cm刻度线处不同，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应该减小物距，即将蜡烛向右移动，同时像距会增大，应将光屏向右移动适当距离光屏上才能再次成清晰地像。
4．10.0 投影仪 B 4 远离
【详解】
(1)[1]由图甲可知凸透镜放在刻度尺的50.0cm处，焦点在刻度尺的60.0cm处，则该凸透镜的焦距是10.0cm。
(2)[2]将透镜移动到60.0cm刻度线处，将蜡烛放置于光具座上并点燃，反复调节蜡烛和光屏的位置，当蜡烛、光屏处于图乙位置时，光屏上恰好能得到清晰的像，由图乙可知，此时的物距小于像距，成倒立、放大的实像，成像的原理与生活中的投影仪成像原理相同。
(3)[3][4]当蜡烛、透镜、光屏位置如图丙所示，此时物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，则人眼在B处能观察到蜡烛的像，像是图丁中的4。
(4)[5]如图戊所示，近视镜是一个凹透镜，对光线具有发散作用，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，应将光屏远离凸透镜。
5．10 同一高度 放大 靠近
【详解】
（1）[1]焦点到光心的距离即为焦距，则该透镜的焦距为10.0cm。
（2）[2]烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度上，使像成在光屏的中央。
（3）[3]按图所示放置，物距小于像距，即物距在一倍和两倍焦距之间，此时所成的像是倒立放大的实像。
（4）[4]当烛焰向远处移动时，此时物体远离凸透镜，则像会靠近凸透镜，故需要将光屏靠近凸透镜。
6．10.7 主光轴 照相机 上 右 变大 完整
【详解】
(1)[1]图甲中，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， 光屏上的光点即凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离叫凸透镜的焦距。刻度尺的分度值是1cm，则焦距是
60.7cm-50.0cm=10.7cm
(2)[2]为使像能呈在光屏中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，即均位于凸透镜的主光轴上。
(3)[3]由图乙可知，此时的物距大于像距，在光屏上成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的。
(4)[4]蜡烛变短，烛焰向下移动，由于成倒立的实像，所以光屏上的像向上移动。
(5)[5][6]蜡烛靠近凸透镜，物距变小，根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知，此时像距变大、像变大，应将光屏适当向右移动才能接到清晰的像。
(6)[7]物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像。当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线经凸透镜折射会聚成像。因此，用不透明的布将凸透镜的上半部分遮住，还可以看到完整烛焰的像，但由于透过凸透镜的光线变少了，像会变暗一些。
7．10 同一高度 放大 左 凹 发散 C
【详解】
(1)[1]焦点到透镜的距离叫焦距，由题意可知凸透镜的焦距为10cm。
(2)[2]实验前调整烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度，这是为了让像成在光屏中央。
(3)[3][4]烛焰放在距凸透镜16cm处时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，所成的像是一个倒立、放大的实像；凸透镜成实像时，物远像近像变小，故若要使像变小一些，应该将蜡烛向左远离透镜移动，再移动光屏找到清晰的像。
(4)[5][6]若把光屏向右移动一小段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在光源与凸透镜之间放一个凹透镜，这是因为凹透镜对光线具有发散作用，会使成像延迟。
(5)[7]随着蜡烛燃烧而变短，烛焰在光屏上所成的像变高，为了使像成在光屏中央，可以升高蜡烛、降低透镜或者升高光屏，也可将凸透镜和光屏均向下移一些，使烛焰、透镜和光屏再次变成同一高度，故最合理的调整是C，故选C。
8．10.0 同一高度 上 下 倒立 放大 投影仪 ＜
【详解】
(1)[1]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)[2]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)[3][4]实验中，燃烧的蜡烛逐渐变短，向下运动，所以光屏上的像逐渐向上移动，为了使像成在光屏的中心，应向上移动蜡烛或向下移动凸透镜。
(4)[5][6][7]当蜡烛距凸透镜17cm时，物距处于 f 和2f之间，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，应用是投影仪或幻灯机。
(5)[8]物距为55cm时，符合物距大于2f的特点，成倒立、缩小的实像，此时像距在一二倍焦距之间，所以当蜡烛从距凸透镜55cm处以4cm/ s 的速度匀速移到同侧的2倍焦距处时，像在焦距和2倍焦距之间移动，所以像移动的速度小于4cm/ s 。
9．焦距 烛焰 同一高度上 放大 投影仪 右
【详解】
(1)[1]让凸透镜正对着太阳，得到图甲所示的光路图，平行于主光轴的光线经透镜折射后过焦点，由图可测得该凸透镜的焦距为10cm。
(2)[2][3]由于通过光心的光线传播方向不变，为了使像能成在光屏的中央，要调节烛焰、凸透镜、光屏，使三者的中心在同一高度上。
[4][5]当蜡烛距凸透镜的位置如乙图所示时，物距小于2倍焦距、大于1倍焦距，像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像，成像情况与此类似的是投影仪、幻灯机、电影放映机。
[6]将蜡烛移到距凸透镜5cm处，物距小于1倍焦距成正立、放大的虚像，此时物像同侧，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从乙图所示中的右侧透过凸透镜直接观察。
10．蜡焰 10 变大 变大 蜡烛放在了焦点上（或物距小于焦距等） 能 暗 投影仪（或幻灯机）
【详解】
(1)[1]使光具座上的蜡焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，可使像成在光屏中央。
(2)[2]由实验数据可判断
u=v=2f=20cm
成倒立、等大的实像，所以凸透镜的焦距f=10cm。
(3)[3][4]分析实验数据可知，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，随着物距的减小，像逐渐变大，像距逐渐增大。
(4)[5]在烛焰、透镜、光屏三者中心在同一高度的情况下，若固定蜡烛与透镜，无论怎样移动光屏，光屏上不出现清晰像，可能是蜡烛放在了焦点上；也可能在一倍焦距以内。
(5)[6][7]当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果把透镜下半部分用不透明的纸挡住，物体发出的光虽有一部分被挡住，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；由于透镜的一部分被遮住，因此折射出的光线与比减少了，故能成完整的像，像的颜色会变暗一些。
(6)[8]由图可知，物距小于像距，物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，在光屏上得到倒立、放大的实像，投影仪就是应用这一原理制成的。
11．B C 左方 AC
【详解】
（1）[1]由图可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时物距在一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。
故选B。
（2）[2]电影成像原理与投影仪相同，是利用物距在一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立、放大的实像原理工作的，即物距u应满足f故选C。
（3）[3]当蜡烛远离凸透镜时，物距变大，根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”可知，此时像会靠近透镜，即落在光屏的左方。
（4）[4]AB．第（3）小题的情况下像靠近透镜，若要重新在光屏上得到清晰的像，则光屏也应靠近透镜，故A符合题意，B不符合题意；
CD．第（3）小题的情况下像靠近透镜，若将透镜换成焦距更小的，则透镜会将光更加会聚，使像更靠近透镜。故应换焦距更大的凸透镜，使透过透镜的光适当发散，使像远离透镜，从而重新在光屏上成像。故C符合题意，D不符合题意。
故选AC。
12．同一高度上 15 BC
【详解】
[1]调节蜡烛烛焰、凸透镜中心和光屏中心在同一高度，是为了让像成在光屏的正中央。
[2]如图所示的位置时，光屏上呈现清晰的、等大倒立的实像，物距为30cm，是两倍的焦距时，才成等大的像，故焦距为15cm。
[3] 把点燃的蜡烛向左移到光具座的10cm刻度线处，根据凸透镜成像原理可知，物体远离，像靠近，故光屏向左移动；还可以通过在透镜前放一个发散透镜，不移动光屏。
故选BC。
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