5.3　凸透镜成像的规律 分层练习（含解析） 2025-2026学年物理人教版（2024）八年级上册

第3节　凸透镜成像的规律
探究凸透镜成像的规律
1.小刚做“探究凸透镜成像规律”的实验。
　　　　
甲　　　　　　　　　　　　　　乙
(1)现有“F”形平面光源、光屏、光具座三种器材,还需要补充的器材是　　　　。
(2)将平行光　　　　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,该凸透镜的焦距为　　　　cm。
(3)实验中应将　　　　放在其他两个元件之间并保持位置不变,如图乙所示。调整器材,使光源、透镜、光屏三者的中心在　　　　上,确保像成在光屏　　　　。
(4)使光源位于20 cm刻度线处,再移动光屏,光源在光屏上成清晰的　　　　、　　　　的实像,像成在　　　　cm刻度线和　　　　cm刻度线之间。
(5)使光源位于30 cm刻度线处,再移动光屏,光源在光屏上成清晰的　　　　、　　　　的实像,像成在　　　　cm刻度线处。
(6)使光源位于35 cm刻度线处,再移动光屏,光源在光屏上成清晰的　　　　、　　　　的实像,像成在　　　　cm刻度线之外。此时F的像应该是下图中的　　　　(选填字母)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
光源大小　 A 　B　 C　 D
(7)实验进行一段时间后,把光源向下调整一些高度,像会出现在光屏的　　　　方,为使像回到光屏中央,可以把光屏　 。
(8)使光源位于40 cm刻度线处,再移动光屏,发现光屏上　　　　　。
(9)使光源位于42 cm刻度线处,小刚从凸透镜的右侧通过透镜可以看到光源　　　　、　　　　
的　　　　像。
凸透镜成像规律的应用
2.把一支点燃的蜡烛(如图所示)放在凸透镜2倍焦距以外的地方,在透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个烛焰清晰的像。这个像是选项图中的(　　)
A. B. C. D.
3.(2024巴中中考)在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,在光屏上出现一个清晰烛焰的像,其成像特点是 (　　)
A.倒立、放大的实像
B.倒立、放大的虚像
C.倒立、缩小的实像
D.正立、放大的虚像
4.工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处。
(1)凸透镜起到　　　　的作用。
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的　　　　焦距范围之内。
(3)通过凸透镜看到的是仪表　　　　(选填“正立”或“倒立”)的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的　　　　侧。
1.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,此时在光屏中央已成烛焰清晰的像。下列说法正确的是 (　　)
A.此时烛焰在光屏上成倒立、放大的实像
B.此时烛焰在光屏上的成像特点与投影仪的成像特点相同
C.当蜡烛移至10 cm刻度线处时,要使光屏上仍能成像,则应向右移动光屏
D.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
2.如图所示,我国航天员王亚平在太空授课时做水球实验。她向水球中注入一个气泡,我们通过水球可看到一正一倒两个像。关于“倒像”,下列说法中错误的是 (　　)
A.此时的水球相当于一个凸透镜,“倒像”是缩小的实像
B.“倒像”的成像原理与投影仪的成像原理相同
C.当王亚平远离水球时,“倒像”变小
D.若水球的焦距为f,则成“倒像”时,王亚平距水球的距离大于2f
3.如图所示,小明同学在探究凸透镜成像的规律时,记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像,则小明使用的凸透镜的焦距是　　　　cm。
4.如图所示的无人机,搭载了一台微型摄像机在某景区进行航拍,拍摄景物时能在感光晶片上形成景物倒立、　　　　的实像。当无人机高度上升时,须　　　　(选填“增大”或“减小”)镜头与感光晶片间的距离,才能拍摄到清晰的画面。
5.(科学探究)小明利用如图所示的实验装置探究“凸透镜成像规律”。
(1)为了便于观察,实验环境应该　　　　(选填“较亮”或“较暗”)一些。
(2)图甲中,凸透镜、发光的小灯泡位置固定,移动光屏,光屏上始终呈现一个面积大小不变的光斑,则该透镜的焦距为　　　　cm。
(3)小明用蜡烛代替小灯泡继续实验,烛焰在图乙所示位置时能在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、　　　　(选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。
(4)若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,在保持凸透镜位置不变的情况下,应将蜡烛向　　　　
(选填“左”或“右”)适当移动一段距离,再调整光屏才能找到像。
(5)图乙中,保持凸透镜位置不动,将蜡烛放在光具座15 cm刻度线处,调节光屏,在光屏上得到一个清晰的倒立、　　　　(选填“放大”或“缩小”)的实像,光屏的位置位于　　　　　cm刻度线之间。
(6)小明在实验过程中,光屏上得到清晰的像,突然,一只飞虫落到了凸透镜表面,则光屏上出现
　　　　(选填字母)。
A.飞虫的像
B.飞虫的影子
C.仍是烛焰的像
【详解答案】
基础达标
1.(1)凸透镜　(2)正对　10.0
(3)凸透镜　同一高度　中央
(4)倒立　缩小　60　70
(5)倒立　等大　70
(6)倒立　放大　70　D　(7)上　上移
(8)不成像　(9)正立　放大　虚
2.B　解析:因蜡烛放在距离凸透镜2倍焦距以外的地方,所以在光屏上会成一个倒立、缩小的实像,分析各选项可知,只有B选项是倒立、缩小的实像。故选B。
3.A
4.(1)放大镜　(2)1倍　(3)正立　同
解析:(1)中间厚两边薄的透镜叫凸透镜,工匠师维护精密仪表时,在眼睛前戴一个凸透镜,便于观察仪表的细微之处,凸透镜起到放大镜的作用。(2)当物体在凸透镜1倍焦距范围内时,成正立、放大的虚像,故凸透镜与仪表的距离应在1倍焦距范围之内。(3)当仪表在凸透镜1倍焦距范围内时,通过凸透镜看到的是仪表正立的像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧。
能力提升
1.D　解析:A.蜡烛在20 cm刻度线处,物距u>2f,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,故A错误;B.由图可知,物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故B错误;C.当蜡烛移至10 cm刻度线处时,由凸透镜成像时“物远像近像变小”的规律可知,要使光屏上仍能成清晰的像,则应向左移动光屏,故C错误;D.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,根据在光的折射现象中光路是可逆的,可知光屏上也可以出现清晰的像,故D正确。故选D。
2.B　解析:此时的水球相当于一个凸透镜,王亚平通过凸透镜成倒立、缩小的实像,“倒像”的成像原理与照相机的成像原理相同,故A正确,B错误;当王亚平远离水球时,物距变大,像距变小,“倒像”变小,故C正确;若水球的焦距为f,则成“倒像”时,物距应该大于2倍焦距,所以王亚平距水球的距离大于2f,故D正确。故选B。
3.10　解析:根据图像和凸透镜成像规律可知,u=v=2f=20 cm,所以凸透镜的焦距f=10 cm。
4.缩小　减小　解析:摄像机的镜头相当于一个凸透镜,其成像的原理是当物距大于2倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像。根据凸透镜成像规律可知,当无人机高度上升时增大了物距,这时需减小镜头与感光晶片间的距离,即减小像距,才能拍摄到清晰的画面。
5.(1)较暗　(2)10.0　(3)放大　(4)右
(5)缩小　60~70　(6)C
解析:(1)为使实验现象更加明显,实验环境应该比较暗,这样成的蜡烛的像更加清晰。(2)该刻度尺的分度值是1 cm,故由焦距的概念可知,f=50.0 cm-40.0 cm=10.0 cm。(3)如图乙所示,当蜡烛距离凸透镜15 cm时,物距大于1倍焦距,小于2倍焦距,成倒立、放大的实像。(4)凸透镜成实像时,物近像远像变大,若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,在保持凸透镜位置不变的情况下,应将蜡烛向透镜方向移动,所以应向右移动。(5)图乙中,保持凸透镜位置不动,将蜡烛放在光具座15 cm刻度线处,此时物距大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像,像距应该大于1倍焦距小于2倍焦距,应在60~70 cm刻度线之间。(6)飞虫落到了凸透镜表面,遮住了透镜部分的光,但凸透镜仍能成完整的像,只是亮度变暗,故C正确。故选C。