物理八年级上册4.2 透镜精品一课一练

第16课  凸透镜成像的规律

知识点01  凸透镜成像规律

凸透镜成像规律

(1) 规律总结：一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。

① 一焦分虚实：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像

② 二焦分大小：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外）；物距大于二倍焦距成缩小的。

③成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。

④成虚像时，物近像近，像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。

【即学即练1】用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙时，在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是（　　）

A．凸透镜的焦距是

B．图乙中烛焰成的是倒立放大的像

C．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同

D．保持凸透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离凸透镜，烛焰仍可在光屏上成清晰的像

答案　C

解析　A．平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于点F，点F即为此透镜的焦点，从焦点到透镜中心的距离即为焦距，由图甲知，该透镜的焦距为,故A错误；

B．在图乙中，物距

像距

物距大于像距，由凸透镜成像规律可知，图乙中烛焰成的是倒立缩小的实像，故B错误；

C．由凸透镜成像规律可知，当

时，成倒立缩小的实像，应用于照相机，故C正确；

D．保持凸透镜、光屏位置不变，将蜡烛远离凸透镜，物距增大，根据凸透镜成像规律知，像距减小，烛焰的像成在光屏前，故D错误。

故选C。

知识点02  凸透镜成虚像的条件

成虚像的条件

(1)    成正立放大虚像时，物距，此事物像同侧。

(2)    光路图：

【即学即练2】在研究凸透镜成像实验中，当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，眼睛通过透镜观察到的虚像可能是图中的（　　）

A． B．

C． D．

答案 B

解析 A．当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，成的是正立的虚像，故A不符合题意；

BC．当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，成虚像的原理图为

故B符合题意；C不符合题意；

D．当烛焰离凸透镜的距离小于焦距时，成的是正立的放大的虚像，故D不符合题意。

故选B。

知识点03  凸透镜成实像的条件

成实像的条件

(1) 成倒立缩小实像时，物距，像距。

(2) 成倒立放大实像时，物距，像距。

(3) 成倒立等大实像时，物距u=2f，像距v=2f.

【即学即练3】如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（　　）

A．甲处可能成的是虚像 B．乙处像可能是放大的

C．P点位置在甲的左侧 D．蜡烛的移动方向向左

答案 B

解析 ACD．由题意可知，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，根据物距变大，像距变小，像变小可知，像在不断的靠近凸透镜，因此凸透镜在乙的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在远离凸透镜，因此蜡烛向右移动；由于甲处的像成在光屏上，因此甲处只能成实像，故ACD不符合题意；

B．由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，若物距大于1倍焦距小于2倍焦距，乙处成放大的实像；若物距大于2倍焦距，成缩小的实像；若物距等于2倍焦距，成等大的实像，故B符合题意。

故选B。

考法01  考察对凸透镜成像规律的理解

【典例1】在“探究凸透镜成像规律”的实验中，一同学记录并绘制了物距u和像距v间的关系图像，依据图判断合理的是（　　）

A．焦距是20cm

B．u＝15cm时，成放大的虚像

C．u＝25cm时，成缩小的实像

D．物距u增大时，像距v也增大

答案 C

解析 A．当物距等于二倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像，此时像距等于物距，都等于二倍焦距；分析图像可知，u＝20cm时，v＝20cm，所以2f＝20cm，则焦距f为10cm，故A错误，不符合题意；

B．由图知f＝10cm，当u＝15cm时，在光屏上能得到一个倒立、放大的实像，故B错误，不符合题意；

C．由图知f＝10cm，当u＝25cm时，在光屏上能得到一个倒立、缩小的实像，故C正确，符合题意；

D．当物距大于焦距时，凸透镜成实像，此时物距增大，像距减小，像变小，故D错误，不符合题意。

故选C。

考法02  考察凸透镜成虚像时的像距和物距

【典例2】把放大镜正对太阳光，可在距放大镜10cm处得到一个最小最亮的光斑；若用此放大镜来放大观察邮票上的细小部分，则邮票到透镜的距离应该（　　）

A．小于10cm B．等于10cm

C．在10cm到20cm之间 D．大于20cm

答案 A

解析凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在焦点，并且焦点到光心的距离为焦距，因此透镜的焦距为

若用此放大镜来放大观察邮票上的细小部分，物距应小于焦距时，所成像是正立放大的虚像，则邮票到透镜的距离应该小于焦距f，即

故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

考法03  考察凸透镜成实像时的像距和物距

【典例3】在天宫课堂中，王亚平制作了一个水球，透过水球可以看到她倒立、缩小的像，如图甲所示；随即她调整与水球间的距离，她的像逐渐变大。如图乙所示下面，说法正确的是（　　）

A．在这个过程中所成的像不能够用光屏呈接

B．像逐渐变大，是因为王亚平和水球间的距离变大

C．在图乙中王亚平到水球的距离小于水球的焦距

D．成像原理与照相机相似

答案 D

解析 A．水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，此时成的是倒立、缩小的实像，能够用光屏呈接，故A错误；

B．根据凸透镜成像规律可知，成实像时，物近像远像变大，像逐渐变大，是因为王亚平和水球间的距离变小，故B错误；

C．在图乙中成的是倒立、缩小的实像，王亚平到水球的距离在二倍焦距之外，故C错误；

D．透过水球可以看到她倒立、缩小的实像，与照相机的原理相同，故D正确。

故选D。

考法04  根据物像关系求凸透镜的焦距

【典例4】如图所示是某凸透镜成实像时，像距v和物距u变化关系图像。分析图像中有关数据可知（　　）

A．该凸透镜的焦距为20cm

B．该凸透镜的焦距为10cm

C．成实像时，物距增大时，像距也增大

D．当物距u=15cm时，成的是倒立缩小的实像

答案 B

解析 AB．由图像可知，当像距等于物距时u=v=2f=20cm

解得f=10cm

所以该凸透镜的焦距是10cm，故A不符合题意，B符合题意；

C．由图像可知，成实像时，物距增大时像距减小，故C不符合题意；

D．当物距u=15cm，此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，故D不符合题意。

故选B。

题组A  基础过关练

1. 如图所示，小明将凸透镜（）固定在光具座40cm刻度线处来探究凸透镜成像的规律（光屏上成像且清晰），下列说法正确的是（　　）

A．将蜡烛放在35cm刻度线处，移动光屏，光屏上仍能得到清晰的像

B．当光屏上成清晰的像时，拿开光屏，眼睛在一定范围内仍能看到像

C．此时图中的成像特点与投影仪的成像特点相同

D．在凸透镜左侧附近放一近视眼镜，光屏向左移动光屏上可再次得到清晰的像

2. 在探究“凸透镜成像规律”的实验中，将点燃的蜡烛放在距凸透镜24cm处，在透镜另一侧距透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（　　）

A．光屏上所成的是倒立、放大的实像

B．该透镜的焦距f一定满足8cm<f<12cm

C．将点燃的蜡烛移至距透镜8cm处，不能观察到烛焰放大的虚像

D．透镜位置不变，蜡烛和光屏位置互换，光屏上不能得到烛焰清晰的像

题组B  能力提升练

1. 一个焦距为10cm的凸透镜，当蜡烛距它25cm时，在光屏上得到一个清晰的像，此成像原理与 _____（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）相似；将蜡烛向透镜移近17cm后，光屏上 _____（选填“能”或“不能”）承接到像。

2. 如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏在同一高度，此时烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像。若保持蜡烛和光屏的位置不变，将凸透镜向A端移动适当距离，则在光屏上可得到一清晰___________（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；若保持凸透镜的位置在50cm刻度处不变，将蜡烛移动到20cm刻度处，为使烛焰在光屏上成一清晰的像，应向___________（选填“A”或“B”）端适当移动光屏。

题组C  培优拔尖练

1. 有些轿车的可视倒车影像系统是在车尾牌照的上方装一个摄像头（图中圈内），当汽车挂上倒挡时，倒车影像系统自动启动，摄下的图象显示在屏上。若摄像头焦距为0.5m，某次倒车，车后2m处的物体要能清晰成像，则下列说法正确的是（　　）

A．车后的物体成放大的像

B．与小孔成像原理一致

C．镜头相当于凸透镜，像距可以为0.4m

D．倒车过程中，显示在屏中的像越来越大

2. 小明同学利用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验。凸透镜固定在光具座50cm刻度处。

（1）实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到同一高度，目的是 ___________。实验时蜡烛固定在40cm刻度处时，移动光屏，在光屏上始终得到一个大小不变的光斑，则该凸透镜的焦距为 ___________cm；

（2）当他将三个元件移动到如图所示的位置时，光屏上恰好出现了烛焰倒立、___________（选填“放大”、“缩小”成“等大”）的清晰实像，利用该成像规律制成光学仪器是 ___________（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；

（3）在成像清晰的情况下，用一张不透明纸把透镜上半部分遮挡住，看到的像会如何变化？___________（选填“像部分消失”、“像完整亮度不变”或“像完整亮度变暗”）；

（4）将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，其他元件不动，为了使光屏上再次得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放置一个 ___________（选填“凸”或“凹”）透镜；

【拓展】若题（2）中保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜移动到 ___________cm刻度处时，仍能在光屏上成清晰的像，依据是 ___________。