2.3透镜成像 沪教版物理八年级上册(含解析)

沪教版八上 2.3 透镜成像
一、单项选择题（共8小题）
1. 如图，这是微距摄影图片。图中蝴蝶的拍摄图象与实际的蝴蝶等大，光学镜头等效为一个凸透镜，则蝴蝶一定位于
A. 两倍焦距以外 B. 两倍焦距处
C. 两倍焦距与一倍焦距之间 D. 一倍焦距以内
2. 已知凸透镜的焦距为 厘米，若将烛焰从距凸透镜 厘米处沿主光轴移到距凸透镜 厘米处，那么像的大小将
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变大再变小
3. 如图所示，小梅同学在做凸透镜成像实验。当物距 厘米，像距 厘米时，光屏上呈现烛焰清晰的像，由此可确定该凸透镜的焦距
A. 厘米 B. 厘米
C. 厘米 厘米 D. 无法确定
4. 当物体沿主光轴从离凸透镜三倍焦距处逐渐向凸透镜焦点处靠近时，则所成的像的变化是
A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 先变大后变小 D. 先变小后变大
5. 如果不慎在照相机的镜头上沾上了一个小墨点，则照出的相片上
A. 有一个放大的墨点像 B. 有一个缩小的墨点像
C. 一片漆黑 D. 没有墨点像
6. 如图所示，凸透镜竖直放置，蜡烛与光屏如图摆放，光屏上恰好成清晰的像。设想烛焰中心以 的速度垂直于光具座向下运动，则
A. 光屏上的像向上移动，移动的速度大于
B. 光屏上的像向上移动，移动的速度小于
C. 光屏上的像向下移动，移动的速度大于
D. 光屏上的像向下移动，移动的速度小于
7. 某物体通过凸透镜在光屏上成一个缩小的清晰的像，现将物距减半，则下列判断正确的是
A. 一定在屏上成一个缩小的像 B. 一定在屏上成一个放大的像
C. 在屏上可能不成像 D. 在屏上一定有像，可能是缩小的像
8. 某同学在学习“眼球折光系统”一节时，制作了一个眼球模型，如图所示，模型中的凸透镜相当于晶状体，烧瓶后壁相当于视网膜，烧瓶里放有一种透明液体表示玻璃体，则图表示的眼球模型和应采取的矫正措施分别是
A. 远视眼模型，用凸透镜矫正 B. 近视眼模型，用凹透镜矫正
C. 远视眼模型，用凹透镜矫正 D. 近视眼模型，用凸透镜矫正
二、填空题（共6小题）
9. 凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。正对着太阳光的放大镜能够在另一侧的纸面上形成一个很小、很亮的光斑，并将纸烤焦。由此可知，放大镜是 透镜。
10. 为测量某凸透镜焦距，小芳先在纸上画一个小于透镜大小的圆环，如图所示，将凸透镜正对太阳光，在其下方距透镜 处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，这个现象表明凸透镜对光有 作用；当将该透镜远离白纸垂直移动 时，此时白纸上的光斑再次与圆环重合，此过程中光斑的大小 （选填“先变小后变大”或“先变大后变小”），通过计算可以得到该凸透镜的焦距为 。
11. 在凸透镜成像中， 像是倒立的， 像是正立的，缩小的像肯定是 像。
12. 当物距 与焦距 满足 时，物体经透镜能够成正立、放大的虚像。
13. 常用体温计的刻度部分横截面如图所示，其正面呈圆弧形，这样就可看清体温计内极细的水银柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当于 ，使我们能看到水银柱放大后的 （填“实像”或“虚像”）。
14. 初中毕业时班上照集体照，发现边上有的同学没在取景框中，此时应将照相机 （填“靠近”或“远离”）同学们，并将照相机的镜头和底片间的距离 （填“伸长”或“缩短”）。
三、实验题（共4小题）
15. 小东同学用如图所示的实验器材做“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）实验开始时，小东在如图所示位置放置好了点燃的蜡烛、凸透镜、光屏，并调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在 。
（2）小东观察到蜡烛在如图所示的位置时，可以在光屏上观察到清晰的等大、倒立的实像。由此他判断出实验所用透镜的焦距为 。
（3）小东把点燃的蜡烛向左移到光具座的 刻度线处，他应向 （选填“左”或“右”）移动光屏到适当的位置，再次在光屏上观察到了一个清晰的像。
（4）接下来，小东保持蜡烛位置不动，将光屏移回到图中所示位置。他可以在蜡烛与凸透镜之间适当位置放置一个 （选填“凸透镜”或“凹透镜”），同样可以在光屏上观察到一个清晰、倒立的像。
16. 如图所示，有一个中空的平行玻璃砖，中空部分的形状犹如一个凸透镜。有一束平行光从左侧垂直入射玻璃砖，从右侧出射之后，是 （选填“会聚”或“发散”）光束。请说明你判断的理由 （可画图辅助说明）。
17. 某同学利用焦距为 的凸透镜做了三次实验，透镜、蜡烛、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情况如图所示。
（1）由如图所示的实验现象可知：随着物距的不断变小，像距和像的大小变化情况是 。
（2）在图乙所示的实验中，只将凸透镜换为焦距为 的凸透镜（），为在光屏上得到清晰的像，光屏应向 侧移动。
18. 摄影小常识
①数码照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的，它主要由镜头、光圈、快门和传感器（如 或 ，相当于传统相机的胶片）等部件组成，如图（）所示。照相机的镜头相当于一个凸透镜，传感器相当于光屏。
②当图象光线从镜头通过、投射到传感器表面时，传感器就会产生电流，将光转化为电信号，再通过 转换器转换成数字图象信息储存起来。
③照相机的光圈环上刻有光圈数，根据景物明暗程度进行适当选择。快门上的数字表示曝光的时间是 秒的多少分之一，例如快门的大小“”表示曝光时间是 秒。照相时，要根据景物的明暗程度选择光圈和快门。拍摄较暗景物时，曝光的时间应当长一些，光圈要调大一些。
④数码相机可以使用光学变焦或数字变焦。光学变焦与传统相机差不多，就是通过镜头的移动来调节镜头到传感器的距离，使传感器上出现清晰的像。当被摄景物选定后，调节镜头到传感器的距离（俗称调焦），传感器上出现清晰的像时，即可按下快门拍摄了。
（1）照相时，物体离照相机镜头的距离应在什么范围，才能在传感器上成缩小的像
（2）传感器上成清晰的像时，传感器与镜头的距离应在什么范围内
（3）如图（）所示，用照相机拍摄集体照时，人全站好后发现有些人没有进入画面，那么采取什么措施能使所有的人全部进入画面
（4）某人用“可调焦”相机拍摄景物，当你看到他按动快门时镜头伸出很长，这说明他在拍近处的还是远处的物体 用光路图说明。
四、作图题（共3小题）
19. 如图， 、 分别为凹透镜和凸透镜的焦点，且两透镜的左焦点重合，请画出图中光线经透镜折射后的完整光路。
20. 一束光经过光学元件后水平射出，请你在图中的甲、乙、丙位置提供三种不同的光学元件的方案并确定光学元件的位置．（有必要的作图痕迹）
21. 小静在玩耍时透过爷爷的老花眼镜看到了小玩偶的像，请你在下图中作光路图确定玩偶 点所成像 的位置。图中 为老花镜的光心， 为其焦点。
五、简答题（共1小题）
22. 中国是世界上较早使用眼镜的国家。孙云球（明末清初）著作《镜史》，发明“随目对镜”的验光方法，被尊为“主觉验光”的始祖。
.请上网查阅资料，了解眼镜的发展史。
.上海眼镜博物馆是一家颇具特色的眼镜行业的专题博物馆，如图所示。有机会可以前往参观，参观完后从以下课题中任选一题，写一篇参观报告，并进行全班交流。
课题（）：眼睛与健康
课题（）：眼镜发展的历史
课题（）：光学与眼镜材料的奥秘
六、计算题（共1小题）
23. 在某次凸透镜成像实验中，测得物距为 厘米时，像距为 厘米。
（1）计算该凸透镜的焦距。
（2）画出成像光路图。
（3）可用什么实验方法来验证光路是可逆的
答案
1. B
【解析】蝴蝶的拍摄图象与实际的蝴蝶等大，蝴蝶一定位于两倍焦距处。
2. A
3. C
4. A
5. D
6. B
【解析】凸透镜成实像时，实像都是倒立的，烛焰中心以 的速度垂直于光具座向下运动，光屏上的像会向上移动，蜡烛与光屏如图摆放，光屏上恰好成清晰的像，此时物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，由于像是缩小的，所以相同时间内像移动的距离小于物体移动的距离，像移动的速度小于物体移动的速度，则移动的速度小于 。
7. D
【解析】因为物体通过凸透镜在光屏上成的是缩小的像，说明物体在二倍焦距以外；当物距减小一半后，仍大于焦距，即 ，所以仍然成实像；具体实像的大小决定于物距与焦距的相差程度大小：如果原来的物距大于焦距的四倍，成缩小的实像，减小一半后成等大的实像，减小一半后成放大的实像；综上所述，D正确。
8. B
【解析】【分析】解答本题需掌握：近视眼是晶状体会聚能力增强，像呈在视网膜的前方，应佩戴凹透镜矫正。
【解析】解：由题干图可知：像呈在视网膜的前方，所以该模型是近视眼，近视眼是由于晶状体曲度变大，会聚能力增强，即折光能力增强，应佩戴发散透镜，使光线推迟会聚。故 、 、 错误；
故选：。
【点评】本题主要考查学生对近视眼的成因，以及矫正方法的理解和掌握，是一道基础题，也是中招的热点。
9. 凸
【解析】正对着太阳光的放大镜能够在另一侧的纸面上形成一个很小、很亮的光斑，这表明放大镜对光线具有会聚作用，所以放大镜为凸透镜。
10. 会聚；先变小后变大；
【解析】在纸上画一个小于透镜大小的圆环，将凸透镜正对太阳光，在其下方距透镜 处的白纸上的光斑恰好与圆环重合，这表明光会聚了，即凸透镜对光具有会聚作用。当将该透镜远离白纸垂直移动时，光斑会变小，直至成为一个最小最亮的光斑，该光斑的位置即为焦点的位置；然后继续移动凸透镜，光斑会变大，并再次与圆环重合。由于透镜远离白纸垂直移动 时，白纸上的光斑再次与圆环重合，这表明最小最亮的光斑在这移动的 的中间，即移动 处，所以凸透镜的焦距为 。
11. 实；虚；实
12.
13. 凸透镜；虚像
【解析】此温度计的圆弧形玻璃相当于凸透镜，我们看到的是水银柱放大、正立的虚像。
14. 远离；缩短
【解析】边上有的同学没在取景框中，说明此时所成的像较大，根据“物远像近像变小”的结论，可以增大物距，即将照相机远离同学们，同时减小像距，即将相机的镜头和底片间的距离缩短。
15. （1） 同一高度
【解析】为了使烛焰的像能成在光屏中央，实验开始时，调整蜡烛的焰心、透镜的光心和光屏的中心在同一高度上。
（2）
【解析】当物距等于 倍焦距时，成等大、倒立的实像，由图可知物距等于 ，所以，焦距等于 。
（3） 左
【解析】当蜡烛向左移动时，像也向左移动，所以，光屏应向左移动到适当的位置，再次在光屏上观察到了一个清晰的像。
（4） 凹透镜
【解析】保持蜡烛位置不动，将光屏移回到图中所示位置，此时的像在光屏之前，相当于近视眼的成像情况，需用发散透镜（凹透镜）进行矫正。
16. 发散；可以将玻璃砖视为两个凹透镜，凹透镜对光具有发散作用，所以右侧射出的是发散的光束
17. （1） 都变大
【解析】由题图中给出的现象可知，蜡烛靠近凸透镜，像远离凸透镜，像变大。
（2） 左
【解析】凸透镜焦距变小，相当于物距变大，需要将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像。
18. （1） 应在大于两倍焦距的地方。
（2） 在大于一倍焦距而小于两倍焦距范围内。
（3） 照相机离人远一些，并同时将镜头往后缩，减小像距。
（4） 当看到某人拍摄时，镜头伸出，表明像距增大（即在下图中，像由 位置移动到 位置），物体向两倍焦距靠近（即物体由 位置移动到 位置），所以拍摄的是近物。
19. 如图所示：
【解析】平行于主光轴的光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点，该光线正好是通过凸透镜的焦点，经凸透镜后平行于主光轴射出。
20.
【解析】甲、对于凸透镜，入射光线过焦点，则折射光线与主光轴平行射出．
乙、对于凹透镜，入射光线的延长线过焦点，则折射光线与主光轴平行射出．
丙、平面镜也可以改变光路，使光的方向发生改变．如图所示：
21.
【解析】老花眼镜是一个凸透镜，玩偶 点位于该透镜的一倍焦距以内， 点发出的无数条光中，照射到透镜上的光都会发生折射，这些折射光线或折射光线的反向延长线的交点就是 的像。作其中的两条特殊光线：过光心的光传播方向不变；平行于主光轴的光经凸透镜折射后折射光线过焦点。这两条光线的反向延长线的交点即 点的像 ，如答案图所示。
22. 课题（）：光学与眼镜材料的奥秘
随着眼镜行业的不断发展，制作眼镜的材料也在不断更新。首先出现的是光学玻璃，光学玻璃的发展史大约从十三世纪末期开始，由于缺乏高质量的均质性光学玻璃，眼镜被发明仅限于矫正近视。直到 年， 发明望远镜，对光学玻璃的质量提出了极高的要求，从而推动了镜片材料制造工艺的突破性发展。十七世纪， 研究了玻璃对太阳光谱的折射、色散及望远镜镜片对色散的矫正。 年， 用冕牌玻璃、燧石玻璃制成了无色差镜片。 年， 介绍了一种高折射率的光学玻璃，色散并无明显相应增加。此后，德国 公司制造出这种玻璃的透镜。进入二十世纪，光学玻璃大量生产，品种繁多，作为眼镜镜片的材料，其质量要求以具备良好的光学性能为主，如折射率、色散等。随着科学技术的日益发展，眼科学、光学、制造工艺学等知识日益完善、深入，眼球作为接受光信息的感受器所经受的光损伤机制日益被认识，紫外光虽只占日光辐射能量的 ，但对眼的危害最大。眼的屈光介质能吸收大部分紫外光，但仍有少部分紫外光到达视网膜，导致慢性的视网膜光损伤。因此，眼镜作为矫正屈光不正、老视等医疗工具，理想的镜片不仅要具有完美的光学性能，重量轻，厚度薄，且必须具有吸收紫外光，足够的抗冲击力等特点。
光学玻璃作为眼镜镜片材料，有其不可克服的许多缺点，因此，目前市场占有率逐年下降，树脂镜片则应运而生。与光学玻璃相比，树脂镜片的发展史非常短暂。正如第一次世界大战推动了美国光学玻璃工业的发展，第二次世界大战推动了美国树脂工业的发展。 年，哥伦比亚树（。）已开始作为眼镜镜片材料应用； 年，聚碳酸酯树脂（）问世。由于美国 对镜片的抗冲击力的检测要求、大镜片的流行以及能有效进行时尚染色，树脂镜片的需求量日增，市场占有率逐年扩大。
眼镜发展普及至今，已经演变出各种类型，功能也逐步完善。新型的眼镜有以下几种：太阳眼镜，又称墨镜、太阳镜，是为了保护眼睛所设计的眼镜，镜片往往是黑色或深色，此来避免阳（尤其是紫外线）刺激眼部。中国在宋朝的时候就有太阳眼镜了。变色眼镜，变色眼镜的奥秘在玻璃里。这种特殊的玻璃叫做“光致变色”玻璃。它在制造过程中，预先掺进了对光敏感的物质，如氯化银、澳化银（统称卤化银）等，还有少量氧化铜催化剂。眼镜片从没有颜色变成浅灰、茶褐色，再从黑眼镜变回到普通眼镜，都是卤化银变的魔术”。在变色眼镜的玻璃里，有和感光胶片的曝光成像十分相似的变化过程。卤化银见光分解，变成许许多多黑色的银微粒，均匀地分布在玻璃里，玻璃镜片因此显得暗淡，阻挡光线通行，这就是黑眼镜。但是，和感光胶片上的情况不一样，卤化银分解后生成的银原子和卤素原子，依旧紧紧地挨在一起。当回到稍暗一点的地方，在氧化铜催化剂的促进下，银和卤素重新化合生成卤化银，玻璃镜片又变得透明起来。隐形眼镜，顾名思义，妙在“隐形”。它既有普通眼镜矫正视力的功能，又解除了框架眼镜带来的不便，所以戴隐形眼镜已俨然成为当今时尚。然而隐形眼镜并非对所有的需配镜者都适用。骑车旅游者长距离骑车时，空气的对流加速，使软性隐形眼镜的水分减少，镜片逐渐干燥变硬，眼睛会感到不适。时间一长，变硬的镜片就会损伤角膜，引起眼睛疼痛或细菌感染。
眼镜的发展从一个侧面反映了世界光学的发展，人们对光学的认识不断深入，利用光学也更加得心应手了，希望在未来的几年里，光学能够继续发展壮大，为人类谋得更多福利。
【解析】本题为长期实践题，建议与学校其他社会实践活动相结合。可以小论文或 形式汇报，建议在班级中做交流展示，评价重在学生的参与过程。
23. （1） 厘米
（2） 如图所示。
（3） 将物体 置于像 的位置，将光屏置于 的位置，仍可得到一个清晰的像。