4.5科学探究：凸透镜成像 同步练习（一）（基础+能力+应用）

沪科版物理八年级第四章多彩的光第五节科学探究：凸透镜成像同步练习
1．如图中（　　）
A．a、b为凸透镜 B．a、c为凸透镜，b、d为凹透镜
C．a为凸透镜，b、c、d为凹透镜 D．b、c为凹透镜
2．现有以下关于凸透镜的说法（　　）
①所有的凸透镜都只有右侧一个焦点； ②凸透镜使能够会聚的光线提前会聚；
③任何一束光线通过凸透镜后都将会聚于一点； ④一个凸透镜的焦距是随时变化的
A．只有①②正确 B．只有②正确 C．只有③④正确 D．只有④正确
3．物体放在凸透镜前12cm处，在光屏上得到了缩小的像。则这个凸透镜的焦距可能是（　　）
A．4cm B．6cm C．8cm D．12cm
4．透镜分为　 　和　 　，中间厚边缘薄的叫　 　，中间薄边缘厚的叫　 　，透镜的中心叫做　 　。
5．凸透镜的中间厚度　 　边缘厚度，对光线具有　 　作用。如图所示各种透镜中　 　是凸透镜，而　 　是凹透镜。
6．现在，很多居民家的房门上都安装了“猫眼”，这样不用开门就能看清来访者是谁。
①“猫眼”实际上就是安装在房间小空内的一枚透镜，所看到的“来访者”是　 　立的、　 　的像（填：“正”或“倒”；“放大”或“缩小”；）。
②如果门上没有安装“猫眼”，当有熟人在门外叫开门时，就会“不见其人，先闻其声”而且，还会辨别出是谁，这说明不同的人的声音具有不同的　 　。
7．根据图所示光线通过透镜前后的方向，在虚线框内画出适当的透镜。
8．如图1是测量凸透镜焦距，则焦距是　 　cm。
　
9．焦距为10cm的凸透镜正对太阳光，其下方的白纸上呈现一光斑，此时光斑到凸透镜的距离为12cm，若凸透镜靠近白纸，看到光斑的大小和亮度的变化情况是（　　）
A．光斑一直变大，亮度越来越暗 B．光斑一直变小，亮度越来越暗
C．光斑先变小后变大，亮度先变亮后变暗 D．光斑一直变大，亮度越来越亮
10．在“研究凸透镜成像规律”的实验中，测得透镜与物体AB及光屏之间的相对位置如图所示，光屏上恰好得到清晰的像，由此可知这个凸透镜的焦距应该（　　）
A．大于20 cm B．在10 cm和20 cm之间
C．在10 cm和15 cm之间 D．等于15 cm
11．放大镜是一个　 　（“凸”，“凹”）透镜，现有一个玻璃球分成A、B、C、D、E五块，其截面如图所示，属于凹透镜的为　 　 （填字母符号）。
12．　 　于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的　 　，凸透镜的焦点有　 　个，焦点到凸透镜中心的距离叫　 　。把光源放在凸透镜的　 　处，通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线。
13．在图中完成透镜对光线的作用的光路图。
14．如图所示，让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，在白纸上得到一个最小、最亮的光斑，这个光斑所在的位置就是凸透镜的　 　，凸透镜的焦距是表示凸透镜会聚光线能力的一个物理量，两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别为4cm和6cm，那么焦距为　 　cm的凸透镜使光线会聚的能力强一些。
15．请完成如图所示的光路图。
16．如图2所示，蜡烛通过凸透镜在右侧成一个倒立的、放大的像，试在图中画出烛焰上一点发出的一条光线通过凸透镜折射后的折射光线。
17．在如图3所示的方框中填入合适的透镜。
18．在旅游景区或森林里，不能随意丢弃矿泉水瓶。 因为当瓶子装有水或雨水时，在太阳光的照射下，能将阳光聚在一起，会点燃枯草、枯叶，引发火灾。 为什么会有这样的现象发生呢？通过分析装有水的矿泉水瓶结构特征，抓住影响这个问题的主要因素是　 　，忽略掉　 　等次要因素，构建凸透镜模型就可以解释。
19．小明设计的探究燃烧条件的实验如图所示。请回答下列问题。
（1）凸透镜对光有　 　作用。
（2）A处红磷燃烧，B处红磷不燃烧，由此得出的燃烧条件是　 　。
（3）熄灭A处火焰，可采用的方法是（写出一种即可）：　 　。
20．如何粗测一个凸透镜的焦距，请说出你设想的方法，取用什么器材，在哪里测，由你决定。
本题要求：
①至少说出两种方法。
②简要写出每种方法的步骤，说明需要用什么仪器测什么物理量，并说明测得的物理量和焦距的关系。
21．小明想替爷爷买一副老花眼镜，约了几位同学到眼镜店去选购，他看中一幅款式新疑的眼镜，但不知道是老花眼镜还是近视眼镜，请你为小明请设计两种不损坏眼镜片，又能较为简单的办法判断它是近视眼镜还是远视眼镜的方法。简要说明你的理由。
22．（1）手持一个凸透镜，在室内的白墙和窗户之间移动（靠墙近些），移到某个位置时，窗户外的景物能在墙上成一个　 　像（填像的三个性质）．这个现象启发我们，阴天可以用电灯泡发出的光替代太阳光估测凸透镜的　 　。
（2）在天安门广场某处，小丽想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置只能从取景框中看到城楼的一部分。为了能拍摄到天安门城楼的全景，小丽应该向　 　（“靠近”、“远离”） 天安门城楼的方向移动，同时将镜头往　 　（“前伸”、“后缩”）。
沪科版物理八年级第四章多彩的光第四节光的色散同步练习
参考答案与试题解析
2．
【分析】凸透镜对光线有会聚作用，能使光线的夹角变小。凸透镜使能够会聚的光线提前会聚，但不一定会会聚于一点。
【解答】解：根据凸透镜对光线的作用可知：①凸透镜都有两个焦点；②凸透镜对光有会聚作用，使能够会聚的光线提前会聚；③经过凸透镜的光线相对于入射光线是会聚的，但不一定会聚到一点；④一个凸透镜的焦距是固定不变的。
综上所述①③④是错误的，②是正确的。
故选：B。
【点评】正确理解会聚作用和发散作用，会聚不一定有交点，发散不一定没有交点。
　
3．
【分析】根据凸透镜成像的规律：物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像。求出焦距范围与选项逐一对照即可。
【解答】解：
因为当u＞2f时，成倒立、缩小的实像；所以12cm＞2f，则f＜6cm．故A符合题意。
故选：A。
【点评】本题主要考查的是凸透镜成像规律的应用，关键是记熟成像规律，并搞清成像特点与物距之间的关系。
4．
【分析】根据凸透镜和凹透镜的概念、光心对光线的作用分析。
【解答】解：透镜分为凸透镜和凹透镜，凸透镜是指中间比边缘厚的透镜，凹透镜是指中间比边缘薄的透镜，透镜的中心叫光心，过光心的光线传播方向不改变。
故答案为：凸透镜；凹透镜；凸透镜；凹透镜；光心。
【点评】本题考查了凸透镜和凹透镜的概念及光心的概念，是一道识记题。
　
5．
【分析】中间厚边缘溥的透镜叫凸透镜，中间溥边缘厚的透镜叫凹透镜。根据两种透镜的定即可进行分类。
凸透镜对光起会聚作用，凹透镜对光起发散作用；凸透镜能成实像也能成虚像，而凹透镜和平面镜只能成虚像。
【解答】解：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，凸透镜对光起会聚作用，图中AD是凸透镜；
中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜，图中BC是凹透镜。
故答案为：大于；会聚；AD；BC。
【点评】本题考查了透镜的分类和对光的作用，属于基本的识记内容，比较简单。
　
6．
【分析】①凹透镜对光线有发散作用，可制成近视镜；
②音色反映的是声音的品质与特色，它跟发声体的材料和结构有关。
【解答】解：①“猫眼”实际上就是安装在房间小空内的一枚凹透镜，所看到的“来访者”是正立的、缩小的虚像；
②因为每个人的声带结构不同，发出声音的音色就会不同，所以我们可以通过音色辨别是谁。
故答案为：①正；缩小；②音色。
【点评】本题考查透镜的特点及音色，属于基础题。
7．
【分析】凸透镜能使光线会聚，凹透镜能使光线发散；通过图中光线的折射情况来确定是什么透镜。
【解答】解：由图可知，光线经透镜折射后，均向主轴靠近，说明此透镜对光线起会聚作用，应该是凸透镜，如图所示：
【点评】该题考查了凸透镜、凹透镜对光线的作用，解题的关键是先确定光线经透镜之后发生了什么变化，再确定透镜的类型。
　
8．
【分析】太阳光相当于平行光，利用凸透镜正对着太阳光，移动凸透镜，直到地面上会聚成的最小、最亮的点，这个点就是凸透镜的焦点。焦点到透镜光心的距离为焦距，用焦距为10cm的凸透镜正对太阳光，其下方的白纸上呈现一光斑，当光斑到凸透镜的距离为12cm时，此时距离大于焦距。故此时光斑比焦点的光斑要大，亮度不如焦点时的亮度。
【解答】解：已知凸透镜的焦距为10cm，此时光斑到凸透镜的距离为12cm，则这个光斑可能是焦点之后，而且比焦点的光斑要大，亮度不如焦点时的亮，
因为凸透镜会聚在焦点的光最亮、最小，所以若凸透镜靠近白纸，则光斑先变小后变大，亮度先变亮后变暗，故C正确，ABD错误；
故选：C。
【点评】平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。知道并理解焦距的定义是解决该题的关键。
　
9．
【分析】凸透镜成实像时，U＞V，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机；U＜V，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪。
【解答】解：由图可知：u=30cm，v=20cm．且u＞v；
由凸透镜成像规律可知：此时的像是倒立缩小的实像；
则u=30cm＞2f，2f＞20cm＞f，则：解得10cm＜f＜15cm。
故选：C。
【点评】解答此题的关键是掌握凸透镜成像的两种判断方法，根据物距和像距的关系；根据物距和焦距的关系列出不等式。而且要会解不等式，这就要求学生要具备一定的学科综合能力。
10．
【分析】根据凸透镜和凹透镜定义进行判断。中间比边缘厚的透镜是凸透镜。中间比边缘薄的透镜是凹透镜。
【解答】解：凸透镜的成像规律之一是：u＜f时，成正立、放大的虚像，应用是放大镜，
所以放大镜是凸透镜，我们通过放大镜看物体时，应将物体放在透镜的一倍焦距以内，成正立放大的虚像。
根据凸透镜和凹透镜的形状特点可知，ACDE都是中间厚、边缘薄的透镜，都是凸透镜；B都是中间薄、边缘厚的透镜，都是凹透镜。
故答案为：凸；B。
【点评】判断透镜是凸透镜还是凹透镜有多种方法：根据定义判断；根据成像情况进行判断；根据对光线的作用进行判断。
　
11．
【分析】（1）根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断，凸透镜有两个焦距。
（2）根据光路是可逆的进行判断。
【解答】解：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。凸透镜有2个焦点。
焦点到光心的距离是凸透镜的焦距。
（2）根据光路是可逆的，把光源放在焦点上，光线经凸透镜折射后会平行射出。
故答案为：平行；焦点；2；焦距；焦点。
【点评】凸透镜和凹透镜都有两个焦点。解决本题的关键是光路是可逆的。
　12．
【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
【解答】解：通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，据此分别作出对应的折射光线。如图所示：
【点评】凸透镜的三条特殊光线：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
　13．
【分析】根据焦距的定义：光心到焦点的距离即可求得焦距的大小。
【解答】解：焦点在40.0cm处，光心在30.0cm处，所以，焦距为f=40.0cm﹣30.0cm=10.0cm。
故答案为：10.0。
【点评】本题考查了焦距的测量，是一道基础题。
14．
【分析】根据凸透镜的焦点和焦距的定义进行判断。
口径相同的凸透镜，凸透镜的焦距越小，凸透镜的会聚能力越强。
【解答】解：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，这点是凸透镜的焦点；
口径相同的凸透镜，焦距越小，凸透镜的会聚能力越强，所以4cm的凸透镜使光线会聚的能力强一些。
故答案为：焦点；4。
【点评】阳光测量焦距法，一定要使凸透镜正对太阳光，得到最小，最亮的点才是凸透镜的焦点，否则不是凸透镜的焦点。
15．
【分析】先确定所给的入射光线和折射光线的特点，然后根据凹透镜和凸透镜的光学特点作图。
【解答】解：
（1）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；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变；
（2）通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，据此作图，如图所示：
【点评】凸透镜三条特殊光线的作图：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变。
凹透镜三条特殊光线的作图：①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。②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。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
　
16．
【分析】题目所给的光线不属于特殊光线，可以根据烛焰上一点发出的光线经凸透镜后的折射光线过像点画出折射光线。
【解答】解：
烛焰上一点发出的这条光线，经过凸透镜折射后的折射光线过像点，如图所示：
【点评】本题是关于凸透镜的作图题，利用好：烛焰上一点发出的光线经凸透镜后的折射光线过像点。
　
17．
【分析】要解决此题，需要掌握凸透镜与凹透镜对光线的作用，知道凸透镜有会聚光线的作用，凹透镜有发散光线的作用。根据入射光和折射光的方向，判断光线被会聚了还是发散了。若光线被会聚则填凸透镜，若光线被发散则填凹透镜。
【解答】解：通过第一个透镜的光线比起入射光线更加远离主光轴，所以该透镜对光线有发散作用，因此填凹透镜。
通过第二个透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢，所以该透镜对光线有会聚作用，因此填凸透镜。
故答案为：
【点评】同时在分析会聚、发散现象时，需要将折射光线与入射光线的传播方向进行比较。若比原来靠近主光轴则为会聚作用；若比原来远离主光轴，则为发散作用。
　
18．
【分析】凸透镜的特点是中间厚边缘薄，这是主要特征，其它特征包括材质、透光等，据此解答。
【解答】解：由题意可知，装有水的矿泉水瓶在形状上具有中间厚边缘薄的特点，可以将光线进行会聚，因此，这是影响这个问题的主要因素，在分析时，忽略掉了透光、材质等次要因素，从而构建凸透镜模型。
故答案为：中间厚边缘薄；透光；材质。
【点评】本题主要考查了利用模型法的思维方式来进行分析，要注意抓住事物的主要因素，忽略次要因素。
　
19．
【分析】燃烧的条件是：物质具有可燃性；可燃物与氧气接触；温度达到可燃物的着火点。
【解答】解：（1）凸透镜对光有会聚作用，把凸透镜对准A处的红磷时，温度不断升高，当达到红磷的着火点时，红磷燃烧起来。
（2）A处红磷燃烧，B处红磷不燃烧，说明可燃物燃烧除与氧气接触外，温度还要达到可燃物的着火点。
（3）灭火的方法有：与空气（或氧气）隔绝；降温到可燃物的着火点以下；撤走可燃物。
用湿抹布盖上可以使红磷与氧气隔绝，从而达到灭火的目的。
故答案为：会聚；在与氧气接触的情况下，温度要达到可燃物的着火点；盖湿抹布。
【点评】物质燃烧需要三个条件：可燃物、与氧气接触、温度达到着火点，这三个条件缺一不可，因此，只要破坏燃烧的条件，就可以实现灭火。
　
20．
【分析】测量凸透镜焦距的方法有三种：
方法一：阳光聚焦法，让凸透镜正对着太阳光。拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮，这个点是凸透镜的焦点，焦点和光心之间的距离是凸透镜的焦距。
方法二：二倍焦距法，把凸透镜置于中间位置，两侧各有蜡烛、白屏。调节物距、像距，当蜡烛的烛焰长短与它的像长短相等时，量出物距的长度，再取它的一半，这个数值就是凸透镜的焦距。
方法三：放大镜法，把凸透镜放在课本上，让凸透镜逐渐远离课本上的字，字逐渐增大，在字模糊的时候停止移动凸透镜，凸透镜和课本之间的距离是凸透镜的焦距。
【解答】答：方法一：阳光聚焦法，让凸透镜正对着太阳光。拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮，这个点是凸透镜的焦点，用刻度尺测量焦点和凸透镜之间的距离是凸透镜的焦距。
刻度尺测量凸透镜的边缘和焦点的距离，测量量小于凸透镜的实际焦距。
方法二：二倍焦距法，把凸透镜置于中间位置，两侧各有蜡烛、白屏。调节物距、像距，当蜡烛的烛焰长短与它的像长短相等时，量出物距的长度，再取它的一半，这个数值就是凸透镜的焦距。
刻度尺测量凸透镜的光心和焦点的距离，测量量等于凸透镜的实际焦距。这种方法是比较准确的。
【点评】尽管上述的方法在测量焦距时精确程度不高，但对我们掌握凸透镜焦距的大致范围是很方便和实用的，这是我们粗测凸透镜焦距时常用的方法。
　
21．
【分析】分辨凸透镜和凹透镜有四种方法：
（1）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。
（2）中间比边缘厚的是凸透镜；中间比边缘薄的是凹透镜。
（3）凸透镜能使物体成放大的像，凹透镜只能使物体成缩小的像。
（4）凸透镜能成实像，凹透镜只能成虚像。
【解答】答：根据凸透镜和凹透镜的成像特点设计方法如下：
方法一：放大镜法：将透镜放到书上，透过透镜看到书上的字变小的是凹透镜，字变大的是凸透镜。
方法二：成实像方法：将透镜放在眼前正对前面的景物，如果看到倒立缩小的物像是凸透镜，正立的是凹透镜。
方法三：阳光聚焦的方法：把透镜正对着太阳光，上下移动能在地面上出现最小最亮的光斑是凸透镜；同样的操作在地面上出现暗圈的是凹透镜。
【点评】本题具有开放性，对学生的发散思维训练较好，需要学生综合了解凸透镜和凹透镜的特点才行。掌握凸透镜和凹透镜的集中区别的方法：观察法，阳光聚焦法，成像法，放大镜法等等。
　22．
【分析】（1）凸透镜成像规律之一：物距大于二倍焦距成倒立、缩小的实像。像距小于物距；且实像都能成在光屏上，而虚像不能成在光屏上；
平行于主光轴的光照到凸透镜上，折射之后得到的最小最亮的光斑到凸透镜的距离，就是焦距。
（2）凸透镜在成实像时，物距变化，像距也变化，像的大小也跟着变化，具体规律为：“物近像远像变大”。
【解答】解：（1）窗户在墙上通过凸透镜所成的像的性质关键取决于窗户与凸透镜之间的距离即物距与凸透镜焦距之间的关系，通过题意知凸透镜离墙较近，如果能在墙上成像，像距一定小于物距。所以成清晰倒立、缩小的实像。
当灯光离凸透镜较远时，照到凸透镜上的光可以近似地认为是平行光，凸透镜另一侧得到的灯的像相当于会聚成的最小最亮的斑，测出此时光斑与凸透镜之间的距离就约等于焦距。