八年级物理上册第五章第3节凸透镜成像的规律 同步练习题（含答案解析）

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八年级物理上册 第五章
第3节 凸透镜成像的规律 同步练习题
一、单选题
1．某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．光屏上的像是正立的 B．光屏上的像是放大的
C．投影仪是利用此成像原理制成的 D．撤去光屏，烛焰的像仍然在原处
2．如图是超市安装的一种刷脸自助储物柜。某顾客站在屏幕前50cm处，按下“存”按钮，屏幕上方的摄像头启动，出现人脸缩小的像，柜门打开。下列说法正确的是（　　）

A．该摄像头相当于一个凹透镜
B．该摄像头对光线具有发散作用
C．该摄像头的焦距可能是0.20m
D．该摄像头成像原理是光的反射
3．如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示，下列说法正确的是（　　）

A．图2中铅笔向前移，像一直变小
B．图2中铅笔向前移，像先变小后变大
C．图3中铅笔向后移，像一直变大
D．图3中铅笔向后移，像先变小后变大
4．如图是某村第一书记为当地特产直播带货的情景。下列说法正确的是（　　）

A．直播使用的手机摄像头成的是正立、缩小的实像
B．手机屏幕的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光组成的
C．为了使网友看清商品细节，应将商品紧贴摄像头
D．手机摄像头成像原理是光沿直线传播
5．小芳利用如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”。将蜡烛放在凸透镜左侧适当位置，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u和像距v，实验数据如表所示。下列说法中（　　）

实验次数 1 2 3 4 5
物距u/cm 60 30 20 15 12
像距v/cm 12 15 20 30 60
①该凸透镜的焦距为20cm
②第1次实验的成像规律与照相机成像原理相同
③从第1次实验到第5次实验，成在光屏上的像越来越大
④当时，移动光屏，可在光屏上成倒立、缩小的清晰实像
只有①④正确 B．只有②③正确
C．只有①②正确 D．只有②③④正确
6．如图，是一张大厦的照片，关于下列说法正确的是（　　）

A．照相机的镜头对光线有发散作用 B．照相机程倒立放大的虚像
C．水中的像是光的反射造成的 D．在太阳下的大楼是光源
7．如图所示，通过焦距为10cm的凸透镜观察窗外远处的风景，看到的是（ ）

A．正立放大的虚像 B．倒立放大的实像
C．倒立缩小的实像 D．倒立缩小的虚像
8．当用手机扫描健康二维码时（如图所示），下列说法正确的是（　　）

A．物体上的二维码是光源
B．扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外
C．二维码通过摄像头成的是正立缩小的实像
D．要使屏幕上二维码的像变小，只需将二维码靠近凸透镜
二、填空题
9．如图，是某地投放使用的智能无人驾驶小巴车，它可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况。小巴车上的摄像机识别道路上的行人时，其镜头相当于一个 透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的 像。当小巴车靠近公交站牌时，站牌在摄像机感光元件上所成的像 （选填“变大”“变小”或“不变”）。

10．班主任用照相机拍摄初三毕业照，在相机底片上成 （选填“放大”或“缩小”）的实像；若两个同学的像出现在照相机取景框外，要拍摄所有同学完整的像，照相机应 （选填“远离”或“靠近”）同学们，同时将镜头向后缩。
11．放大镜是生活中常见的凸透镜：
（1）成虚像时，物距和像距的大小关系为： ；
（2）成虚像时，物距越大，像距越大，像 ；
（3）物体在物距L1时，成虚像，物体在物距L2时，成实像，请比较L1、L2的大小关系并说明理由： 。
12．智能手机扫码功能可快速获取信息，手机摄像头相当于 （选填“凸透镜”或“凹透镜”）；二维码通过摄像头在手机中所成的是 （选填“实”或“虚”）像。图乙，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上可观察到倒立 （选填“放大”或“缩小”）的 （选填“实”或“虚”）像，生活中的应用是 （选填“投影仪”或“照相机”）。

13．用F为焦点，探究焦距为f的凸透镜成像规律，在实验中；

（1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中 （填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向 的，像的大小比发光物体要 ；
（2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离 （填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。
三、简答题
14．小京在探究凸透镜成像的规律时，移动光屏使光屏上呈现烛焰清晰的像如图甲所示。他运用光线模型对成像规律进行深入分析，得到如图乙所示的光路图。老师提问：如果用不透明的纸片将凸透镜的上半部分挡住，光屏上的像将如何变化？小京分析后猜想：光屏上的像不会消失只会变暗。通过实验证明他的猜想是正确的。请写出他猜想的依据。
15．在人眼的构造中，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。物体在视网膜上成像再经过神经系统传到大脑，经过大脑处理，我们就能看到物体。但是当我们将手指靠近眼睛到一定距离后，无论怎样努力眼睛都看不清楚手指，请说明此时眼睛看不清手指的原因。（写出两条即可）
四、作图题
16．如图所示，一个物体AB位于薄凸透镜的焦点以内（即u
17．画出图中物体经凸透镜后所成的像（要求保留作图痕迹）。

五、实验题
18．实验室常用蜡烛完成以下光学实验：

（1）图甲为小孔成像示意图，该现象的原理是： ；
（2）图乙为探究平面镜成像特点的实验装置，蜡烛A放到玻璃板前，若用光屏代替蜡B，发现光屏上没有像，说明平面镜成的是 （填“虚”或“实”）像；若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，从蜡烛A一侧观察玻璃板， （填“能”或“不能”）看到蜡烛所成的像；
（3）图丙为探究凸透镜成像规律的实验装置。 当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得到清晰的像。保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动到光具座的15cm刻度线处，此时可将光屏向 （填“左”或“右”）移动适当距离能再次得到清晰的倒立、 的实像；若不移动光屏，可在烛焰和透镜之间放置一个适当的 （填“凸”或“凹”）透镜也能在光屏上得到一个清晰的像。
19．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，如图所示，小明用高为4cm的发光体（由发光二极管组成）作为物体，把凸透镜固定在光具座50cm刻度线处不动。表是小明记录的凸透镜成实像时的部分实验数据（数据记录时取整数）：

实验次数 物距cm 像距cm 像高cm
1 30 13 2
2 20 4
3 10 8
（1）据实验数据推测，当物体放在光具座“0”刻度线处时，可在光屏上得到一个清晰的像，根据这一成像规律制成了 ；
（2）小明将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，则光屏上呈现的像比原来的像 （选填“更大”“更小”或“更亮”）；
（3）图1实验中，小明将自己的眼镜放在烛焰与凸透镜之间，光屏上成清晰的像变模糊了，小明将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后，光屏上的像再次清晰，则小明同学的眼镜为 （选填“近视或“远视”）眼镜；
（4）小明完成实验后，又找来一个装有水的圆柱形玻璃瓶，把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过瓶和水可以看到那支笔，如图2所示。将铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，铅笔所成像的 （选填“长短”、“粗细”或“鼻尖朝向”）一直不会有明显的变化。
六、计算题
20．在研究凸透镜成像的实验过程中，细心的同学发现，当成实像时物距、像距和焦距间存在着一定的关系，进一步对数据进行研究发现，要成清晰的实像必须满足：。求：
（1）若现用一焦距为10cm的凸透镜做成像实验，当物距为12cm时，此时光屏应在透镜右侧距透镜多远的地方才能成清晰的像？
（2）若此时蜡烛在1s钟内远离透镜2cm，则光屏应该向哪端移动多少cm像才能清晰？像移动的速度是多少m/s？
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参考答案：
1．D
【详解】ABC．如图所示，物距大于像距，光屏上能够得到了烛焰清晰的像，所成的是倒立缩小的实像，照相机是利用此成像原理制成的，故ABC错误。
D．光屏是呈现蜡烛所成的像，不会影响成像的特点，撤去光屏，烛焰的像仍然在原处，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．该摄像头相当于一个凸透镜，当人站在透镜二倍焦距之间以外时，在摄像机中成倒立、缩小的实像，故A错误；
B．该摄像头是凸透镜，对光线具有会聚作用，故B错误；
C．顾客刷脸时，距摄像头50cm，物距
由此可知，该摄像头的焦距，因此摄像头的焦距可能是0.20m，故C正确；
D．凸透镜成像是由于光的折射，该摄像头成像原理与凸透镜成像原理相同，都是光的折射，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】AB．圆柱形水杯相当于凸透镜，图2中，铅笔紧贴杯子后面部分的内壁，此时杯子前面部分相当于凸透镜，当铅笔前移时，位于焦点以内的铅笔物距不断减小，所成正立放大的虚像逐渐变小，故A正确，B错误；
CD．图3中，铅笔向后移，凸透镜焦距不变，在焦点以内，铅笔的虚像随着物距的增大而变大，移动到焦点以外，随着物距的增大，铅笔所成的实像逐渐变小，即像先变大后变小，故CD错误。
故选A。
4．B
【详解】A．手机摄像头成像原理于照相机相同，成的是倒立、缩小的实像，故A错误；
B．红、绿、蓝是光的三原色，手机屏幕的彩色画面就是由红、绿、蓝三种色光组成的，故B正确；
C．根据“物近像远像变大”，为了使网友看清商品细节，应使商品适当靠近摄像头，但不能紧贴，因为紧贴时可能物距小于一倍焦距，不成像，故C错误；
D．手机摄像头相当于凸透镜，成像原理是光的折射，故D错误。
故选B。
5．B
【详解】①凸透镜成像中，物距等于像距时，物与像为2f位置，由表格中数据得
则
故①不符合题意；
②第1次实验中物距大于像距，此时成的像是倒立缩小的实像，成像规律与照相机成像原理相同，故②符合题意；
③从第1次实验到第5次实验，像距越来远大，成在光屏上的像越来越大，故③符合题意；
④当
时，在移动光屏，可在光屏上成倒立、放大的清晰实像，故④不符合题意，
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
6．C
【详解】A．照相机的镜头是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，故A错误；
B．使用照相机时，物距大于二倍焦距，所以成倒立缩小的实像，故B错误；
C．水中的像是平面镜成像现象，是光的反射造成的，故C正确；
D．光源能自己发光，大楼反射太阳光，大楼自己不会发光，所以大楼不是光源，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】窗外远处的风景相当于物体，到透镜的距离大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
8．B
【详解】A．物体上的二维码只能反射光线，自身不能发光，不是光源，故A错误；
B．由照相机的成像规律可知，成像时物距大于二倍焦距，故扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外，故B正确；
C．此时物距大于二倍焦距，由凸透镜的成像规律可知，二维码通过摄像头成的是倒立缩小的实像，故C错误；
D．要使屏幕上二维码的像变小，由“物远像近像变小”可知，应将二维码远离凸透镜，故D错误。
故选B。
9． 凸 实 变大
【详解】[1][2]小巴车上的摄像机镜头相当于一个凸透镜，成像原理是当物距u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像。
[3]凸透镜成实像时，物近像远像变大，因此小巴车靠近公交站牌时，站牌在感光元件上的像变大。
10． 缩小 远离
【详解】[1]根据凸透镜成像规律可知，用照相机拍摄初三毕业照，在相机底片上成缩小的实像。
[2]根据照相机的相关知识可知，若两个同学的像出现在照相机取景框外，要拍摄所有同学完整的像，照相机应远离同学们，同时将镜头向后缩。
11． 物距小于像距 越大 见解析
【详解】（1）[1]根据凸透镜成像规律知，物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像，且此时物体离放大镜越远，像离放大镜越远，像变大，像距大于物距。放大镜成虚像时，物距和像距的大小关系为：物距小于像距。
（2）[2]根据凸透镜成像规律知，物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像，且此时物体离放大镜越远，像离放大镜越远，像变大。成虚像时，物距越大，像距越大，像越大。
（3）[3]根据凸透镜成像规律知，物距小于凸透镜的一倍焦距时，成正立放大的虚像；物距大于凸透镜的一倍焦距时，成倒立的实像；物体在物距L1时，成虚像，物体在物距L2时，成实像，所以物距L1小于物距L2。
12． 凸透镜 实 放大 实 投影仪
【详解】[1]手机上的摄像头相当于是照相机的镜头，是凸透镜，手机拍照符合凸透镜成像原理。
[2]手机扫二维码时，二维码到手机镜头的距离即物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像。则二维码通过摄像头在手机中所成的是实像。
[3][4][5]如图乙所示，物距小于像距时成清晰的像，符合物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于二倍焦距的情况，此时光屏上成放大、倒立的实像；生活中的投影仪就是利用这个原理成的放大的像。
13． ③ 下 小 大于
【详解】（1）[1]如图所示，发光物体到凸透镜的距离即物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，故②④排除；又因为发光物体在透镜主光轴上方，根据过透镜光心的光线不改变传播方向可知像的位置在主光轴下方，故光屏上所成清晰的像在图中③的区域。
[2] [3]根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像，所以像的箭头方向是竖直向下的；像的大小比发光物体要小。
（2）[4]当物距小于一倍焦距时，我们在凸透镜右边看到的那个正立、放大的虚像是由光经过凸透镜的折射光线的反向延长线交点形成的，像在物的后方，故像到透镜的距离大于物体到透镜的距离。
14．见解析
【详解】烛焰发出的光经凸透镜汇聚于光屏成像，挡住凸透镜的上半部分后仍有部分光通过凸透镜的下半部分后成像；但是由于经过凸透镜的光线变少，像会变暗。所以像不会消失只会变暗。
15．见解析
【详解】（1）人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像；这样来自物体的光线通过瞳孔，经过晶状体成像在视网膜上，再经过神经系统传到大脑，经过大脑处理，我们就看到物体了；当我们将手指靠近眼睛到一定距离后，若此时的物距小于凸透镜的一倍焦距，成的是正立、放大的虚像，虚像不能成在视网膜上，所以看不清楚手指。
（2）凸透镜成像时物近像远像变大，当物体接近一倍焦距时像在二倍焦距以外，像距很大，不能在视网膜上成清晰的像，此时眼睛看不清手指的原因。
16．
【详解】一个物体AB位于薄凸透镜的焦点以内成的像是正立、放大的虚像，从物体B点分别做平行于主光轴与过光心的入射光线，根据平行于主光轴的光线过另一边焦点射出、过光心的光线不发生偏转画出两条折射光线，反向延长折射光线，得到折射光线的虚交点即为像点B′，过B′点做主光轴的垂线，垂足为像点A′，在像点B′打上箭头即可得到像A′B′，如图所示：

17．
【详解】由于凸透镜能将平行于主光轴的光线，会聚于焦点，经过光心的的光线不发生折射，反向延长两条折射光线交于一点，则该点为物体经凸透镜后所成的像，如下图所示：

18． 光沿直线传播 虚 能 左 缩小 凹
【详解】（1）[1]烛焰的光线通过小孔后成倒立的实像，小孔成像的原理是光的直线传播。
（2）[2]平面镜成像的原理是光的反射，平面镜成的像是来自物体的光经平面镜反射后，反射光线的反向延长线相交而成的；若用光屏代替蜡B，发现光屏上没有像，说明平面镜成的是虚像。
[3]若在像和玻璃板之间放置一个不透明的挡板，玻璃板仍然能反射光而成像，蜡烛A放到玻璃板前，所以从蜡烛A一侧观察玻璃板能看到蜡烛所成的像。
（3）[4][5]当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时，可在光屏上得到清晰的像，此时物距等于像距（均为20.0cm），由凸透镜成像规律可知，此时物距等于二倍焦距，成倒立等大的实像，由此可知，该凸透镜的焦距是10.0cm；保持凸透镜位置不变，将蜡烛向左移动到15cm刻度线处（即物距为35cm），此时蜡烛在二倍焦距以外，像应在一倍焦距和二倍焦距之间，因此可将光屏向左移动适当距离，才能再次得到清晰的像，此时像是倒立、缩小的实像。
[6]若不移动光屏，但清晰的像在光屏的左侧，因凹透镜对光线有发散作用（能使光线提前会聚），所以可在烛焰和透镜之间放置一个适当的凹透镜也能在光屏上得到一个清晰的像。
19． 照相机 更亮 近视 粗细
【详解】（1）[1]由表中数据可知凸透镜的焦距为10cm，如果当物体放在光具座“0”刻度线处时，此时物距为50cm，大于2倍焦距，故成像原理和照相机的原理一致。
（2）[2]小明将焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜，则将有更多的光线通过透镜，则光屏上呈现的像比原来的像更亮。
（3）[3]眼镜放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变得模糊了，将光屏向远离凸透镜方向移动适当距离后，说明像推迟会聚了，根据凹透镜对光线的作用可知，该眼镜为凹透镜，凹透镜可以矫正近视眼。
（4）[4]玻璃瓶相当于一个柱面透镜，当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，透过透镜会看到铅笔逐渐变长，到达某一位置时，铅笔尖忽然改变方向，两个实验的相同之处是：当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时，铅笔都逐渐变长，到达某一位置时，铅笔尖都会改变方向；不同之处是：利用凸透镜做实验时，铅笔在纵向和横向上大小都发生变化，而用圆柱形的玻璃瓶做实验时，只是在横向上大小发生变化。
20．（1）6cm；（2）向左端移动2.5cm， 0.025m/s
【详解】解：（1）根据题意知道，焦距为10cm，物距为12cm，由知道，此时能成清晰的像时，光屏应在透镜右侧的距离是v，此时
解得
（2）若此时蜡烛在1s钟内远离透镜2cm，则物距为
由知道，此时的像距v'，则
解得
所以，成像清晰时光屏应该向左端移动的距离
像移动的速度是
答：（1）若现用一焦距为10cm的凸透镜做成像实验，当物距为12cm时，此时光屏应在透镜右侧距透镜6cm的地方才能成清晰的像；
（2）若此时蜡烛在1s钟内远离透镜2cm，则光屏应该向左端移动2.5cm像才能清晰，像移动的速度是0.025m/s。
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