3.6 探究凸透镜成像规律 2021-2022学年沪粤版物理八年级上册（含答案）

专训 凸透镜成像规律的探究
1.探究凸透镜成像规律的实验：
(1)实验过程中，应在光具座上依次放上蜡烛、凸透镜和光屏，并调节烛焰、凸透镜和光屏的中心处于同一高度上，这样做是为了使凸透镜成的像处于光屏中心。
(2)实验中用烛焰作为成像物体，是因为烛焰是光源，可在光屏上成明亮的像。
(3)实验应在较暗的环境中进行，这样便于观察烛焰的像。
2．当物体距凸透镜无限远时，可以认为从物体射来的光是平行光，经凸透镜后会聚在焦点处。利用太阳光粗略测量凸透镜的焦距运用的就是这个原理。
器材调节
1．【中考·杭州】小王同学用光具座做凸透镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上侧，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作可达到目的的是(　　)
A．将凸透镜往上移　　　　B．将光屏往下移
C．将蜡烛往上移 D．将蜡烛往下移
2．在探究“凸透镜成像的规律”实验中，由于蜡烛燃烧变短，使烛焰的像成在了光屏中心的上方，要使像重新成在光屏的中心，如果只调凸透镜，应将凸透镜向________调。
3．【中考·潍坊】如图所示，是探究凸透镜成像规律的实验装置，烛焰、透镜和光屏的中心大致在同一高度，当凸透镜的焦距f＝10 cm、物距u＝15 cm、像距v＝30 cm时，在光屏上得到________、________的实像，撤去光屏，简要说明观察该像的方法______________________________________。
(第3题图)
规律探究
4．【中考·常德】小明同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，选用了焦距未知的凸透镜：
(第4题图)
(1)将凸透镜安装在光具座上，用平行光作为光源，移动光屏，在光屏上得到一个最小最亮的光斑，如图所示，则该凸透镜的焦距为________cm。
(2)正确安装调节好实验装置后，小明同学进一步实验，当把蜡烛放在距凸透镜25 cm处时，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立________(填“放大”或“缩小”)的清晰的实像。
(3)应用(2)中描述的凸透镜成像原理，可以制成________(填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)。
(4)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜下半部分，则光屏上所成的像________(填“完整”或“不完整”)。
5．【中考·东营】在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某同学的实验如图甲所示：
(第5题图)
(1)要使蜡烛的像成在光屏的中央，应将光屏向______(填“上”或“下”)调整。
(2)若此凸透镜的焦距为10 cm，蜡烛放在距离凸透镜15 cm处，调节另一侧光屏的位置可得到烛焰清晰、倒立、________(填“放大”“缩小”或“等大”)的________(填“实”或“虚”)像。
(3)某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成LED灯、光屏换成带有方格的光屏，如图乙所示。
①蜡烛换成LED灯的优点是______________________________________
_____________________________________________________________。
②光屏换成带有方格光屏的优点是___________________________________
____________________________________________________________________。
6．【中考·连云港】如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。下表是小华同学实验时记录的几组数据：
(第6题图)
实验次数 物距u/cm 像距v/cm
1 30 15
2 20 20
3 15 30
4 5 /
(1)第4次实验时所成像的特点是____________________________________。
(2)当光屏上得到一个倒立缩小的实像时，保持透镜的位置不变，要使光屏上的像变大些，应将蜡烛________透镜，将光屏______透镜。(均填“靠近”或“远离”)
(3)第1次实验时，小华将一近视眼镜紧贴在凸透镜的前面，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向________(填“靠近”或“远离”)透镜方向移动。
7．【中考·广东】用焦距为10 cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，如图所示。(凸透镜的位置固定不动)
(第7题图)
(1)为了便于观察实验现象，实验环境应该________(填“较亮”或“较暗”)一些，此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短，则光屏上烛焰的像也将逐渐向________移动。
(2)记录实验数据如下表，请将所缺的实验数据和像的性质补充完整。
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
1 30 15
2 20 20 倒立、等大的实像
3 15
倒立、放大的实像
4 6 无 正立、放大的虚像
　请根据实验序号4的成像规律，写出在生活中的一个应用________。
(3)若已在光屏上成清晰的像，此时用遮光布遮住凸透镜的下半部分，则所成的烛焰的像为__________________(填“不完整的像”“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整像”)。
(4)晓红在早上9：00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动，她将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，她认为此点就是凸透镜的焦点。你认为她这种活动过程存在的问题是：________________________________________________________________________。
8．【中考·镇江】某同学利用图示装置来研究凸透镜成像：
(1)实验时，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在________；
(2)如图甲所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是________(填“正立”或“倒立”)的像，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的________方；
(第8题图)
(3)在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处(图中未标出)，光屏上再次成清晰的像，成的是________(填“放大”“缩小”或“等大”)的像。
(4)在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图乙所示，则该透镜焦距f________L(填“>”“<”或“＝”)。透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s＝________(用L0、L表示)。
9．江涛想探究凸透镜成像规律，实验桌上有两个凸透镜，焦距分别为10 cm和20 cm。
(1)江涛将其中一块凸透镜放在光具座上，当烛焰、透镜及光屏的位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像，则他选择的凸透镜的焦距为______cm；
(第9题图)
(2)江涛将蜡烛和光屏的位置对换，发现在光屏上仍能成一清晰的像，此时像的性质是倒立、________的实像；
(3)实验(2)中，不改变各元件的位置，江涛换了另一块凸透镜，调节光屏的位置，此时________(填“能”或“不能”)在光屏上找到烛焰的像，这是因为________________________________。
专训答案
专训
1．C　点拨：做法A、D会使像向上移动，做法B会使像在光屏上的位置更偏上。
2．下　点拨：凸透镜成实像时，物体不动，若凸透镜向上移动，像也向上移动；若凸透镜向下移动，像也向下移动。
3．倒立；放大；在光屏位置的后面向透镜方向观察
点拨：当物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时，在光屏上看到的是倒立、放大的实像。烛焰发出的光线经凸透镜成像于光屏上，由凸透镜成像理论可知，从烛焰某一点发出的射向透镜的所有光，经过透镜折射后都经过光屏上的像点，显然这些折射光并不以像点为“终点站”，若撤去光屏，它们还要越过像点继续沿直线向外射出。因此在光屏后面用眼观察时，我们就会感到这些光都是从像点发出的，从而看到这个像。
4．(1)10　(2)缩小　(3)照相机　(4)完整
点拨：(1)在光屏上得到一个最小最亮的光斑，该点为焦点，由图知，焦点到凸透镜的距离为10 cm，即焦距为10 cm；(2)当把蜡烛放在距凸透镜25 cm处时，物距大于2f，成倒立缩小的实像；(3)照相机是根据凸透镜成倒立缩小实像的原理制成的；(4)用不透明的纸挡住透镜下半部分，上半部分仍能够折射成像，所以光屏上所成的像仍然完整。
5．(1)下　(2)放大；实　(3)①实验现象更明显、便于观察、成像稳定、形状直观、亮度高、减少污染等　②便于比较像的大小
6．(1)正立放大的虚像　(2)靠近；远离　(3)远离
点拨：(1)由第2次实验可知，所用凸透镜的焦距为10 cm，则第4次实验时u＜f，成的是正立放大的虚像；(2)要使光屏上的像变大，应减小物距，增大像距，即应将蜡烛靠近透镜，光屏远离透镜；(3)近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用；若将近视眼镜紧贴在凸透镜的前面，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向远离透镜的方向移动。
7．(1)较暗；上　(2)倒立、缩小的实像；30；放大镜
(3)亮度稍暗的完整像　(4)凸透镜没有正对太阳光放置　点拨：(4)太阳光可以近似看为平行光，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点，改变凸透镜与地面间的距离，直到地面上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点。如果将凸透镜与水平地面平行放置，此时凸透镜没有正对太阳光(太阳光没有与凸透镜的主光轴平行)，这个亮点不是凸透镜的焦点位置。
8．(1)同一高度　(2)倒立；上　(3)缩小
(4)＜；L0－2L
点拨：(1)为使像成在光屏的中间，烛焰、凸透镜和光屏三者应在同一高度；(2)由图知像距大于物距，故成倒立、放大的实像；由于成的是倒立的像，物体变低，则像的位置变高，即成在光屏中心的上方；(3)由光的可逆性原理，再次成清晰的像时，物距和像距互换，像与物体的大小比例也互换，即成倒立、缩小的实像；(4)因为成倒立放大的实像，则物距L大于焦距f，由光的可逆性原理，第一次蜡烛距凸透镜距离为L，第二次光屏距凸透镜距离为L，所以凸透镜移动的距离为L0－2L。
9．(1)10　(2)放大　(3)不能；物距小于一倍焦距
点拨：(1)此时通过凸透镜在光屏上能成一个实像，据图能看出，此时的物距大于像距，所以在光屏上应该成一个倒立缩小的实像，故此时物体在二倍焦距以外，故30 cm＞2f，即15 cm＞f，所以江涛选择的凸透镜的焦距为10 cm；(2)据光路的可逆性可知，若将蜡烛和光屏的位置对换，即此时物体处于一倍焦距和二倍焦距之间，光屏处于二倍焦距以外，此时成倒立、放大的实像；(3)在(2)中的物距是65 cm－50 cm＝15 cm，所以不改变各元件的位置，江涛换了另一块焦距为20 cm的凸透镜，此时物体相当于处于一倍焦距以内，故光屏上不能成像。