4.5凸透镜成像实验题巩固提升（1）2021-2022学年教科版物理八年级上册第四章

4.5凸透镜成像实验题巩固提升（1）2021-2022学年教科版物理八年级上册第四章1．现有如下器材：光具座、焦距为的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴，小明利用上述实验器材，进行了“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）实验前应将蜡烛、凸透镜、光屏依次放到光具座上，把烛焰、光屏的中心大致调到凸透镜的______上；（2）实验进行一段时间后，发现光屏上烛焰的像上移了一段距离，在没有移动器材的情况下，造成上述现象的原因是______；实验中光屏的作用是为了便于______。2．小徐通过实验“探究凸透镜成实像的规律”，他选取焦距为10厘米的凸透镜，一个高度H为3.00厘米的发光体、光屏和光具座等进行实验。正确安装和调节实验器材进行实验，将测得的物距u、像距v、像高h像记录在下表中，为了进一步研究凸透镜成实像时，像高h像与物距u、像距v之间的关系，还进行了适当的运算，将相关数据记录在下表最后一例。实验序号物距u（厘米）像距v（厘米）像高h像（厘米）像距和物距的比值k（k=v/u）160.012.00.600.20250.012.50.750.25330.015.01.500.50418.022.53.301.25516.026.75.001.67试卷第7页，共7页 614.035.02.50（1）根据实验序号1~5的数据，分析比较像距v、像高h像随物距u的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成实像时，同一发光体，___________。（2）根据实验序号1~5的数据，分析比较像高h像与像距和物距比值k的变化情况，可得出的初步结论是：同一凸透镜成实像时，同一发光体___________。（3）请根据表中信息判断实验序号6中：像高h像为_______厘米。（4）小徐在完成上述实验后，认为还可以通过更换或增加实验器材进行拓展探究。示例：可以用黑色纸片遮挡部分凸透镜，探究遮挡物的形状及大小对凸透镜成像的影响。请仿照示例写出其他拓展探究方案（一个方案即可）。________3．小军在利用光具座“探究凸透镜成像规律”实验时，做了如下操作：（1）如图甲所示，将一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏找到一个最小最亮的光斑，可知该凸透镜的焦距是f＝______cm；（2）小军将凸透镜、烛焰和光屏三者的中心调至同一水平高度，目的是______；（3）如图乙所示，小军把凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是______（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像，此成像特点常应用在______（选填“放大镜”“照相机”或“幻灯机”）上；（4）保持蜡烛和凸透镜位置不变，小军将老花眼镜放置在凸透镜与蜡烛间，若想在光屏上再次得到清晰的像，光屏向______（选填“左”或“右”）移动。4．在探究凸透镜成像规律的实验中(1)点燃蜡烛后，在调整过程中，他发现光屏上承接蜡烛的像偏下，则应调整光屏、凸透镜和烛焰，使三者的中心大致在___________。试卷第7页，共7页 (2)当蜡烛、凸透镜和光屏按如图所示的位置放置时，光屏上得到清晰的像，此时物距为___________cm，像的大小比物体要___________；(3)若想使光屏上烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向___________（填“左”或“右”）适当移动一段距离，再调整光屏的位置，直至得到清晰的像。(4)当物距小于焦距时，左右移动光屏均接收不到像，接着应该___________；A．上下移动光屏去接收B．将光屏放到凸透镜左侧去接收C．取走光屏，直接通过凸透镜观察(5)若把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜，给“眼睛”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像。若取下近视眼镜，则清晰的像会成在光屏的___________（选填“左面”或“右面”）。5．小军用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。(1)如下图所示，小军让一束平行于凸透镜主光轴的光通过凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。则该透镜的焦距为______cm；(2)小军用蜡烛做实验，烛焰在下图所示位置能在光屏上成一清晰的像，请画出蜡烛发出的两条光线通过凸透镜后的光路图______，可以判断此时蜡烛通过凸透镜所成的像是______(选填“正立”或“倒立”)、______(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像；试卷第7页，共7页 (3)若想使光屏上烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向______(选填“左”或“右”)适当移动一段距离，再调整光屏的位置。6．如图是同学们探究不同透镜折射光线规律的实验。(1)王薇想知道放大镜是凸透镜还是凹透镜，他应该______；(2)如图1，黄欣同学在探究凹透镜时候发现折射光线不明显，这是因为______，它可以在不追加器材的情况下，将凹透镜______来改善这个问题；(3)细心的阳瑶同学发现在探究凹透镜时的实验中发现光线交于凹透镜右侧一点，这是因为______；(4)好奇的文馨同学找来了三角形的透镜，做了如图2的实验，惊奇的发现A，B两处均没有折射光线出射，小明对她解释说：“______”；(5)请你大致画出图3中的光路图。光线从A出直线射出，从箭头方向射出。______7．在“探究凸透镜成像规律的实验”中：（1）如图甲所示，是小明确定焦距时所做的实验，则该凸透镜的焦距为______cm；（2）当烛焰放在光具座35cm刻度处时，能成倒立、______的实像，相当于一台______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；试卷第7页，共7页 （3）当烛焰向左移动后，要在光屏上再次成清晰的像，需将光屏向______（选填“左”或“右”）移，此时所成像将______（选填“变大”或“变小”或“不变”）。8．小哲发现身边很多同学的眼睛已经不健康了：有些人眯着眼睛看物体，有些人不戴眼镜看不清远处事物，有些人看事物有重影，等等。小哲学习后知道物体在眼睛里所成的像是实像，物理课本上写有“实像是由光会聚而成的，是能量的聚集，能用光屏承接”，他决定结合已学习的光学知识继续探究实像的特点。(1)蜡烛发出的光经过挡板上的小孔后在光屏上成实像，如图甲所示。如果蜡烛和挡板都不动，把光屏向右移动一段距离，则______；A．像大小不变B．像会变得更大C．像会变得更亮D．眼睛在光屏右边，拿掉光屏后能直接看到倒立的烛焰光斑(2)如图乙是做凸透镜成像实验时的情境，此时光屏上呈现清晰的像；①若拿掉光屏，直接用眼睛观察，则在哪个区域可以看到蜡烛的清晰的实像？______A．光屏处B．光屏上方C．光屏和透镜之间D．光屏右方②若保持其他元件不动，仅把光屏向右移动，所成实像的大小和位置是否变化？______；(3)小哲做实验时不小心把凸透镜摔成了两半，他拼凑后继续使用，但无法对齐，如图图丙所示。按原来成清晰像时的位置重新摆放各元件后，光屏上会出现什么现象？______9．物理课上，某小组的同学合作探究“凸透镜成像规律”。(1)首先测量凸透镜的焦距，如图甲所示；(2)实验中，如图乙所示，若透镜右侧的光屏（未画出）上得到缩小的实像，则烛焰位于透镜左侧的_______点，此成像规律应用于_________（选填“照相机”“投影仪”“放大镜”）；试卷第7页，共7页 (3)保持透镜位置不变，将烛焰向右移动适当距离，移动光屏重新得到清晰的像。这个过程中，光屏应往_________（选填“左”或“右”）移动，光屏上的像将_________（选填“变大”、“变小”“不变”）；(4)向左移动透镜到其与烛焰的距离小于_________cm时，无论怎样移动光屏，都不能承接到清晰的烛焰像，却可以在光屏侧透过凸透镜看到________（选填“放大”“缩小”“等大”）的烛焰像；(5)实验中，燃烧的蜡烛逐渐变短，光屏上的像会逐渐向_________移动。10．用如图所示装置探究平面镜成像特点。（1）将蜡烛、薄玻璃板、光屏和刻度尺按如图所示放置，则在光屏上______（选填“能”或“不能”）呈现烛焰的像，说明物体通过平面镜成的是______像；（2）用焦距为8cm的凸透镜替换薄玻璃板，若不改变蜡烛的位置，则应将光屏向______（选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上呈烛焰清晰的像，生活中的______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这样的成像原理工作的。11．为探究“物体在距凸透镜二倍焦距以外时成像的特点”，选用的实验器材有：光具座、蜡烛、凸透镜（）、火柴、光屏、刻度尺等，实验装置如图所示。（1）首先将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，调整凸透镜和光屏，使其所在的平面平行，并且都与光具座的轨道______（选填“平行”或“垂直”）；（2）点燃蜡烛后，为使烛焰的像始终成在光屏中央，需要调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度处，为检验是否调好，同学应进行的操作是______；试卷第7页，共7页 （3）调整好器材后，将蜡烛放在光具座上的某点，如图所示，此时物距是______cm；（4）实验中如何移动光屏找到烛焰清晰的像？_______；（5）某小组同学在实验时发现实验台上的凸透镜有一个小缺口，并且实验室没有多余的完好的凸透镜了，该小组若用此凸透镜实验，光屏上烛焰的像能否完整？______（选填“能”或“不能”）12．小亮在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，经历了以下过程．（1）在阳光下测定凸透镜的焦距（如图甲所示）．实验表明，凸透镜对光线有________作用，该凸透镜的焦距为________cm；（2）点燃蜡烛后，调节烛焰中心、________中心和光屏中心大致在同一高度上；（3）在实验过程中，当蜡烛与透镜的距离如图乙所示时，在光屏上可得一个清晰的像，这个像是________（选填“放大”或“缩小”），倒立的像，生活中的________是利用这个规律制成的。试卷第7页，共7页 参考答案1．主光轴蜡烛燃烧过程中逐渐变短承接实像，确定实像位置【详解】（1）[1]实验前，为了使像成在光屏的中央，应该使蜡烛中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度上，即调到凸透镜的主光轴上。（2）[2]随着实验的进行，蜡烛燃烧过程中逐渐变短，所以蜡烛的像会向上移动。[3]探究凸透镜成像规律的实验中，光屏用来承接实像，以便于确定实像的位置，并比较物体和像大小关系。2．像距v和像高h像均随物距u减小而增大像高h像与像距和物距比值k成正比7.50见详解【详解】（1）[1]根据实验序号1~5的数据，可以看出物距u变小时，像距v增大，像高h像也增大，所以可以得出结论，同一凸透镜成实像时，同一发光体，物距u变小，像距v变大，像高h像变大。（2）[2]根据实验序号1~5的数据，像高在变大，像距和物距的比值也变大，且二者始终成相同倍数增加，可得同一凸透镜成实像时，同一发光体，像高h像与像距和物距比值k成正比。（3）[3]数据中，像高均为比值k的3倍，序号6中比值k=2.50，所以像高应为h像=3×2.50cm=7.50cm（4）[4]在凸透镜前加一凹透镜，探究近视眼的原因及矫正等。3．10.0使像成在光屏的中央缩小照相机左【详解】（1）[1]由图甲知，焦点到凸透镜的距离为所以凸透镜的焦距为10.0cm。（2）[2]将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏的中央。（3）[3][4]小军把凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将蜡烛移至光具座上20cm刻度线处，物体在凸透镜的二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；照相机是利用这一成像规律工作的。答案第5页，共6页 （4）[5]保持蜡烛和凸透镜位置不变，小军将老花眼镜放置在凸透镜与蜡烛间，老花镜是凸透镜，凸透镜对光线具有会聚作用，像会成在光屏的左方，若想在光屏上再次得到清晰的像，光屏向左移动。4．同一高度15大右C左面【详解】(1)[1]在探究凸透镜成像规律的实验中，为了是像呈现在光屏的中央，应调整光屏、凸透镜和烛焰，使三者的中心大致在同一高度上。(2)[2][3]由图可知，蜡烛在5cm处，凸透镜在20cm处，光屏在50cm处，则物距和像距分别为u=20cm-5cm=15cm，v=50cm-20cm=30cm物距小于于像距，且光屏上得到清晰的像，则光屏上成的是倒立、放大的实像，即像要比物体大。(3)[4]要想光屏上得到烛焰的像变得再大一些，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大的规律，在不改变凸透镜位置的情况下，需要增大像距，即应将蜡烛向右适当移动一段距离，再调整光屏的位置，直至得到清晰的像。(4)[5]当物距小于焦距时，凸透镜成的是虚像，物像在凸透镜同侧，光屏上接不到像，观察时要取下光屏，通过凸透镜观测烛焰。故AB不符合题意，C符合题意。故选C。(5)[6]近视眼镜的镜片是凹透镜，戴上近视眼镜后，像成在视网膜上，凹透镜对光线有发散作用，取下凹透镜，光线会聚点成的像会成在光屏的左面。5．10.0倒立放大右【详解】(1)[1]焦点到光心的距离叫焦距，由图可知，凸透镜的焦距是f=40.0cm-30.0cm=10.0cm(2)[2]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，如图所示：答案第5页，共6页 [3][4]由图可知，物距为50cm-35cm=15cm物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像。(3)[5]凸透镜成实像时，物近像远像变大，因此若想使光屏上烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向右适当移动一段距离。6．触摸放大镜镜片，若是中间厚两边薄，则为凸透镜，反之，则为凹透镜/将放大镜朝向阳光，若光线可以聚在一点，则为凸透镜，反之，则为凹透镜光在传播过程中会有能量损耗(或“凹透镜较厚，光在其中会有反射，无法射出”)离激光射出点更近一些部分光被反射(或“光在过程中会有能量损耗”或“凹透镜较厚，光在其中会有反射，无法射出”)光从空气射入透镜中，当入射角足够大，折射角大于90°，光的折射现象消失【详解】(1)[1]由于凹透镜对光线具有发散作用，凸透镜对光线具有会聚作用，所以，可以将放大镜朝向阳光，若光线可以聚在一点，则为凸透镜，反之，则为凹透镜。(2)[2]若在探究凹透镜时候发现折射光线不明显，可能是因为凹透镜较厚，光在过程中会有能量损耗，使光在其中会有反射，无法射出。[3]为了防止光在传播过程中的损耗，可以离激光射出点更近一些，来改善折射光线不明显。(3)[4]在探究凹透镜时的实验中发现光线交于凹透镜右侧一点，即光线会聚与入射光线一侧，说明是部分光被反射形成的。(4)[5]光从空气射入透镜中，折射角随着入射角的增加而增大，当入射角足够大，折射角大于90°，此时光的折射现象消失。(5)[6]根据凸透镜和凹透镜的特殊光线做出光路如下图所示：答案第5页，共6页 7．11.0放大投影仪左变小【详解】（1）[1]如图甲可知：刻度尺读数时，应估读到分度值的下一位，故凸透镜的焦距为11.0cm。（2）[2][3]当蜡烛放在光具座35cm刻度处时，物距由于凸透镜的焦距为11.0cm，所以此时满足，成倒立放大的实像，相当于一台投影仪。（3）[4][5]当蜡烛向左移动时，物距变大，所以此时像距也变小，需将光屏向左移动，像的大小将变小。8．BD不变出现两个像【详解】(1)[1]图甲为小孔成像示意图，该现象是光的直线传播，蜡烛发出的光经过挡板上的小孔后在光屏上成实像，如果蜡烛和挡板都不动，把光屏向右移动一段距离，像距增大，像会变得更大。故选B。(2)[2]凸透镜成实像时，若拿掉光屏，直接用眼睛观察，因为眼睛有近点，所以眼睛应在清晰像的右侧观察，即在光屏右方观察实像。故选D。[3]保持其他元件不动，仅把光屏向右移动，根据凸透镜成像原理，清晰实像位置大小均不会改变。(3)[4]因为凸透镜中间厚，边缘薄，切去部分后相当于两个透镜，光心位置改变了，上面的像下移，下面的像上移，成两个像。9．a照相机右变大15放大上【详解】(2)[1][2]由图甲知，凸透镜的焦距为答案第5页，共6页 60.0cm-45.0cm=15.0cm要使烛焰经过凸透镜成倒立缩小的实像，蜡烛应该在二倍焦距之外，由图知，需要在a位置，照相机是根据此原理制成的。(3)[3][4]凸透镜成实像时，物近像远像变大，保持透镜位置不变，将烛焰向右移动适当距离，物距减小，要得到清晰的像，光屏需要向右移动，像变大。(4)[5][6]向左移动透镜到其与烛焰的距离小于焦距，即小于15cm，光屏上不成像。此时可以在光屏侧透过凸透镜看到正立、放大的烛焰像。(5)[7]实验中，燃烧的蜡烛逐渐变短，向下运动，所以光屏上的像逐渐向上移动。10．不能虚左照相机【详解】（1）[1][2]薄玻璃板相当于平面镜，平面镜成虚像，不能成在光屏上。（2）[3][4]由题可知物距大于两倍焦距，成倒立缩小实像，像距在一倍二倍焦距之间，即在刻度38.0~46.0cm之间，所以光屏左移，照相机就是利用这样的成像原理工作的。11．垂直见解析40.0见解析能【详解】（1）[1]调整凸透镜和光屏，使其所在的平面平行，并且都与光具座的轨道垂直，以保证成像在光屏之上。（2）[2]为检验是否调好，可观察光屏上的光斑是否在光屏中心处，再左右移动光屏直到光斑始终处于光屏中央。（3）[3]刻度尺分度值为1cm，计算此时物距为u=50.0cm-10.0cm=40.0cm（4）[4]为找到烛焰清晰的像，可左右移动光屏，直到光屏上出现最清晰的像，再向左或向右移动光屏，像都变模糊。（5）[5]凸透镜有一个小缺口，会导致所成像亮度变暗，但成的像依然是完整的。12．会聚12凸透镜缩小照相机【详解】（1）[1][2]由图甲可知，平行光线经凸透镜折射后会聚成点，所以凸透镜对光线有会聚作用，该会聚点到凸透镜的距离是12cm，所以凸透镜的焦距是12cm。（2）[3]实验时，为使像成在光屏的中央，要使烛焰的焰、凸透镜的光心和光屏的中心三者位于同一高度。答案第5页，共6页 （3）[4][5]由图丙可知，此时物距大于二倍焦距，故成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这个原理制成的。答案第5页，共6页