5.2凸透镜成像的规律暑假预习练 北师大版物理八年级上册（有解析）

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5.2凸透镜成像的规律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，点燃蜡烛并放置在光具座上35cm刻度线处。移动光屏至80cm刻度线处，在光屏上得到烛焰清晰的像（烛焰的像未画出），以下说法中正确的（　　）
A．凸透镜焦距可能为7cm
B．此时成的是倒立缩小的实像
C．凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏互换，在光屏上也能成清晰的像
D．若将透镜换为焦距更大的凸透镜，则只将光屏左移也能再次接收到清晰的像
2．图中S表示发光点，S’表示它的像，方框内的光学器件应是（ ）
A．凸透镜 B．凸面镜
C．凹面镜 D．凹透镜
3．小明做作业时，动手操作了如下的实验探究：找了一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水，把一支普通铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶可以看到那支笔，如图所示把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，不会观察到的现象是（　　）
A．先成虚像，后成实像
B．笔尖一直变长变大
C．到某一位置，笔尖突然改变方向
D．笔尖先变长，后变短
4．某同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律，记录物距u、像距v得到的图像如图所示，则（　　）
A．当u=10cm时，成倒立、等大的像 B．当u=15cm时，成正立、放大的像
C．当u=20cm时，成倒立、放大的像 D．当u=25cm时，成倒立、缩小的像
5．在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像（像未画出）。以下判断全部正确的是（ ）
①本次成像规律与投影仪原理相同
②凸透镜的焦距可能是15cm
③将蜡烛向左移动，要得到清晰的像，需要将光屏也向左移动，此时像会变的更小
④保持蜡烛与光屏位置不变，只移动凸透镜，光屏上也可以出现清晰的像
A．①②③ B．②③④ C．①②③④ D．①③④
6．如图所示在直角坐标系原点O处放置平面镜MN，它与坐标轴x呈45°。在O点正下方（s=15厘米）处水平放置一焦距为10厘米凸透镜。A为一点光源，则关于凸透镜所成的像正确的是（　　）
A．在凸透镜下方成一个实像，在凸透镜上方成一个虚像。
B．只在凸透镜下方成一个实像。
C．在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像，但左边的实像更靠近凸透镜。
D．在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像，但右边的实像更靠近凸透镜。
7．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上依次摆放蜡烛、凸透镜和光屏，如图所示，此时烛焰在光屏上恰好成清晰等大的像。下列说法正确的是（　　）
A．凸透镜的焦距为
B．当蜡烛因燃烧逐渐变短，光屏上的像会逐渐向上移动
C．若遮挡凸透镜的一部分，光屏上将得不到完整的像
D．若在蜡烛和凸透镜之间放置一个远视镜，为得到清晰的像光屏应向右移动
8．在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某实验小组所描绘的图线如图所示。图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。则下列说法正确的是（　　）
A．蜡烛处于AB间某一位置时，成倒立缩小的实像
B．蜡烛处于BC间某一位置时，成倒立放大的实像
C．将蜡烛从C移动到B的过程中，所成像逐渐增大
D．将蜡烛从B移动到A的过程中，所成像逐渐减小
二、填空题
9．用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律，当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰的倒立、 的实像。保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移到 cm处，光屏上再次出现烛焰清晰的像， （“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的原理与此情况相同。
10．如图所示，小明在项目学习的过程中自制了一架照相机模型，使用的凸透镜焦距为8cm。小明在教室里，用它观察窗外的树木，前后移动内纸筒，在半透明膜上可以看到树木 （选填“倒立”或“正立”）的像。小明位置不变，用它观察窗户时，为再次成清晰的像，半透明膜应 （选填“靠近”或“远离”）凸透镜。
11．某同学用自制的水透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像。如图，他向水透镜中注水，则水透镜的焦距 （选填“变大”或“变小”）。不改变蜡烛和透镜的位置，要使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。
12．天舟六号与空间站组合体的距离保持不变的情况下，要拍摄天舟六号更大的像，镜头焦距需调得 一此．
三、作图题
13．三束光线射向凸透镜，请补充完整这三束光线通过凸透镜的光路图。
四、实验题
14．同学们在做“探究凸透镜成像的规律”实验。
（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的 （选填“点”或“环”）。由图甲可知，该凸透镜的焦距是 cm；
（2）如图乙所示，小刚用图甲中的凸透镜进行实验。将蜡烛移至光具座上0cm处，向 （选填“左”或“右”）移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，该像是 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；
（3）某同学用不同的凸透镜进行实验，记录的实验数据如下表。
次数 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
①分析表中数据可知：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，像距 ；
②实验中，凸透镜三次成像都是 （选填“实”或“虚”）像；第 次实验所成的像最大。
五、计算题
15．如图在遮光板上挖去一直径为 d1的洞，恰好可装入一薄透镜，光屏距遮光板长度为 d，若在光屏上所呈像的直径为 d2，求透镜的焦距。 （提示：如果两个三角形三个角对应相等，则他们为相似三角形，本题可以利用相似三角形对应边成比例来作答）
六、综合题
16．如图所示，光屏上看到蜡烛清晰的像。
（1）在图中画出折射光线a对应的入射光线 。
（2）用不透光纸片遮挡凸透镜的下半部分，以下正确的判断有哪些 。
A．光屏上只有蜡烛上半部分的像
B．光屏上只有蜡烛下半部分的像
C．光屏上有蜡烛全部的像
D．光屏上蜡烛的像变暗
E.光屏上蜡烛的像变亮
《5.2凸透镜成像的规律》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C B B D C D B C
1．C
【详解】AB．图中物距小于像距，成的是倒立、放大的实像，此时物距在一倍和两倍焦距之间，像距大于两倍焦距，图中物距为15cm，所以焦距大于7.5cm，故AB错误；
C．光路具有可逆性，凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏互换，在光屏上也能成清晰的像，此时物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，故C正确；
D．若将透镜换为焦距更大的凸透镜，即凸透镜聚光能力变弱，若此时物距大于一倍焦距，则像会向右移动，所以要将光屏右移才能再次接收到清晰的像，若物距小于一倍焦距，成的是虚像，不能呈现在光屏上，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】几种镜的成像关系由下图可判断
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】由题意可知，装满水的圆柱形玻璃瓶，中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜。
A．把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，由于开始时，笔是靠近玻璃瓶的，在一倍焦距内，成的是正立、放大的虚像，后来远离玻璃瓶，笔与玻璃瓶的距离大于一倍焦距，成的是实像，所以可以观察到的现象是先成虚像，后成实像，故A正确，不符合题意；
BD．由于凸透镜成虚像时，物远像远像变大，所以笔在远离玻璃瓶时，还在一倍焦距内，像是变大的，笔尖是变长的，后来在一倍焦距外时，成实像，物远像近像变小，笔在远离玻璃瓶时，像变小，笔尖是变短的，所以说笔尖先变长，后变短，不会出现笔尖一直变长变大，故B错误，符合题意，D正确，不符合题意；
C．由于开始时，成正立的虚像，后来大于一倍焦距时，成倒立的实像，所以说到某一位置，笔尖突然改变方向，故C正确，不符合题意。
故选B。
4．D
【详解】由图得，-的图像是一条倾斜向下的直线，图像的斜率为
则-的关系式为
凸透镜的焦距满足
则此时
解得
A．当
时，不成像，故A不符合题意；
B．当
时，成倒立、放大的像，故B不符合题意；
C．当
时，成倒立、等大的像，故C不符合题意；
D．当
时，成倒立、缩小的像，故D符合题意。
故选D。
5．C
【详解】①由图可知，物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知成倒立、放大的实像，应用是投影仪，故①正确；
②本次成像规律与投影仪原理相同，物距为25cm，像距为40cm，则有
解得，故凸透镜的焦距可能是15cm，故②正确；
③将蜡烛向左移动，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，要得到清晰的像，需要将光屏也向左移动，此时像会变的更小，故③正确；
④保持蜡烛与光屏位置不变，只移动凸透镜，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，根据在光的折射中，光路是可逆的，光屏上也可以出现清晰的像，故④正确。
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
【详解】由几何知识可知点A位于凸透镜的一倍焦距到两倍焦距之间，根据凸透镜成像原理可知点A直接通过凸透镜可以成一个放大的实像，像位于两倍焦距之外，且位于y轴的左侧；A点在平面镜MN中的像位于平面镜MN的左上侧，根据几何知识可知该像到凸透镜的距离大于两倍焦距，根据凸透镜成像原理可知A点在平面镜MN中的像通过凸透镜可以成一个缩小的实像，像在一倍焦距与两倍焦距之间，且位于y轴的右侧，故在凸透镜的下方、y轴的左右两侧各成一个实像，但右边的实像更靠近凸透镜。
故选D。
7．B
【详解】A．如图，凸透镜成倒立、等大的实像，像距等于物距等于二倍焦距
解得
故A错误；
B．由于过光心的入射光线经凸透镜折射后传播方向不变，所以随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动，故B正确；
C．若遮挡凸透镜的一部分，烛焰的光线会从凸透镜的其他位置透过，在光屏上会聚，光屏上仍能得到完整的像，像比原来变暗，故C错误；
D．在蜡烛和凸透镜之间放一个远视镜，远视镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，可以使光线提前会聚，为得到清晰的像需要将光屏靠近凸透镜，即左移，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】由图象可知
u=v=2f=20cm
凸透镜成倒立、等大的实像，所以凸透镜的焦距f=10cm。
A．蜡烛处于AB间某一位置时
2f>u>f
成倒立、放大的实像，故A错误；
B．蜡烛处于BC间某一位置时
u>2f
成倒立、缩小的实像，故B错误；
C．将蜡烛从C移动到B的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像。物距减小，像距增大，像变大，故C正确；
D．将蜡烛从B移动到A的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像。物距减小，像距增大，像变大，故D错误。
故选C。
9． 放大 60.0 照相机
【详解】[1]由图可知，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，可知成倒立、放大的实像。
[2][3]由图可知像距为
v=75.0cm-45.0cm=30.0cm
蜡烛与光屏在光具座上的位置不动，要在光屏上再次得到清晰的像，根据光路的可逆性，此时的物距应该为30.0cm（即此时的物距与原来的像距相等），蜡烛在30.0 cm处，所以凸透镜的位置要移动到60.0cm处，光屏上再次出现烛焰清晰的像，此时物距大于像距，根据凸透镜成像规律，可知成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一原理制成的。
10． 倒立 远离
【详解】[1]小明在教室里，用它观察窗外的树木，前后移动内纸筒，此时物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像的特点可知，此时在半透明膜上可以看到树木倒立、缩小的像。
[2]根据凸透镜成实像时的特点，物远像近像变小，物近像远像变大，所以小明位置不变，用它观察窗户时，物距变小，像距变大，为再次成清晰的像，半透明膜应远离凸透镜。
11． 变小 靠近
【详解】[1]向水透镜中注水，透镜横截面积变大，聚光能力变强，焦距变小。
[2]不改变蜡烛和透镜的位置，透镜焦距变小，相当于增大了物距，“物远像近像变小”，所以要使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向靠近透镜的方向移。
12．大
【解析】略
13．
【详解】经过凸透镜光心的光传播方向不变；经过凸透镜焦点的光经凸透镜折射后，平行于凸透镜主光轴射出；物距等于二倍焦距时，像距也为二倍焦距，成倒立、等大的实像。所以，过二倍焦距处的入射光线的折射光线通过凸透镜另一侧二倍焦距处。如图所示：
14． 点 10.0 左 缩小 越大 实 3
【详解】（1）[1][2]如图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，光屏上的最小最亮的光点是凸透镜的焦点，光心到焦点的距离叫凸透镜的焦距，焦距是。
（2）[3][4]用图甲中的凸透镜进行实验，保持凸透镜位置不变将蜡烛安装在光具座上处，此时物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，应向左移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，此时成的是倒立、缩小的实像。
（3）①[5]分析表中的数据可以看出，物距为15cm时，凸透镜的焦距分别为5、8、10cm时，相距越来越大，所以物距一定时凸透镜的焦距越大，像距越大。
②[6][7]根据凸透镜成像的规律，在换用焦距更大的凸透镜时，其实是减小了物距，所以像距增大，成的像也会更大。物距始终大于焦距，所以成的像都是实像，而且第次的像最大。
15．
【详解】解：由题意可知，透镜为凸透镜，光屏上成实像，设凸透镜焦距为f，凸透镜的焦点应位于光屏左侧，光路如图。
由于
根据相似三角形知识可知
则凸透镜的焦距
答∶凸透镜的焦距为。
16． 答案见解析如图 CD
【详解】（1）[1]根据凸透镜成像，入射光线从烛焰发出，折射光线过线像点，作图如下：
（2）[2]如果用不透光的纸遮住凸透镜的下半部分，光仍然可以透过凸透镜的上半部分成完整的像，只是透过的光变少，使像变暗，故ABE错误，CD正确。
故选CD。
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