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2022-2023物理新课标八年级上册同步课时减负作业（人教版）
第五章 透镜及其应用
专题5.3 凸透镜成像的规律
一、选择题
1. （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
2.小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是（ ）
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
3.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像．要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（ ）
A. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动
B. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动
C. 透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动
D. 透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动
4.在做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛沿着光具座，从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动，在此过程中，像的大小及像距的变化情况是（ ）
A、像和像距都逐渐变大 B、像和像距都逐渐变小
C、像逐渐变大 ，像距逐渐变小 D、像逐渐变小，像距逐渐变大
5.当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，则（ ）
A．透镜甲的焦距为20cm；
B．透镜甲的焦距比乙的大；
C．第二次所成的像是放大的；
D．光屏移动的距离s＜10cm
6．（2021·天津）在硏究凸透镜成像规律时，将焦距为10cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上（如图），在光屏上得到了烛焰清晰的像（图中光屏未画出）。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上所成的是倒立、缩小的实像 B．光屏上所成的是倒立、放大的实像
C．光屏一定位于60~70cm刻度之间 D．光屏一定位于70~90cm刻度之间
二、填空题
1.（2021广西贵港）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm。实验中，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在_______。将一支点燃的蜡烛放在凸透镜前18cm处，光屏上得到清晰的像。然后在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏_______凸透镜。
三、简答题
1. 找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔（图）。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做一做，验证你的猜想。与前面用凸透镜所做的实验相比，这两个实验有什么共同之处？有什么不同？
2. 学习使用照相机，向有经验的人了解光圈、快门和调焦环的作用。“傻瓜相机”有没有光圈和快门？是不是需要“调焦”？
3. 小明同学在做探究凸透镜成像规律的实验中，光屏上得到发光体清晰的实像，但他不小心用手指指尖触摸到了凸透镜中，这时光屏上会出现怎样的情况？小勇说，光屏上会有指尖的像；小强说，光屏上会出现指尖的影子。你说呢？
四、作图与实验探究题
1.（2021广东省）如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。
根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像的大致位置。
借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像的确切位置，保留作图痕迹。
2.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。
实验次数 物距u/cm 像距v/cm 成像性质
1 30 15 倒立缩小实像
2 20 20 倒立等大实像
3 15 倒立放大实像
(1)此凸透镜的焦距为______cm；
(2)第3次实验中像距为______cm，判断依据是_____。
3.（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________。
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2022-2023物理新课标八年级上册同步课时减负作业（人教版）
第五章 透镜及其应用
专题5.3 凸透镜成像的规律
一、选择题
1. （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】凸透镜的焦距为12cm，点燃的蜡烛从离凸透镜30cm处沿主光轴移到15cm处的过程中，即物距从大于二倍焦距处，移到小于二倍焦距、大于一倍焦距处，物距一直变小，因此像距一直增大，像也一直增大，像从缩小的像一直增大为放大的像，故B符合题意。
2.小明同学做“探究凸透镜成像的规律”的实验，当他把烛焰移到距透镜18cm的位置时，在光屏上观察到倒立放大清晰的像。他判断凸透镜焦距可能是①6cm、②9cm、③12cm、④16cm，其中正确的是（ ）
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
【答案】D
【解析】由题意可知，物距18cm，光屏上观察到倒立放大清晰的像，所以
2f＞18cm＞f
18cm＞f＞9cm
③12cm和④16cm符合题意。
3.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像．要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（ ）
A. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动
B. 透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动
C. 透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动
D. 透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏靠近透镜移动
【答案】A
【解析】由图知道，此时物距小于像距，成倒立放大的实像，要使光屏上呈现倒立、缩小的实像，要增大物距，同时减小像距，所以在凸透镜不动时，蜡烛远离凸透镜，同时光屏靠近凸透镜，故选A．
4.在做凸透镜成像实验时，将点燃的蜡烛沿着光具座，从凸透镜二倍焦距以外的某位置向焦点移动，在此过程中，像的大小及像距的变化情况是（ ）
A、像和像距都逐渐变大 B、像和像距都逐渐变小
C、像逐渐变大 ，像距逐渐变小 D、像逐渐变小，像距逐渐变大
【答案】A
【解析】 当物距大于一倍焦距f时，凸透镜成倒立的实像，且物距越小，像距越大，成的像也越大；因此将蜡烛从二倍焦距外的地方逐渐向凸透镜的焦点靠近的过程中，像距逐渐变大，像逐渐变大，故应选A。
5.当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，方可在光屏上再次成清晰的像，则（ ）
A．透镜甲的焦距为20cm；
B．透镜甲的焦距比乙的大；
C．第二次所成的像是放大的；
D．光屏移动的距离s＜10cm
【答案】B
【解析】A、由图可知，此时的u＝v＝2f，成的是倒立、等大的实像，所以2f＝20cm，则f＝10cm，故A错误；
B、现保持蜡烛和透镜的位置不变，将透镜甲更换为透镜乙后，需将光屏向左移动距离s，此时的像距减小，则物距不变的情况下，相当于减小了焦距，所以透镜甲的焦距比乙的大；故B正确；
C、替换乙后，此时的物距大于像距，成倒立、缩小的实像，故C错误；
D、由于不知道乙透镜的焦距的大小，所以无法判定光屏移动的距离，故D错误。故选：B。
6．（2021·天津）在硏究凸透镜成像规律时，将焦距为10cm的凸透镜和点燃的蜡烛固定在光具座上（如图），在光屏上得到了烛焰清晰的像（图中光屏未画出）。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上所成的是倒立、缩小的实像 B．光屏上所成的是倒立、放大的实像
C．光屏一定位于60~70cm刻度之间 D．光屏一定位于70~90cm刻度之间
【答案】AC
【解析】AB．由题意知，凸透镜的焦距为10cm，由图可知物距为
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
因为物距u＞2f，在光屏上呈现倒立缩小的实像，故B错误，A正确；
C．因为物距u＞2f，根据凸透镜成像的规律，像距大于1倍焦距，小于2倍焦距，即10cm＜v＜20cm
所以，光屏一定位于60~70cm刻度之间，故D错误，C正确。故选AC。
二、填空题
1.（2021广西贵港）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm。实验中，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在_______。将一支点燃的蜡烛放在凸透镜前18cm处，光屏上得到清晰的像。然后在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，光屏上烛焰的清晰像变模糊了。若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏_______凸透镜。
【答案】 同一高度；远离
【解析】为了使像呈现在光屏的中心，应该调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
近视镜是凹透镜，对光线具有发散作用，可以使像变远，故在烛焰和凸透镜之间放置了一个近视眼镜片，想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，应将光屏远离凸透镜。
三、简答题
1. 找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔（图）。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做一做，验证你的猜想。与前面用凸透镜所做的实验相比，这两个实验有什么共同之处？有什么不同？
【答案】玻璃瓶相当于一个柱面透镜。当铅笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢移动时，透过水瓶会看到铅笔尖逐渐变长，到某一位置时，铅笔尖突然改变方向。用凸透镜做实验，当铅笔由靠近凸透镜的位置向远处慢慢移动时，透过凸透镜会看到铅笔逐渐变大，而形状保持不变，到某一位置时，铅笔尖也会突然改变方向。(所用的凸透镜焦距要比较短。)
【解析】当物距小于一倍焦距时物体通过凸透镜成放大、正立的虚像。这时物距越大，像距也大，虚像也大，铅笔尖逐渐变长。当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像。铅笔逐渐变大，而形状保持不变。当物距大于二倍焦距时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。
2. 学习使用照相机，向有经验的人了解光圈、快门和调焦环的作用。“傻瓜相机”有没有光圈和快门？是不是需要“调焦”？
【答案】光圈：调节光亮。快门：调曝光速度。调焦环：调节焦距。以达到对焦清晰的目的。
“傻瓜相机”有光圈、调焦环。只不过在机身内部，自动调节！
【解析】“傻瓜相机”也有光圈和快门，只 不过它们都安装在机身里面。傻瓜相机内部增加了一些电子、机械设备，可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门，不需要人工调节。另外它也能自动聚焦，不需要手动调焦。
3. 小明同学在做探究凸透镜成像规律的实验中，光屏上得到发光体清晰的实像，但他不小心用手指指尖触摸到了凸透镜中，这时光屏上会出现怎样的情况？小勇说，光屏上会有指尖的像；小强说，光屏上会出现指尖的影子。你说呢？
【答案】光屏上仍然成物体完整的像，只是与原来相比要暗一些。既没有指尖的像，也没指尖的影子。
【解析】他不小心用手指指尖触摸到了凸透镜中，这时手指挡住了一些折射光线，光屏上仍然成物体完整的像，只是与原来相比要暗一些。手指与透镜距离为0，物距为0,光屏上不会有指尖的像；光屏上不会出现指尖的影子。
四、作图与实验探究题
1.（2021广东省）如图所示，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外。
根据凸透镜成像规律，在图甲中标出A所成的像的大致位置。
借助辅助线或光路图，在图乙中找到A所成的像的确切位置，保留作图痕迹。
【答案】见解析。
【解析】根据题意可知，蜡烛的烛焰中心A在主光轴上距凸透镜光心O二倍焦距以外，所以成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，如下图所示：
画一条过光心的光线，其传播方向不变，画出折射光线；平行于主光轴画一条入射光线，经凸透镜折射后，折射光线过另一侧的焦点，两条折射光线的交点即为端点B的像点，从向主光轴引垂线，焦点为，连接、即为物体AB的像，箭头向下，如图所示：
2.在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。
实验次数 物距u/cm 像距v/cm 成像性质
1 30 15 倒立缩小实像
2 20 20 倒立等大实像
3 15 倒立放大实像
(1)此凸透镜的焦距为______cm；
(2)第3次实验中像距为______cm，判断依据是_____。
【答案】 (1)10 (2)30 (3)光路可逆
【解析】(1)由表中第2次实验的数据，物距等于像距，像和物等大，可知，此时
u2=v2=2f=20cm，f=10cm
即该凸透镜的焦距为10cm。
(2)由实验第1次，u1=30cm，v1=15cm
成倒立缩小实像，由光路的可逆性可知u3=15cm，v3=30cm
3.（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。
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