2020-2021学年北师大版物理八年级下册 6.2 学生实验探究—凸透镜成像 同步练习（含解析）

6.2 学生实验:探究—凸透镜成像 同步练习
一．选择题
1．在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，恰好在镜后26cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大的倒立的像；若将此蜡烛移至凸透镜前20cm处时，则（　　）
A．光屏上出现倒立、放大的实像
B．光所上出现倒立、缩小的实像
C．将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立、放大实像
D．无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像
2．某物体放在凸透镜前12cm处，光屏放在凸透镜后20cm处，光屏上呈现出清晰的像，则该凸透镜的焦距可能是（　　）
A．5cm B．7.5cm C．13.5cm D．15cm
3．小明在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验。当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此判断，当他把烛焰放在距透镜9cm的位置时，则（　　）
A．成倒立、放大的实像 B．不成像
C．成正立、放大的虚像 D．上述成像都有可能
4．在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16m处的光屏上得到烛焰清晰的像。则下列相关说法正确的是（　　）
①光屏上成倒立、放大的实像
②该透镜的焦距f一定满足8m＜f＜15m
③投影机是利用这成像原理工作的
④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，要使光屏上出现清晰的像，光屏应远离透镜
A．只有①和③ B．只有②和④ C．只有③和④ D．只有①和④
5．将物体分别放在甲凸透镜（f甲＝20cm）、乙凸透镜（f乙＝10cm）前，物距相同。通过两个透镜，在光屏上分别成了两个像，一个缩小，一个放大。则（　　）
A．物距可能是40cm
B．缩小的像是实像，放大的像是虚像
C．乙凸透镜成的是缩小的像
D．物距可能是60cm
6．欣瑜同学用焦距为10cm的放大镜观察到了图中的情形。下列说法不正确的是（　　）
A．图中的成像为放大正立的虚像
B．图中的透镜到书本的距离大于10cm
C．图中的透镜如果靠近书本，所成的像将变小
D．图中的透镜所成的像在真实文字的下方
7．小梦在探究凸透镜成像规律时，将一凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10cm处得到一个最小、最亮的光斑。现将该凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上，并调整三心在同一高度上，位置如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．此凸透镜的焦距为15cm
B．此时可以在光屏上观察到清晰缩小的像
C．将蜡烛移到20cm刻度处，移动光屏可在屏上得到清晰等大的像
D．如果在蜡烛与透镜之间放近视眼镜，光屏应向右移才能在光屏上得到清晰的像
8．蜡烛放在如图所示位置，通过凸透镜成倒立、放大的像，小红画了图中的光路，下列说法不正确的是（　　）
A．小红画的光路是错误的
B．此时光屏到透镜的距离一定大于40cm
C．透镜的焦距一定大于10cm
D．透镜不动，将蜡烛和光屏的位置对调，所成的像会变小
9．如图所示，凸透镜竖直放置，蜡烛与光屏如图摆放，光屏上恰好成清晰的像。设想烛焰中心以1cm/s的速度垂直于光具座向下运动，则（　　）
A．光屏上的像向上移动，移动的速度大于1cm/s
B．光屏上的像向上移动，移动的速度小于1cm/s
C．光屏上的像向下移动，移动的速度大于1cm/s
D．光屏上的像向下移动，移动的速度小于1cm/s
10．在“探究凸透镜成像的规律”的实验时，将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，当烛焰在光具座上30cm到40cm刻度线之间时，烛焰的像是放大、倒立的。下列说法正确的是（　　）
A．凸透镜的焦距大于10cm
B．当烛焰在光具座上0cm到30cm刻度线之间时，烛焰的像一定是缩小的
C．当烛焰在光具座上45cm刻度线处光屏上烛焰的像是放大的
D．当光屏承接的像在70cm刻度线处，光屏上烛焰的像可能是缩小的
二．填空题
11．凸透镜的焦距是12cm，当物体放在凸透镜左边离透镜30cm时，成　 　、　 　的　 　像，若想看到放大的像，要将凸透镜向　 　边移动　 　cm以上。
12．A、B、C三块凸透镜在光具座上分别做蜡烛成像的实验，各透镜跟烛焰距离都是30cm，得到的实验结果如表中所示，根据此实验结果，将A、B、C三块凸透镜的焦距，按由小到大的顺序排列，其顺序是　 　、　 　、　 　。
透镜 像的性质
A 倒立 放大 实像
B 倒立 缩小 实像
C 正立 放大 虚像
13．在玻璃板下面放置一个小物体，把一滴水滴在对着小物体上方的玻璃板上，小物体通过水滴成一个正立、放大的　 　（选填“实像”或“虚像”）。在探究凸透镜成像规律时，当物距为30cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的等大、倒立的实像，则该凸透镜的焦距为　 　cm；当物距为40cm时，移动光屏，可得到一个清晰的　 　（选填“放大”或“缩小”）、倒立的实像。
14．将一凸透镜正对太阳，可在距透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑，则此凸透镜的焦距是　 　cm，若将一个物体放在此透镜前30cm处，则可在透镜另一侧得到一个倒立、　 　的实像。若将此物体远离凸透镜，而在屏上仍能得到清晰的像，则光屏应该向　 　（靠近/远离）凸透镜的方向移动，在此过程中，像逐渐变　 　（大/小）。
15．如图在“探究凸透镜成像”的实验中，凸透镜焦距为15cm。实验前应首先调整蜡烛的焰心，凸透镜的光心、光屏的中心，使它们大致在同一高度，其目的是　 　。如图，蜡烛和凸透镜不动，光屏应在　 　区域内移动，才能得到清晰、倒立、　 　（选填“放大”或“缩小”）的实像。
三．实验探究题
16．小明用光具座、F光源、凸透镜、光屏等器材，探究“凸透镜成像规律”。
（1）如图甲所示，将光源放在30cm刻度处时，移动光屏可得倒立、等大的清晰像，此时光屏在　 　cm刻度处，凸透镜的焦距是　 　cm；
（2）把光源向左移至20cm刻度处时，将光屏向　 　（选填“左”或“右”）调节，可得　 　（选填“倒立”或“正立”）、　 　（选填“缩小”或“放大”）的清晰像；
（3）把光源放在45cm刻度处时，移去光屏，人眼通过透镜看到的像是图乙中的　 　；
（4）如图丙所示是物体AB经凸透镜成像原理示意图，当AB沿主光轴远离镜头时，则物体上A点的像A'会沿　 　。
A．A'O方向移动 B．A'F方向移动
C．水平向右移动 D．水平向左移动
17．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小峻同学进行了如下实验：
（1）如图甲所示操作，小峻测出本实验所用凸透镜的焦距为　 　cm。
（2）小峻调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图乙所示，发现光屏上得到一个　 　、　 　的清晰实像，生活中的　 　（选填“照相机”、投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理。
（3）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向右移动蜡烛时，应该向　 　（选填“左”或“右”）移动光屏，才能再次得到清晰的像。
（4）随着蜡烛燃烧变短，像成在了光屏的上方，为了使烛焰的像成在光屏的中心，则可以将凸透镜向　 　调节。
18．在“验证凸透镜成像规律”的实验中，某小组同学将焦距为10厘米的凸透镜固定在光具座如图所示的位置上，但其中一个同学发现操作错误，他们应把凸透镜和　 　位置对换，放置正确后，应调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在　 　。此时光屏上恰好出现清晰的实像，这实验现象可以说明　 　的成像特点（选填“照相机”，“幻灯机”或“放大镜”）．根据光路是可逆的，若只移动凸透镜保持其它位置不变，则应将凸透镜移至标尺上 　 　（选填“25cm”或“35cm”）处时，能再次成清晰的像。
实验序号 1 2 3 4 5
入射角i 10° 20° 30° 40° 50°
折射角r 7.9° 15.4° 21.5° 26.3° 33.5°
参考答案
一．选择题
1．解：
（1）由题知，在凸透镜成像实验中，距离凸透镜26cm的光屏上得到一个清晰的与蜡烛等大的像，即像距v＝26cm＝2f，因此焦距f＝13cm；
（2）若现将蜡烛移至透镜前20cm处时，此时物距u＝20cm，则物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像，此时像距应大于2倍焦距；
所以，将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现清晰倒立、放大的实像。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
2．解：由题意知，物体经凸透镜后成清晰的实像；此时物距为12cm，像距20cm，即物距小于像距，
根据凸透镜成像的规律可知，此时成放大的实像，则f＜12cm＜2f，解得6cm＜f＜12cm；
20cm＞2f，则f＜10cm；
综上所述：6cm＜f＜10cm，故只有B符合题意。
故选：B。
3．解：由图可知：u＝20cm，v＝16cm．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＝20cm＞2f，2f＞16cm＞f，解得8cm＜f＜10cm；
当他把烛焰放在距透镜9cm的位置时，此时的物距可能在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，可能等于一倍焦距，不成像，也可能小于焦距，成正立、放大的虚像，故ABC错误，D正确。
故选：D。
4．解：
①③蜡烛距离凸透镜30cm时，在透镜的另一侧16cm处光屏上得到一个清晰的像，物距大于像距，成倒立缩小实像，是照相机的原理；故①③错误；
②此时物体在二倍焦距以外，像在一倍焦距和二倍焦距之间，即30cm＞2f；2f＞16cm＞f，解得：8cm＜f＜15cm，故②正确；
④近视镜片是凹透镜，对光线具有发散作用，所以近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，像将延迟会聚，像将远离凸透镜，为使光屏上看到清晰的像，采取的方法为：使光屏远离透镜，使像成在光屏上，故④正确。
故选：B。
5．解：
A、若物距是40cm时，对于甲凸透镜，物距等于二倍焦距，对于乙凸透镜，大于二倍焦距，不会成放大的像，故A错误；
B、光屏上的像就是实像，物体经凸透镜成的缩小像都是实像（u＞2f），放大的像也是实像（f＜u＜2f），故B错误；
C、由题知，两次的物距相同，且甲凸透镜的焦距较大、乙凸透镜的焦距较小，说明物体离甲凸透镜的焦点更近，而物体离乙凸透镜的焦点更远，则根据题意和凸透镜成像规律可知，用乙凸透镜做实验时，物距大于2倍焦距，所以物体通过乙凸透镜液成倒立、缩小的实像，故C正确；
D、若物距是60cm时，对于甲、乙凸透镜，物距大于二倍焦距，都成倒立、缩小的实像，故D错误。
故选：C。
6．解：
A、放大镜为凸透镜；凸透镜成像时，实像都是倒立的，虚像都是正立的，则图中的成像为正立、放大的虚像，故A正确；
B、凸透镜成正立放大的虚像时，物距应小于焦距；已知该凸透镜的焦距为10cm，所以图中的透镜到书本的距离（物距）小于10cm，故B不正确；
C、凸透镜成虚像时，物距变小，像变小；则图中的透镜如果靠近书本，物距变小，所成的像将变小，故C正确；
D、凸透镜成虚像时，像距大于物距，所以像位于真实文字的下方，故D正确。
故选：B。
7．解：
A、根据焦点和焦距的定义，当拿着凸透镜正对太阳光，在距透镜中心15cm处得到一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离，即焦距为10cm，故A错误；
B、从图上看出，物距u＝50.0cm﹣35.0cm＝15.0cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故B错误；
C、将蜡烛移到20cm刻度处，u＝50.0cm﹣20.0cm＝30.0cm＞2f，凸透镜成倒立、缩小的实像，故C错误；
D、如果在蜡烛与透镜之间放近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，对光线具有发散作用，使得像推迟会聚，光屏应向右移才能在光屏上得到清晰的像，故D正确。
故选：D。
8．解：由图知，物距为20cm，已知物体经凸透镜折射后成倒立、放大的像，说明f＜u＜2f，即f＜20cm＜2f，所以10cm＜f＜20cm，故C正确；
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，而10cm＜f＜20cm，所以折射光线不可能过凸透镜右侧的“20cm”处，故A正确；
此时像距应大于二倍焦距，即大于20cm，故B错误；
透镜不动，将蜡烛和光屏的位置对调，根据光路可逆可知，所成的像是倒立、缩小的实像，即像会变小，故D正确。
故选：B。
9．解：凸透镜成实像时，实像都是倒立的，烛焰中心以1cm/s的速度垂直于光具座向下运动，光屏上的像会向上移动，蜡烛与光屏如图摆放，光屏上恰好成清晰的像，此时物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，由于像是缩小的，所以像移动的距离小于物体移动的距离，像移动的速度小于物体移动的速度，则移动的速度小于1cm/s。故ACD错误，B正确。
故选：B。
10．解：
A、当烛焰在光具座上30cm到40cm刻度线之间时，物距在10cm和20cm之间，烛焰的像是放大、倒立的，则此时f＜u＜2f，则5cm＜f＜10cm，10cm＜f＜20cm，则焦距应该在5cm和20cm之间，但不一定大于10cm，故A错误；
B、当烛焰在光具座上0cm到30cm刻度线之间时，由A可知，物距大于二倍焦距，烛焰的像是缩小的、倒立的实像，故B正确；
C、当烛焰在光具座上45cm刻度线处时，由A可知，物距小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能被光屏接收到，故C错误；
D、当光屏承接的像在70cm刻度线处，由A可知，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像，故D错误。
故选：B。
二．填空题
11．解：凸透镜焦距为12cm，将烛焰放在距离凸透镜30cm处，物距大于2倍焦距，此时成倒立、缩小的实像；
若要在光屏上看到放大的像，则物距应大于一倍焦距小于二倍焦距，而2f＝24cm，故物体至少应向凸透镜的方向移动30cm﹣24cm＝6cm。
故答案为：倒立；缩小；实；右；6。
12．解：三次实验的物距都是30cm。
透镜A成了倒立、放大的实像，所以蜡烛处于A透镜的1倍焦距和2倍焦距之间。
透镜B成了倒立、缩小的实像，所以蜡烛处于B透镜的2倍焦距之外。
透镜C成了正立、放大的虚像，所以蜡烛处于C透镜的焦点之内。
所以C透镜的焦距最大，B透镜的焦距最小，A透镜的焦距居中。
按由大到小的顺序排列，它们的顺序是fC＞fA＞fB。
故答案为：B；A；C。
13．解：（1）因为小水滴中间比边缘厚，所以小水滴就相当于凸透镜，小物体在凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像；
（2）因为物距等于二倍焦距时，成倒立、等大的实像，所以30cm＝2f，则f＝15cm；
（3）当物距为40cm时，即u＝40cm时，大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。
故答案为：虚像；15；缩小。
14．解：
将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑（该凸透镜的焦点），可知该凸透镜焦距为20cm；
将一物体放在此透镜前30cm处，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像。
若将此物体远离凸透镜，物距增大，要在屏上仍能得到清晰的像，像距变小，即光屏应该向靠近凸透镜的方向移动，在此过程中像变小。
故答案为：20；放大；靠近；小。
15．解：点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样才能使像成在光屏的中央；
由图知，凸透镜焦距是15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在30cm刻度线位置时，物距为50cm﹣30cm＝20cm，即蜡烛在1倍和2倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，像在2倍焦距之外，即光屏应该在③区。
故答案为：使像成在光屏的中央；③；放大。
三．实验探究题
16．解：（1）当烛焰放在30厘米刻度处时，在光屏上得到一个等大清晰的像，根据凸透镜成像规律可知，u＝50cm﹣30cm＝20cm＝2f，所以f＝10cm，此时光屏在50cm+20cm＝70cm刻度处。
（2）把光源向左移至20cm刻度处时，此时的物距为50cm﹣20cm＝30cm，根据凸透镜成像规律可知，u＞2f，在光屏上可得到一个倒立、缩小的清晰的实像，此时2f＞v＞f，即光屏应向左移动。
（3）保持凸透镜位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座45cm刻度处，物距u＝50cm﹣45cm＝5cm，u＜f，成正立、放大的虚像，像和物体在凸透镜的同侧。所以应该在光屏一侧透过透镜观察像，故C符合题意。
（4）当AB沿主光轴远离镜头时，物距变大，此时像距应该减小，成的像也减小，由图知，平行于主光轴的光线经过凸透镜后始终通过焦点并会聚到像点，所以像会沿A'F的方向移动。
故答案为：（1）70；10；（2）左；倒立；缩小；（3）C；（4）B。
17．解：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距f＝60.0cm﹣50.0cm＝10.0cm。
（2）由图可知，物体位于一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用了这样的成像原理。
（3）保持图乙中凸透镜的位置不变，当向右移动蜡烛时，物距减小，像距应变大，故应该向右移动光屏，才能再次得到清晰的像。
（4）蜡烛燃烧变短，所以像成在了光屏的上方，为了使像仍在成在光屏中央，可以将物体向上移动或将凸透镜向下移动或将光屏向上移动。
故答案为：
（1）10.0；（2）倒立；放大；投影仪；（3）右；（4）下。
18．解：在“验证凸透镜成像规律”的实验中，需将凸透镜放在光屏和蜡烛之间，所以应把凸透镜和蜡烛互换位置；
做凸透镜成像实验，要使烛焰的焰心，凸透镜的光心，光屏的中心三者位于同一高度，目的是使像成在光屏的中央；
由题意知，f＝10cm，此时物距u＝50cm﹣20cm＝30cm，物距大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，这实验现象可以说明照相机的原理；
此时像距为65cm﹣50cm＝15cm
根据折射光路的可逆性，若将蜡烛和光屏互换位置，或使物距为15cm，像距为30cm，能再次成清晰的像，则凸透镜应置于20cm+15cm＝35cm处。
故答案为：蜡烛；同一高度；照相机；35cm。