人教版八年级物理上册 第五章 《透镜及其应用》第3节 凸透镜成像的规律（解析版+原卷版）期末复习试卷

2021-2022学年八年级物理上册链接教材精准变式练（人教版）

第3节 凸透镜成像的规律

【教材习题1】教材P99页“动手动脑学物理”第1题

【答案】照相机利用了物距大于二倍焦距时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像的规律。投影仪利用了物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像的规律。放大镜利用了物距小于一倍焦距时物体通过凸透镜成放大、正立的虚像的规律。

【解析】要记住照相机、投影仪、放大镜工作原理。学过凸透镜成像规律后大家对其工作原理会更加理解。

【要点点拨】能说出照相机、投影仪、放大镜的成像都遵循凸透镜成像的规律。

【方法指导】记忆并理解凸透镜成像的规律及其应用

【教材习题2】教材P99页“动手动脑学物理”第2题

【答案】玻璃瓶相当于一个柱面透镜。当铅笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢移动时，透过水瓶会看到铅笔尖逐渐变长，到某一位置时，铅笔尖突然改变方向。用凸透镜做实验，当铅笔由靠近凸透镜的位置向远处慢慢移动时，透过凸透镜会看到铅笔逐渐变大，而形状保持不变，到某一位置时，铅笔尖也会突然改变方向。(所用的凸透镜焦距要比较短。)

【解析】当物距小于一倍焦距时物体通过凸透镜成放大、正立的虚像。这时物距越大，像距也大，虚像也大，铅笔尖逐渐变长。当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像。铅笔逐渐变大，而形状保持不变。当物距大于二倍焦距时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。

【要点点拨】柱面透镜和凸透镜成像的联系与区别。

【方法指导】根据凸透镜成像规律来考虑，深入分析。

【教材习题3】教材P99页“动手动脑学物理”第3题

【答案】光圈：调节光亮。
快门：调曝光速度。
调焦环：调节焦距。以达到对焦清晰的目的。
“傻瓜相机”有光圈、调焦环。只不过在机身内部，自动调节！

【解析】“傻瓜相机”也有光圈和快门，只 不过它们都安装在机身里面。傻瓜相机内部增加了一些电子、机械设备，可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门，不需要人工调节。另外它也能自动聚焦，不需要手动调焦。  

【要点点拨】了解照相机各个部分功能，特别是傻瓜相机工作情况。

【方法指导】可以通过认真阅读傻瓜照相机说明书，了解掌握其使用办法和个各个组成部分的作用。

【教材习题4】教材P99页“动手动脑学物理”第4题

【答案】透镜乙应该放在透镜甲的右侧。

【解析】先用焦距为20 cm的透镜甲进行实验，在屏上得到了清晰的缩小实像。这时发光体物距大于2倍焦距，发光体在透镜甲左侧40cm外。

改用焦距为10 cm的透镜乙继续进行实验。如果不改变发光体和屏的位置，若透镜乙放在甲的位置，在屏上仍然能得到缩小实像，但不清晰。要想清晰，这时像距得保持在小于20cm大于10cm之间，所以透镜乙应该放在透镜甲的右侧。

【要点点拨】主要考查凸透镜成像规律的实际应用。

【方法指导】根据已知条件先判断物距范围。然后再根据能够达到的目的，确定乙透镜物距范围，从而才能确定乙应该怎样动。

【教材习题5】教材P99页“动手动脑学物理”第5题

【答案】光屏上仍然成物体完整的像，只是与原来相比要暗一些。既没有指尖的像，也没有指尖的影子。

【解析】他不小心用手指指尖触摸到了凸透镜中，这时手指挡住了一些折射光线，光屏上仍然成物体完整的像，只是与原来相比要暗一些。手指与透镜距离为0，物距为0,光屏上不会有指尖的像；光屏上不会出现指尖的影子。

【要点点拨】手摸凸透镜，不影响成像性质，但影响清晰度。

【方法指导】手摸凸透镜，折射光线暗了，不影响成像性质，像不清晰，变暗。

【教材习题6】教材P99页“动手动脑学物理”第6题

【答案】将镜头适当远离天安门城楼，并同时缩短暗箱的长度。   

【解析】照相机利用了物距大于二倍焦距时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像的规律。物远像近像越小吗，这时将镜头适当远离天安门城楼，取的景全，并同时缩短暗箱的长度，像清晰。   

【要点点拨】照相机是利用物距大于2倍焦距，成倒立缩小实像工作的。物远实像小，但能尽量把天安门景物看得全面一些。

【方法指导】记忆口诀：一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小；虚像正物像同侧，实像倒物像异侧；物远实像小，焦点内放大。

【变式题1】如图是张老师利用手机直播网课的情景。手机的镜头相当于______。当手机取景框内只看到电子白板时，为了让同学们同时看到两边黑板上板书的文字，手机应该_______（选填“远离”或“靠近”）黑板，黑板上文字所成的像是______（选填“放大”或“缩小”）的像。

【答案】凸透镜    远离    缩小   

【解析】手机的镜头相当于照相机的镜头，是一个凸透镜。

当手机取景框内只看到电子白板时，为了让同学们同时看到两边黑板上板书的文字，相当于缩小物体在手机内呈现的像，像距变小，物距变大，所以手机应该远离黑板。

手机的成像原理和照相机类似，物距大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，所以，黑板上文字所成的像是缩小的像。

【变式题2】一个圆柱形的玻璃瓶内装满水，把一支铅笔放在玻璃瓶的后方，透过玻璃瓶，可以看到这支笔．当铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，透过玻璃瓶会看到铅笔尖逐渐_______（选填“变长”或“变短”）；到某一位置时，铅笔尖会突然改变方向，而“改变方向”后的像为___________（选填“实”或“虚”）像．

【答案】变长    实   

【分析】当铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动的过程中，f＜u＜2f

【解析】

[1]玻璃瓶装满水相当于一个凸透镜．当铅笔由靠近瓶子的位置逐渐远离时（u＜f），透过透镜会看到正立、放大的虚像，根据成虚像时，物远像远像变大，铅笔先逐渐变长；

[2]当物距刚刚超过一倍焦距时， f＜u＜2f，铅笔尖忽然改变方向，根据凸透镜成像规律可知，这是投影仪成像原理，成倒立、放大的实像。

【变式题3】购物支付已进入“刷脸”时代，如图所示，消费者结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描等，确认相关信息后，即可迅速完成交易。“刷脸”支付过程中，摄像头相当于　   　（选填“凸”或“凹”）透镜，面部经摄像头成倒立、　   　（选填“缩小”、“等大”或“放大”）的实像。

【答案】凸  缩小

【解析】摄像机的镜头相当于一个凸透镜，当物体位于其二倍焦距以外时，物体在凸透镜中成倒立缩小的实像。

【变式题4】在“探究凸透镜的成像特点”实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，光屏是用表面涂有白漆的铁板制成。小科把“F”发光物置于离凸透镜13cm处，移动光屏，在光屏上找到清晰的像，如图所示。小科看到光屏上像的形状和大小分别是（　　）

A．放大    B．放大    C．缩小    D．缩小

【答案】A

【解析】凸透镜的焦距f＝10cm，物距u＝13cm，满足2f＞u＞f条件，成倒立、放大的实像；倒立的实像与“F”左右相反，上下颠倒，但因为是从透镜一侧看，所以只有上下颠倒形状为“”。

【变式题5】物体放在凸透镜前适当位置能在屏上得到一个清晰的像,如果把屏拿开,则（　　）

A．像还存在,但眼睛看不到

B．像还存在,眼睛从各个方向看得到

C．像还存在,但眼睛只能在一定范围内看到

D．像不存在

【答案】C

【解析】能在光屏上成像，说明是实像，是由实际光线汇聚而成的；

把屏拿开时，像仍然在原来的位置，但只有在折射光线的方向才能看到，其它位置不能看到。

故ABD错误，C正确．

【变式题6】某小组在“探究凸透镜成像的规律”的实验中。

(1)实验前，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在______；

(2)通过调整，恰好在光屏上得到烛焰等大的像，如图所示，则所用凸透镜的焦距是______；

(3)在图中，把蜡烛向左移动15cm，凸透镜的位置不变，应把光屏向______（选填“左”或“右”）适当调节，才能在光屏上得到烛焰清晰倒立、______（选填“放大”、“缩小”或“不变”）的实像。接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像应把光屏向______（选填“左”或“右”）适当调节；

(4)在探究凸透镜成实像的过程中，他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半，发现在光屏上______（选填“仍能”或“不能”）成烛焰完整的像。

【答案】同一高度    10    左    缩小    右    仍能   

【解析】(1)实验前，为了使像成在光屏的中央，要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。

(2)由图可知，物距等于像距为20cm，即u=v=20cm=2f

f=10cm

(3)把蜡烛向左移动15cm，凸透镜的位置不变，物距为20cm+15cm=35cm

物距大于2倍焦距，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，所以应把光屏向左移动，光屏上成倒立、缩小的实像。

接下来改用焦距为15cm的凸透镜继续进行实验，焦距变大，光线会推迟会聚成像，像距变大，要使光屏上得到清晰的像，光屏应远离凸透镜，把光屏向右适当调节；

(4)在做凸透镜成像的实验时，用白纸遮挡住凸透镜的一半，另一半部仍可以会聚光线，所以仍可以成物体完整的像。

1.小强在做探究凸透镜成像的规律的实验时，在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像，下列器材工作时运用上述成像规律的是（   ）

A.放大镜 B.投影仪 C.照相机 D.平面镜

【答案】C

【解析】A.由凸透镜成像规律可知，放大镜成正立、放大的虚像，故A不符合题意；

B.由凸透镜成像规律可知，投影仪成倒立、放大的实像，故B不符合题意；

C.由凸透镜成像规律可知，照相机成倒立、缩小的实像，故C符合题意；

D.平面镜成正立等大的虚像，故D不符合题意。

2.如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，下列关于烛焰在光屏上成像的说法正确的是（　　）

A．不能成清晰的像     B．成倒立的缩小的像 

C．成倒立的放大的像   D．成倒立的等大的像

【答案】B

【解析】如图所示，在”探究凸透镜成像的规律”实验中，烛焰在距离凸透镜8cm处时，在距离凸透镜15cm处的光屏上成倒立的像。

此时物距小于像距，f＜u＝8cm＜2f，解得，4cm＜f＜8cm，

v＝15cm＞2f，解得f＜7.5cm，

焦距范围：4cm＜f＜7.5cm，

保持蜡烛和光屏不动，现把凸透镜向光屏方向移动7cm，此时u′＝8cm+7cm＝15cm＞2f，

v′＝15cm﹣7cm＝8cm，f＜v′＜2f，凸透镜成倒立缩小的实像，故ACD错误，B正确。

3.晓维同学用一束平行于主光轴的光线照射凸透镜，在光屏上形成了一个清晰的光斑（如图所示）。取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座26cm处，并移动光屏到合适位置，在光屏上得到像的性质是（    ）

A.倒立的缩小的实像B.倒立的放大的实像

C.倒立的等大的实像D.正立的放大的虚像

【答案】A

【解析】首先确定凸透镜焦距f大小；根据研究问题指向寻找物距u的大小；然后比较物距u与焦距f之间的关系。最后根据凸透镜成像特点得到像的性质。

平行于主光轴的光线照射到凸透镜上，经过凸透镜折射汇聚在凸透镜焦点上，焦点到凸透镜光心的距离为凸透镜的焦距，本题中凸透镜的焦距f=10cm.。

当点燃的蜡烛放在距离凸透镜26cm处时，物距u=26cm.，与凸透镜的焦距f=10cm.比较可以知道：u＞2f

当u＞2f时，物体经过凸透镜后，在光屏上成倒立的缩小的实像，相距v满足

f＜v＜2f。所以选项A正确。

4.用如图的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为10cm，下列说法正确的是（　　）

A．烛焰在如图所示的位置时，成像特点与照相机成像特点相同 

B．若将蜡烛移到光具座42cm刻度处时，烛焰所成的像是倒立、放大的 

C．若将蜡烛移到光具座30cm刻度处时，烛焰所成的像是等大的 

D．若将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，烛焰所成的像将逐渐变大

【答案】C

【解析】A.由图可知，u＝50cm﹣35cm＝15cm，物距处于f和2f之间，凸透镜成倒立放大的实像，与投影仪的原理相同，故A错误；B.将蜡烛移到光具座42cm刻度处时，物距等于50cm﹣42cm＝8cm，物距小于f，凸透镜成正立放大的虚像，故B错误；C.将蜡烛移到光具座30cm刻度处时，物距等于50cm﹣30cm＝20cm＝2f，物距等于像距，等于2倍焦距，成倒立等大的实像，故C正确；D.将蜡烛从光具座30cm刻度处向远离凸透镜方向移动时，根据物距增大像距减小像减小，烛焰所成的像将逐渐变小。故D错误。

5.在用一凸透镜研究其成像的规律时，某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是（　　）

A．该凸透镜的焦距是15cm

B．当u=25cm时，凸透镜成放大的像，放大镜就是根据这一原理制成的

C．当v=24cm时，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成

D．若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，像会逐渐变小

【答案】ACD。

【解析】（1）当u=v=2f时，成倒立、等大的实像；

（2）（3）根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断：

u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机。

u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距。

2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪。

u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜。

（4）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小。

A.由表中的数据可知，实验3中，u=v=30cm，此时u=2f，f=15cm，故A正确；

B.当u=25cm时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，凸透镜成倒立、放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的，故B错误；

C.当v=24cm时，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，则物距大于二倍焦距，凸透镜成缩小的像，照相相机就是根据这一原理制成，故C正确；

D.若把物体从距凸透镜22cm处向距凸透镜32cm处滑动，物距变大，像距变小，像变小，故D正确。

6．让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑（如图所示），小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是（　　）

A．当物体距透镜5cm时，成正立的像

B．当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像

C．当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小

D．当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜

【答案】D

【解析】探究凸透镜的成像规律，对于一倍焦距，大于一倍焦距小于二倍焦距、大于二倍焦距这三个点，所成的像应该熟练掌握。从图上应该准确的判断出凸透镜的焦距（一倍焦距）。

A.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，小于一倍焦距成正立放大的虚像，正确，不符合题意；

B.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的实像，正确，不符合题意；

C.由图可知，凸透镜的焦距为10cm，大于二倍焦距成倒立缩小实像，正确，不符合题意；

D.大于二倍焦距时，要成清晰的像，光屏应该远离透镜，错误，符合题意。

7.小明在探究“凸透镜成像规律”的实验中他把蜡烛放在距透镜30cm时，在光屏上形成清晰缩小的像，此时的成像特点可应用于　　（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）。现将蜡烛向透镜方向移动10cm，要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏　　透镜（填“远离”或“靠近”）。

【答案】照相机；远离。

【解析】（1）凸透镜成像的三种情况和应用之一：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机。（2）凸透镜成实像时，物近像远像变大。

把蜡烛放在距透镜30cm时，物距为30cm，在光屏上形成清晰缩小的像，则u＞2f，此时的成像特点可应用于照相机。

现将蜡烛向透镜方向移动10cm，物距减小，像距增大、像变大，则要使光屏上再次形成清晰倒立的像，应将光屏远离透镜方向移动。

8.探究凸透镜成像规律实验用到的器材：凸透镜、_____、蜡烛、光具座（带刻度尺）等。探究凸透镜成像规律实验要能正确的提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验和收集证据、_____、评估和交流。

【答案】光屏.分析论证.

【解析】探究透镜成像规律实验用到的器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）等。探究凸透镜成像规律实验要能正确的提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验和收集证据、分析论证、评估和交流。

9.如图所示，在探究“凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，光屏上成一个清晰的像，应用这一原理可制成　　；再将蜡烛远离透镜，同时将光屏　  　（填“远离”或“靠近”）透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。

【答案】投影仪；靠近。

【解析】由图知，v＞u，所以此时在光屏上得到的是倒立、放大的实像，其应用是投影仪；再将蜡烛远离透镜，物距增大，所以像距减小，需要将光屏靠近凸透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。

10.某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在_______m以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将______（选填“变大”、“变小”“先变小再变大”、“先变大再变小”）．

【答案】0.05；变小 

【解析】（1）由图像可知，当物距:u＝10cm时，像距：v＝10cm，即u＝v，∴焦距：，∴用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在0.05m以内；

（2）根据凸透镜成实像时，遵循“物远像近”即物体远离凸透镜时，所成像变近，像变小，∴把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将变小．

11.如图所示，请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点

【答案】如图所示：

【解析】在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点作出反射光线，反向延长两条折射光线，即可得到发光点S的像点S′．

过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点．两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点S的像点S′．

12.如表是小海同学用焦距f＝10cm的凸透镜探究其成像规律的记录表，根据表格完成下列问题：

（1）分析实验数据可知，当物距u满足条件　   　（选填“u＜f”、“f＜u＜2f”或u＞2f”）时，凸透镜会成一个倒立放大的实像，生活中　   　（选填“照相机”、“投影仪”“放大镜”）的成像原理应用了凸透镜的这个成像规律。

（2）保持凸透镜的位置不变，移动蜡烛使物距由20cm变为22cm时，为了在光屏上得到清晰的像，小海应将光屏　   　（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。

【答案】（1）f＜u＜2f；投影仪；（2）靠近。

【解析】（1）由数据可知，物距为12、14、16cm时成放大实像，物距等于20cm，即2f时成等大实像，说明成放大实像需物距小于二倍焦距；

物距等于10cm，即u＝f时不成像，物距小于10cm，即u＜f时成虚像，说明成放大实像需物距大于一倍焦距，综上可知，凸透镜成倒立、放大实像条件：2f＞u＞f；

生活中投影仪是利用2f＞u＞f时，成倒立、放大实像的原理工作的；

（2）使物距由20cm变为22cm时，物距变大，则像距变小，像变小，为了在光屏上得到清晰的像，小海应将光屏靠近凸透镜，减小像距。

13．物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：

（1）用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距为　　cm。

（2）图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的　　（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）是利用这一原理制成的。保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向　　（选填“左”或“右”）移动一段距离，像　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（3）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上　　（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。

（4）将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了。使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光线有　　作用。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的　　。

【答案】（1）10.3；（2）照相机；左；变小；（3）没有；（4）发散；前方。

【解析】（1）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：f=40.3cm﹣30.0cm=10.3cm。

（2）由图乙知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的；根据凸透镜成像时，物近像远像变大可知，将蜡烛向左移动时，物距增大，则像距减小，要将光屏向靠近透镜方向移动，才能在光屏上再次得到清晰的像，像变小。

（3）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上溅了一个小泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，大小不变；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像将完好，但亮度会变暗，所以不会出现泥点的影子。

（4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，发散作用是使原来会聚成像的光线推迟会聚，所以将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使光屏远离凸透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像。近视眼是因为晶状体太厚或眼球太长，像成在视网膜的前方。