4.5科学探究：凸透镜成像沪科版初中物理八年级上册同步练习
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）
1.把高的发光棒立于焦距为的凸透镜前，在凸透镜后的光屏上呈现出高的像，则发光棒离凸透镜的距离为( )
A. B. C. D.
2.一个物体通过凸透镜成像于光屏上，若将透镜的下半部分遮住，则下列说法正确的是( )
A. 像只剩上半部分 B. 像变得模糊不清了
C. 像下半部分变暗，上半部分亮度不变 D. 像依然完整，只是整个像的亮度变暗了
3.物体放在凸透镜前厘米处；在透镜另一侧距离透镜厘米的光屏上成清晰的实像。则( )
A. 焦距可能为厘米
B. 此时凸透镜成倒立、放大的实像
C. 当物体远离凸透镜厘米，移动光屏找到实像后，此实像变大了
D. 当物体靠近凸透镜厘米，为了在光屏上得到清晰的实像，光屏应远离透镜厘米
4.凸透镜是一种基本光学元件，在生活中有广泛的应用。下列说法不正确的是( )
A. 用放大镜观察报纸时，报纸应放在一倍焦距之内，要使观察的像更大而且清晰些，放大镜要靠近报纸
B. 用投影仪放映物理试题时，要使银幕上所成像更大而且清晰些，应该让镜头下降些，同时投影仪远离银幕
C. 用照相机照人像照时，要使所成像更大而且清晰些，应该让拍摄对象靠近镜头，同时镜头前伸
D. 用照相机照人像照时，要使所成像更大而且清晰些，应该改用长焦即焦距更长的镜头，同时镜头前伸
5.在做“凸透镜成像”的实验中，凸透镜焦距是，当光屏距凸透镜时，烛焰在光屏上成清晰的像。若光屏不动，将凸透镜向光屏方向移动了，要使光屏上再次得到清晰的像，下列说法正确的是( )
A. 蜡烛不动，像变小 B. 蜡烛靠近凸透镜，像变小
C. 蜡烛远离凸透镜，像变大 D. 蜡烛远离凸透镜，像变小
6.关于透镜，下列说法中正确的是
A. 凸透镜和凹透镜都有焦点 B. 光线通过凸透镜一定会聚于一点
C. 光线通过凹透镜一定不能相交 D. 凸透镜只对平行光有会聚作用
7.有些司机朋友喜欢在小轿车内放一瓶香水，而香水的主要成分是易燃酒精，如图所示为四瓶香水，透明玻璃瓶盖形状各异，最容易在阳光暴晒下引发火灾的是( )
A. B. C. D.
8.如图所示，一束光线射向处的光学元件后会聚于主光轴上的点，去掉光学元件后会聚于点，则该光学元件一定是( )
A. 凸透镜 B. 凹透镜 C. 凸面镜 D. 凹面镜
9.烛焰通过焦距为的甲凸透镜在光屏上成清晰的像，如图所示。现用焦距为的乙凸透镜替换甲，不改变蜡烛和凸透镜的位置，关于乙凸透镜的成像情况，正确的说法是( )
A. 要在光屏上成清晰的像，光屏应向右移动 B. 要在光屏上成清晰的像，光屏应向左移动
C. 移动光屏，可以得到一个清晰缩小的实像 D. 移动光屏，可以得到一个清晰放大的虚像
10.小明将水滴滴在透明玻璃纸上，透过水滴观察报纸上的字，发现字变大了，这个水滴相当于一个凸透镜，如图甲所示。通过“嫦娥一号”把它带到太空中，水滴由于不受重力，会变得如图乙所示，则在太空中，该水滴透镜( )
A. 焦距不变 B. 焦距会变长
C. 对光线偏折能力增强 D. 对光线偏折能力减弱
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
11.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，某次实验的成像情况如图所示，小组成员提出“有哪些方法可以让光屏上的像变大”的问题，经过讨论后形成两个方案，而且结果都能达到目的。方案一：保持蜡烛和光屏的位置不动，只将凸透镜向 移动适当距离；方案二：保持凸透镜位置不动，将蜡烛和光屏都向 移动。
12.在探究“凸透镜成实像的大小与物距的关系”实验中，物体指的是______填“烛焰”或“蜡烛”凸透镜固定不动，通过移动物体来改变物距，那么实像与物体的运动方向______填“相同”或相反”。
13.如图所示，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方白纸，可以发现白纸上与空气泡对应位置的下方是一个椭圆，其他部分是一条与试管平行的亮线，椭圆部位比周围 填“亮”“一样亮”或“暗”，这是因为充满水的地方相当于 透镜，而气泡与周围的水组成 透镜。
14.透镜分两类：中间 、边缘 的是凸透镜，而中间 、边缘 的为凹透镜．如图所示的玻璃元件被分成五部分，其中为凸透镜的是 部分， 部分是凹透镜．
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
15.如图所示，作出光线通过透镜的光路图保留必要的作图痕迹。
16.平行光经过凸透镜后会聚在主光轴上的一点，这个点叫凸透镜的焦点；平行光经过凹透镜后，光线发散，发散光线的反向延长线交在主光轴上的一点，这个点叫凹透镜的虚焦点。如图，点既是图示凸透镜的焦点，也是图示凹透镜的虚焦点，请画出图中两条平行于主光轴的光线经过两个透镜的光路图。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
17.如图所示，是小明利用光具座，凸透镜、蜡烛、“”字样的光源、光屏等实验器材探究“凸透镜成像的规律”实验的情形，在整个实验过程中，凸透镜固定在光具座刻度线处。
通过图甲的实验操作，可以确定该凸透镜的焦距为______ 。
将蜡烛，凸透镜、光屏依次放在光具座上，调节蜡烛，凸透镜、光屏三者的中心使它们在______ ，这样做的目的是：______ 。
小明将蜡烛移至光具座上刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是倒立、______ 的实像。
小明又将蜡烛移至光具座上刻度线处，为了在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。
小明将如图丙所示的发光灯制成的“”字样的光源代替蜡烛，放在光具座上某一位置，移动光屏又一次找到了清晰的像，从右向左观察光屏，该像可能是图丁中的______ 选填“”“”“”或“”图，请分析使用“”字样的光源比使用蜡烛作为光源的优点是______ 请写出其中一条，合理即可。
18.小明做“探究凸透镜成像规律”实验。
调整实验器材高度时，蜡烛______选填“需要”或“不需要”点燃。
他用同一凸透镜做了两次实验，如图甲、乙所示，光屏上均有清晰的像未画出，其中成缩小像的是图______。
凸透镜的焦距可能是______填字母。
A.
在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次出现清晰的像，则所加镜片可以矫正图______选填“丙”或“丁”的视力缺陷。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】熟记凸透镜成像规律：，成倒立缩小的实像；，成倒立等大的实像；，成倒立放大的实像；，不成像；，成正立放大的虚像。
首先知道在光屏上得到的像一定是实像，其次因为物体高，像高，所以是等大的实像；由凸透镜成像规律可知时，凸透镜成倒立等大的实像。
【解答】高的发光棒经凸透镜折射后在光屏上呈现出高的像，即成的是等大的实像，由凸透镜成像规律可知，发光棒离凸透镜的距离物距为。故ACD错误、B正确。
2.【答案】
【解析】【分析】考查凸透镜成像规律，本题注意凸透镜是由很多个三棱镜组成的，光经过透镜折射后会聚成像，挡住一部分光不会影响所成的像，只是亮度变暗；此实验现象可以让学生做实验时动手操作一下，观察有什么现象发生，感性认识印象会更深，效果会更好。
要解决此题需要掌握凸透镜成像的成因。凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；
如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗。
【解答】凸透镜成实像时，所有通过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的下半部分挡住后，物体发出或反射的光虽有一部分被挡住，但另一部分的光通过上半部分的凸透镜会聚成像，此时成像与原来相同，但由于透镜的一半被遮住，折射出的光线与原来相比减少了一半，故像的亮度会减弱；
故D正确、ABC错误。
3.【答案】
【解析】【分析】
光的反射和折射现象中光路都是可逆的，在凸透镜成像时光路的可逆性应用比较广泛。
由物距和像距的判断凸透镜成像性质，根据像的性质确定物距和焦距，像距和焦距的关系，求出凸透镜的焦距；
凸透镜成实像时，物距增大，像距变小像变小。
根据光路的可逆性进行判断。
【解答】
由题知，物距，像距，物距大于像距，此时凸透镜成倒立、缩小的实像，则，，解得凸透镜的焦距范围为：，则焦距不可能为，故A、B错误。
当物体远离凸透镜，物距增大，像距变小，则像会变小，故C错误；
当物体靠近凸透镜，此时物距等于原来的像距，根据光路的可逆性，此时的像距等于原来的物距，所以光屏要远离凸透镜，光屏上才会呈现清晰的实像，故D正确。
4.【答案】
【解析】解：放大镜是利用物距小于一倍焦距成正立、放大的虚像的原理制成的；要使观察的像更大些，根据凸透镜成虚像的规律可知，应增大物距，则报纸要远离放大镜一些，故A错误；
用投影仪放映物理试题时，要使银幕上所成像更大而且清晰些，则需减小物距，增大像距，故应该让镜头下降些，同时投影仪远离银幕，故B正确；
用照相机照人像照时，要使所成像更大而且清晰些，则需减小物距，增大像距，故应该让拍摄对象靠近镜头，同时镜头前伸；若改用长焦即焦距更长的镜头，此时物体更靠近二倍焦距处，相当于物距减小，则像距变大，成的像变大，同时镜头前伸，故C、D正确。
5.【答案】
【解析】【分析】
凸透镜成像时，得到的实像都是倒立的，所以光屏离凸透镜时，由凸透镜成倒立的、缩小的实像，，保持光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动，像距变小像变小，像距变小，物距增大。
凸透镜成像的规律中，共涉及四个方面的内容：物距与焦距的关系；成像性质；像距与焦距的关系；应用。在这四个方面中，只要告诉了其中的一个方面就可以确定另外的三个方面。
【解答】
解：凸透镜焦距是，光屏离凸透镜时，，在光屏上得到一个倒立的、缩小的实像，
保持光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动，像距变小像变小，像距变小，物距增大，故蜡烛远离凸透镜，像变小，故ABC错误，D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了凸透镜的会聚作用、凹透镜的发散作用；知道凸透镜和凹透镜对光线的作用是解决该题的关键。
凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用；凸透镜有实焦点；凹透镜有虚焦点；
对于凸透镜来说：平行于主光轴的光线会聚与焦点；过光心的光线传播方向不变。
【解答】
A.凸透镜和凹透镜都有焦点，凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点，故A正确；
B.凸透镜对光线有会聚作用，但光线通过凸透镜不一定能会聚于一点，故B错误；
C.凹透镜对光线有发散作用，但对于即将会聚的光线通过凹透镜还会相交于一点的，故C错误；
D.凸透镜对所有光线有会聚作用，只有平行于主光轴的光线才能会聚于焦点，故D错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】解：如图所示的四瓶香水，透明玻璃瓶盖形状各异，瓶盖相当于凹透镜，瓶盖相当于玻璃砖，只有瓶的瓶盖相当于凸透镜，对光有会聚作用，最容易在阳光下引发火灾，所以最不适合放在前挡风玻璃下。
故选：。
中间厚边缘薄的透镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。
本题主要考查凸透镜的特点，只要是透明材料制成的凸透镜，无论是什么材料，都有对光线的会聚作用。
8.【答案】
【解析】解：放上透镜的会聚点要比不放透镜的会聚点更要远离透镜，由此可知，该透镜对光线有发散作用；所以该透镜是发散透镜即凹透镜．
故选B．
根据凹透镜对光有发散作用．没有光学元件光线会聚于点，有光学元件时聚于主光轴的，说明光线经过透镜后发散了一些．
凸透镜对光线起会聚作用，凹透镜对光线起发散作用，经凸透镜折射的光线更向靠近主光轴方向偏折，经凹透镜折射的光线向远离主光轴方向偏折．
9.【答案】
【解析】解：由图可知，物距，像距，，解得，焦距的范围：，
由图知，物距大于像距，此时成倒立缩小的实像；
当将凸透镜换成焦距为的，由图可知，此时，则成倒立放大的实像，像距大于倍焦距，即大于，要在光屏上成清晰的像，向右移动光屏，故A正确，BCD错误。
故选：。
要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律，分析图象中物距和像距的大小关系，得出此时成像的特点；
将凸透镜换成焦距为时，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大而得出光屏移动的方向。
此题考查了有关凸透镜成像的规律，掌握凸透镜成像的特点与物距、像距之间的关系，难度稍大。
10.【答案】
【解析】解：水滴相当于一个凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，光线经凸透镜折射后，折射光线将向主光轴方向偏折；凸透镜对光的偏折能力与凸透镜的凸起程度有关，通过“嫦娥一号”把水滴带到太空中，水滴由于不受重力，会变得如图乙所示，相当于凸透镜变凸，折射能力变强，由于凸透镜折射能力变强，所以焦距会变小，故C正确，ABD错误．
11.【答案】左
右
【解析】【解析】如题图所示状态，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，保持蜡烛和光屏的位置不动，只将凸透镜向左移动适当距离，根据光路的可逆性，可知物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，光屏上就会成倒立、放大的实像；保持凸透镜位置不动，如果想在光屏上得到大一些的清晰的像，应减小物距，增大像距，即将蜡烛和光屏都向右移。
12.【答案】烛焰 相同
【解析】解：光屏上承接的是烛焰的像，所以成像物体是烛焰；
根据“物远像近像变小”和“物近像远像变大”的成像规律，可知像的移动方向与物体的移动方向相同。
故答案为：烛焰；相同。
物体指的是烛焰；
根据“物远像近像变小”和“物近像远像变大”的成像规律分析解答。
此题是探究凸透镜成像的规律，常见题目。
13.【答案】暗
凸
凹
【解析】圆柱形试管充满水的地方，中间比边缘厚，相当于凸透镜，凸透镜对光有会聚作用，使光会聚成一条亮线。由于气泡的存在，气泡周边的水形成中间薄、边缘厚的凹透镜，因凹透镜对光有发散作用，故在气泡下面对应的椭圆位置比周围暗。
14.【答案】厚
薄
薄
厚
、、、
【解析】略
15.【答案】如图所示
【解析】解：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，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；过光心的光线其传播方向不变。
16.【答案】
【解析】略
17.【答案】 同一高度处 使烛焰的像成在光屏的中央 缩小 远离 使用“”字样的光源比使用蜡烛作为光源更加稳定
【解析】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，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是：；
将蜡烛，凸透镜、光屏依次放在光具座上，调节蜡烛，凸透镜、光屏三者的中心使它们在同一高度处，这样做的目的是使烛焰的像成在光屏的中央；
由图可知，此时物距，故此时成倒立、缩小的实像；
明又将蜡烛移至光具座上刻度线处，此时物距为，，成倒立、放大的实像，，为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；
凸透镜所成的实像是倒立的，与物体的左右、上下均相反，则从右向左观察光屏时，该像是图；
光源具有稳定性，不会受风的影响。
故答案为：；同一高度处；使烛焰的像成在光屏的中央；缩小；远离；；使用“”字样的光源比使用蜡烛作为光源更加稳定。
根据凸透镜焦点和焦距的定义进行判断。
实验前，应调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处，这样像才可以成在光屏的中央；
当时，成倒立、缩小的实像。
凸透镜成实像时，根据物近像远像变大；
根据凸透镜成实像进行判断：
，成倒立、缩小的实像，。
，成倒立、放大的实像，，投影仪利用了此原理；
凸透镜成倒立的实像，像与物体的左右、上下颠倒，使用光源比蜡烛的烛焰更具有稳定性。
本题考查学生动手操作实验的能力，在实验时，必须将实验的注意事项弄清并注意这些细节问题。
18.【答案】需要 甲 丁
【解析】解：进行凸透镜成像实验时，烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置，所以需要点燃蜡烛后再调节实验器材高度。
凸透镜成实像时，甲图，物距大于像距，凸透镜成倒立、缩小的实像；乙图，物距小于像距，凸透镜成倒立、放大的实像。
甲图，凸透镜成倒立、缩小的实像，
当，时，成倒立缩小的实像；
，，
，，
解得，
乙图，， 时，成倒立放大的实像，
，，
，，
解得，
由得，，
所以凸透镜的焦距可能是，故选C。
丙图，像成在视网膜的前方，是近视眼，需要凹透镜矫正。
丁图，像成在视网膜的后方，是远视眼，需要凸透镜矫正。
在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次出现清晰的像，说明所放的镜片对光线有会聚作用，是矫正远视眼的凸透镜，故选丁图。
故答案为：需要；甲；；丁。
探究凸透镜成像实验时，烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置。
根据物距和像距的关系进行判断成像情况。
根据甲乙两种成像情况时的物距和焦距，像距和焦距的关系解不等式，确定凸透镜的焦距。
近视眼是晶状体变厚，像成在视网膜的前方，凹透镜对光线有发散作用，用凹透镜矫正；远视眼是晶状体变薄，像成在视网膜的后方，凸透镜对光线有会聚作用，用凸透镜矫正。
本题对于凸透镜成像知识点考查很全面，考查了根据物距和像距判断成像情况，根据成像时物距和焦距的关系，像距和焦距的关系确定凸透镜的焦距，近视眼和远视眼的成因和矫正，综合性很强。
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