教科版初中物理八上4.5科学探究：凸透镜成像习题（含答案）

4.5科学探究：凸透镜成像
知识梳理
一、透镜
1.凸透镜与凹透镜： 中间厚边缘薄的透镜是 透镜，中间薄边缘厚的透镜是
透镜。
2.焦点与焦距：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的 。凸透镜有 个焦点。焦点到光心得距离叫 。
3.透镜对光的作用 凸透镜对光线有 作用，凹透镜对光有 作用。每个凸透镜的焦距是一定的，凸透镜表面的 (厚度)决定了其焦距的长短。凸透镜表面越凸（厚），焦距 ，折光能力越强。
4.测焦距：使凸透镜 太阳光（太阳光是平行光，使太阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的 ，直到白纸上光斑最小、最亮为止，然后用
量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。
二、凸透镜成像规律及其应用
1.凸透镜成像规律：当u＞2f时，成倒立、 的实像。 就是根据这个原理制成的。当u=2f时，成倒立、 的实像。当f＜u＜2f时，成倒立、 的实像。
就是根据这个原理制成的。当u=f时，无像。经凸透镜折射后的光线是
的，没有会聚点。当u＜f时，成 、放大的虚像。 就是根据这个原理制成的。
2.探究凸透镜成像的规律（重点实验）
（1）实验过程中，应在光具座上依次放上蜡烛、凸透镜和光屏，并调节三者中心处于同一
上，这样是为了使凸透镜成的像处于光屏中心。
（2）实验中用烛焰作为成像物体，是因为烛焰是 ，可在光屏上成明亮的像。
（3）实验应在较 （填“亮”或“暗”）的环境中进行，这样便于观察烛焰的像。
（4）当物体距凸透镜无限远时，可以认为从物体来的光是平行光，物体成的像在 处。利用太阳光粗略测量凸透镜的焦距运用的就是这个原理。
基础知识
1．小阳拿一个光学器件观察直尺，如图所示，则小阳拿的是
A．平行玻璃砖 B．凸透镜
C．凹透镜 D．平面镜
2．把一瓶矿泉水放在物理课本前，看到的情景如图所示。下列光学设备中，成像性质与它相同的是
A．放大镜 B．投影仪
C．照相机 D．近视眼镜
3．使用投影仪的时候，屏幕上的像太大，想让屏幕上的像变得小些，可以采用的办法是
A．将投影仪移近屏幕，同时使胶片远离镜头
B．将投影仪移近屏幕，同时使胶片靠近镜头
C．将投影仪远离屏幕，同时使胶片靠近镜头
D．将投影仪远离屏幕，同时使胶片远离镜头
4．小丑鱼颜色艳丽、体型较小，因此水族馆常将它们放入球形鱼缸中以便观赏（如图所示）。球形鱼缸起到了__________的作用，我们看到的小丑鱼是它通过球形鱼缸形成的正立、放大的________（选填“实像”或“虚像”）。
重难点突破
一、选择题（共9小题）
1．（2021春 秦都区期末）如图所示，属于凹透镜的是　　
A．①③⑤ B．①②③ C．②④⑥ D．②④⑤⑥
2．（2020秋 永安市期末）如图所示虚线方框内各放一个透镜，发光点发出的两束光通过透镜前后的方向如图甲、乙所示，则虚线方框内放的透镜是　　
A．甲、乙都为凸透镜 B．甲、乙都为凹透镜
C．甲为凹透镜，乙为凸透镜 D．甲为凸透镜，乙为凹透镜
3．（2021春 陈仓区期中）下列关于透镜的说法中，正确的是　　
A．焦距越长，透镜对光的折射作用越弱
B．凸透镜只对平行光有会聚作用
C．凹透镜两个焦点之间的距离叫做焦距
D．平行光经过凸透镜折射后一定会聚于焦点
4．（2021 宁江区校级模拟）小明同学要测凸透镜的焦距，当光屏上的光斑不是最小最亮时，测的焦距为，则该透镜的实际焦距为　　
A．大于 B．小于
C．等于 D．有可能大于，有可能小于
5．（2020秋 鼓楼区期末）如图所示，某同学将凸透镜正对太阳光，将一张白纸的另一侧从透镜逐渐远离透镜，看到的像是　　
A．白纸上有缩小的光斑，且光斑的大小不变
B．白纸上有光斑，且一直变大
C．白纸上有光斑，且先变大再变小
D．白纸上有光斑，且先变小再变大
6．（2021 河西区二模）如图是德国设计师设计的一球形透镜太阳能系统，光通过透镜后再发电。该透镜是一个　　
A．凹透镜，它对光有会聚作用 B．凹透镜，它对光有发散作用
C．凸透镜，它对光有发散作用 D．凸透镜，它对光有会聚作用
7．（2020秋 惠民县期末）如图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中是凹透镜的是　　
A．甲、乙、丙 B．甲、乙、丁 C．乙、丁 D．甲、乙、丙、丁
8．（2020秋 侯马市期末）以下是光线通过透镜的光路图，其中正确的是　　
A． B．
C． D．
9．（2021春 中卫期末）购物支付已进入“刷脸”时代。如图是消费者在结账时通过摄像头“刷脸”支付的情景。下列有关说法正确的是　　
A．摄像头相当于一个凹透镜
B．摄像头成像利用的是光的反射
C．“刷脸”时，摄像头成像特点与投影仪相同
D．“刷脸”时，摄像头成像原理相当于照相机
二、填空题（共4小题）
10．（2019秋 临颍县期末）在利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对着太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示。当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为．小华推断，凸透镜的焦距一定大于。
（1）你认为小华的推断　　（选填“正确”或“不正确”。
（2）为了检验小华的推断是否正确，可将凸透镜向下方的纸张慢慢移近，若观察到纸上呈现的光斑变　　（选填“大”或“小”，则他的推断是正确的。
11．（2020秋 凉山州期末）如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的　　，从图中可知该凸透镜的焦距是　　cm。
12．（2021 大连模拟）晋代张华的《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”“削冰令圆’’就是把冰块制成　 　镜。要得火，应把“艾”放在镜的　 　位置。
13．（2020 黄冈模拟）小丽的妈妈在家种植了很多“多肉”植物。如图，每次雨后天晴时妈妈总要用专用气吹清除多肉芯上的水珠，这是因为留在多肉上的水滴相当于　　，使太阳光　　形成高温，会灼伤多肉芯上的嫩芽。
三、作图题（共2小题）
14．（2021 铁岭三模）如图所示，凹透镜主光轴上的一点发出的一条光线，经平面镜反射和凹透镜折射后，平行于凹透镜的主光轴射出。请你完成该光路，并确定凹透镜右侧虚焦点的位置。（要留下作图痕迹）
15．（2021 桂平市三模）如图所示，请在图中画出两束入射光线对应的折射光线。
四、实验探究题（共1小题）
16．（2021 蓬安县三模）小华做“探究凸透镜成像规律”实验．
（1）将平行光正对凸透镜，移动光屏，直至光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距是 　　cm。
（2）将蜡烛移动到图乙所示位置，需向 　　（填“左”或“右” 侧移动光屏，直至在光屏上找到烛焰清晰的倒立、　　（填“放大”或“缩小” 的实像。
（3）在图乙中，在光屏上找到烛焰清晰的像过后，小华借来物理老师的眼镜，将其放在蜡烛与凸透镜之前，发现光屏上原本清晰的像变得模糊了，向右移动光屏，光屏上的像又变清晰了，说明老师戴的是 　　（填“近视”或“远视” 眼镜。
（4）由于实验时间较长，烛焰的像不在光屏中央了，这时可以把光屏向 　　（填“上”或“下” 移动到适当位置，可以再次使像呈现在光屏中央。
能力提升
1．在神十上，王亚平利用水袋和金属圈做成了一个水膜，加水后形成水球说“你们看，这个水球像不像是一个透镜，透过它，你们还可以看到我的倒影呢。”下列说法中错误的是
A．水球上的“倒影”是虚像
B．“倒影”是由于光的折射现象形成的
C．王亚平相对于地球是运动的
D．拍摄此图片的摄像机镜头的原理是利用凸透镜成倒立缩小的实像
2．如图所示，用照相机对下面的景物拍照，底片上所成的像正确的是
A． B．
C． D．
3．仔细观察照相机你会发现，所有照相机的前面都有一个镜头，镜头就相当于一个凸透镜。如图所示为照相机的原理图，则照相时所成的像是
A．正立、放大的虚像
B．倒立、缩小的实像
C．倒立、缩小的虚像
D．倒立、放大的实像
4．如图所示，将焦距为10 cm的凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处，此时在光屏中心已成烛焰清晰的像，下列说法正确的是
A．此时烛焰在光屏上的成像特点于投影仪成像特点相同
B．若蜡烛移至20 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像
C．若蜡烛移至45 cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像
D．在图示中的烛焰和凸透镜之间放一凹透镜，将光屏左移可再次成清晰的像
参考答案与解析
知识梳理
一、透镜
1. 凸 凹2.焦点 2 焦距3.会聚 发散 凸起程度 越短4.正对 距离 刻度尺
二、凸透镜成像规律及其应用
1.缩小 照相机 等大 放大 投影仪 平行 正立 放大镜2.高度 光源 暗 焦点
基础知识
1.【答案】B
【解析】由题图可以看到，光学器件下的刻度尺是放大的，而平行玻璃砖、凹透镜、凸透镜、平面镜中只用凸透镜具有放大作用，故答案为B。
2.【答案】A
【解析】此时装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，将字放在凸透镜后面，能看到一个正立放大的虚像，放大镜成像情况与它相同。故选A。
3.【答案】A
【解析】银幕上的像的大小不取决于银幕的大小，而是取决于物距和像距，要使像更小一些，要增大物距，减小像距，所以减小屏幕到镜头的距离，同时增大投影片与镜头的距离，即：将投影仪移近屏幕，同时使胶片远离镜头。故选A。
4.【答案】凸透镜（或放大镜） 虚像
【解析】将小丑鱼放入球形鱼缸中以便观赏，因为球形鱼缸中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜；所以球形鱼缸起到了凸透镜（或放大镜）的作用；由于小丑鱼位于焦距以内，所以我们看到的小丑鱼是它通过球形鱼缸形成的正立、放大的虚像，即放大镜成正立、放大的虚像。
重难点突破
1．【解答】解：图中的②④⑥，都是中间薄边缘厚，都是叫凹透镜；而①③⑤都是中间厚边缘薄，都属于凸透镜，故错误，正确。
故选：。
2．【解答】解：由图甲可知，发光点发出的两束光通过甲透镜后折射光线变得会聚了，因此甲图应是凸透镜；发光点发出的两束光通过乙透镜后折射光线变得发散了，因此乙图应是凹透镜。
故选：。
3．【解答】解：焦距越长，透镜对光的折射作用越弱，故正确；
凸透镜可以将平行于主光轴的光线会聚于一点，也对其它方向射来的光线同样有会聚作用，故错误；
凹透镜的焦点到光心的距离为焦距，而不是两个焦点之间的距离叫做焦距，故错误；
只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后才会聚于焦点，故错误。
故选：。
4．【解答】解：用蜡烛、凸透镜和光屏，将点燃的蜡烛放在光具座的一端，将凸透镜和和光屏放置在光具座的另一端，左右移动凸透镜，直至光屏上出现最小最亮的光斑，测出凸透镜到光屏的距离，即为凸透镜的焦距。当光屏上的光斑不是最小最亮的点，当将能将凸透镜向远离凸透镜方向移动时，光屏呈现最小最亮的光斑，此时凸透镜的焦距大于；当将凸透镜向靠近凸透镜方向移动出现最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距小于。选项符号题意。
故选：。
5．【解答】解：太阳光射向地球，可以认为是平行光，太阳光正对凸透镜，此时的太阳光平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上，拿一张白纸在它的另一侧从透镜处缓慢远离透镜，在白纸上的光斑会逐渐会聚，所以光斑变小，在凸透镜的焦点上时光斑最小，再缓慢远离透镜时会聚的光就开始发散，所以光斑又变大。
故选：。
6．【解答】解：由题意可知，通过透镜聚光之后再发电，则该透镜对光线有会聚作用，由凸透镜对光线有会聚作用、凹透镜对光线具有发散作用可知，此透镜是一个凸透镜。
故选：。
7．【解答】解：从四个光线通过透镜的情形可知，甲、乙、丁的折射光线相对于入射光线是发散的，所以都是凹透镜；只有丙是凸透镜，且入射光线是从凸透镜的焦点以内发出的，折射光线变得会聚了。
故选：。
8．【解答】解：.过光心的光线经凸透镜后方向不变，由此可知图错误；
.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，由此可知图错误；
.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，由此可知图正确；
.延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后才会平行于主光轴，由此可知图错误。
故选：。
9．【解答】解：
摄像头相当于一个凸透镜，光经过摄像头成像利用的是光的折射；当时，成倒立、缩小的实像，与照相机原理相同，故正确，错误。
故选：。
10．【解答】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚一点，这点是凸透镜的焦点，光线到达焦点并且继续向前射出，这个非最小的光斑可能在焦点之前，也可能在焦点之后。小华猜测焦距大于，说明光斑在焦点之前。
如果向下移动凸透镜，此时光斑变大，说明光斑在焦点之前，焦距大于，说明小华推断正确。
如果向下移动凸透镜，此时光斑变小，说明光斑在焦点之后，焦距小于，说明小华推断错误。
故答案为：（1）不正确；（2）大。
11．【解答】解：
平行于凸透镜主光轴的光线的会聚点在处，光心在处，所以它的焦距。
故答案为：光斑；11.0
12．【解答】解：要取火需要将光线会聚，所以应该将冰块制成凸透镜，透镜会把光线集中在焦点上时，所以当把艾放在焦点上时，会随着温度的升高达到燃点时即可燃烧。
故答案为：凸透；焦点。
13．【解答】解：多肉上的水滴相当于一个小的凸透镜，把太阳光进行会聚，使得局部形成高温，从而伤害多肉芯上的嫩芽，所以要用专用气吹清除多肉芯上的水珠。
故答案为：凸透镜；会聚。
14．【解答】解：平面镜所成像与物体关于平面镜对称，由此作出在平面镜中的像；
因为平面镜成像中，反射光线的反射延长线过像点，由此连接与射向凹透镜入射点的连线即为发出光经平面镜后的反射光线，连接与平面镜的交点为射向平面镜光线的入射点，连接为入射光线；
射向凹透镜的光线经凹透镜折射后的光线平行主光轴，那么这条光线延长与主光轴的交点就是凹透镜的焦点，光路如图所示：
15．【解答】解：
过光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点，由此画出折射光线，如图所示：
16．【解答】解：（1）由图甲可知，将平行光正对凸透镜，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，焦距是焦点到透镜光心的距离，凸透镜的焦距为：；
（2）由图乙可知，，所以像距，，即像在光具座的到刻度处之间，所以应将光屏向右移动，直至在光屏上找到清晰的倒立、缩小的实像；
（3）将老师的眼镜靠近凸透镜左侧，发现光屏上的像由清晰变模糊，向右移动光屏又发现清晰的像，说明老师所戴眼镜的镜片，对光线起了发散作用，则为凹透镜；近视眼是远处物体的像不能呈现在视网膜上，而是呈现在视网膜的前方，因此需佩戴凹透镜才能看清远处的物体；
（4）由于蜡烛的燃烧，烛焰的高度逐渐降低，根据光线过光心不改变方向，光屏上的像将向上移动，要使像继续成在光屏中央，可以使蜡烛向上移动、或凸透镜向下移动，或光屏向上移动。
故答案为：（1）10.0；（2）右；缩小；（3）近视；（4）上。
能力提升
1.【答案】A
【解析】AB．水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，因此看到的倒影是凸透镜成倒立实像的结果，故A错误，B正确；C．王亚平相对于地球的位置发生了改变，因此是运动，故C正确；D．摄像机镜头的原理是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理，故D正确。故选A。
2.【答案】B
【解析】照相机底片上得到的应该是一个倒立的缩小的实像。凸透镜成倒立的实像时，像与物左右、上下都相反。我们可以把景物旋转180°观察便可找到答案。故选B。
3.【答案】B
【解析】照相机是根据凸透镜成倒立、缩小的实像工作的。故选B。
4.【答案】B
【解析】A．如图此时物距大于像距，成倒立缩小的实像，所以此成像特点与照相机成像特点相同，故A错误；B．若蜡烛移至20 cm刻度线处，即物距继续增大，则像距应减小，像变得更小，所以移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像，故B正确；C．若蜡烛移至45 cm刻度线处，此时物距小于焦距，不能成实像，故C错误；D．在图示中的烛焰和凸透镜之间放一凹透镜，此时光线会发散一些，像右移，所以将光屏右移可再次成清晰的像，故D错误；故选B。
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