物理八年级全册（2024）探究：凸透镜成像的规律学案及答案

这是一份物理八年级全册（2024）探究：凸透镜成像的规律学案及答案，共10页。学案主要包含了题型导航，重难题型讲解，能力培优练，链接中考，典例1-1，典例1-2，典例1-3等内容，欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc7881" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc7881 \h 1
\l "_Tc26250" 题型1 凸透镜成像的规律 PAGEREF _Tc26250 \h 1
\l "_Tc23963" 【能力培优练】8
\l "_Tc17864" 【链接中考】31
【重难题型讲解】
题型1 凸透镜成像的规律
1． 凸透镜成像中的相关名词
（1）物距u：物体到透镜光心的距离。
（2）像距v：像到透镜光心的距离。
2． 实像和虚像
（1）实像：
由实际光线会聚形成的像，实像能在光屏上呈现，实像都是倒立的。如小孔成像。
（2）虚像：
由实际光线的反向延长线会聚形成的像，它不能在光屏上呈现，虚像都是正立的。如平面镜成像。
3． 实验：探究凸透镜成像的规律
（1）实验器材及装置图：
凸透镜（焦距已知）、光具座（带刻度尺）、蜡烛、光屏、火柴等。。
（2设计实验：
A.用什么特殊的器材能方便的把物体、凸透镜和光屏摆放在一起？
光具座（上面带刻度尺）。
B.如何确定是虚像还是实像？
能在光屏上呈现的是实像，反之为虚像。
C.如何使像成在光屏中央？
调整烛焰、凸透镜和光屏高度，使三者的中心在同一高度。
（3）实验步骤：
A.将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度。
B.依次将蜡烛放在离凸透镜2倍焦距外、2倍焦距处、f与2f之间，调整光屏位置，使烛焰经凸透镜折射后在光屏上成清晰的像，将观察到的像的情况和物距、像距等记录在表中。
C.将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察能否成像。再继续移动蜡烛靠近凸透镜，观察烛焰在光屏上能否成像。撤去光屏，透过凸透镜观察烛焰的像。将观察到的情况记录在表中。
D.重复几次上面的实验操作，记录观察到的情况。
（4）凸透镜成像规律：
物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像；
物体位于2倍焦距时，成等大、倒立的实像；
物体位于2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像；
物体位于1倍焦距时，不能成像；
物体位于1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。
4． 利用凸透镜的特殊光线验证成像规律
（1）物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像；
（2）物体位于2倍焦距时，成等大、倒立的实像；
（3）物体位于2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像；
（4）物体位于1倍焦距时，不能成像；
（5）物体位于1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像；

【典例1-1】如图，人形机器人正在给汽车做质检工作，其头部安装有摄像头。下列说法正确的是（ ）
A．摄像头的镜头相当于凹透镜
B．摄像头所成的像是倒立的虚像
C．摄像头靠近汽车时像变大
D．摄像头成像的原理与放大镜相同
【典例1-2】如图，蜡烛距凸透镜20cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立缩小像，则该凸透镜的焦距可能是（ ）
A．5cmB．20cmC．30cmD．40cm
【典例1-3】22．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，点燃的蜡烛和光屏分别放在凸透镜的两侧，记录并绘制了像距v与物距u之间关系的图像，如图所示。下列说法正确的是（ ）
①为了找到蜡烛烛焰在光具座0cm处清晰的像，应将光屏向左移动
②当物距u=35cm时，成倒立、放大的实像，投影仪就利用了这条规律
③微风吹过，烛焰向里晃动，则光屏上烛焰的像也向里晃动
④当光屏上成倒立、放大的实像时，若将蜡烛和光屏的位置对调，则光屏上成缩小的实像
A．只有①②正确B．只有②③正确
C．只有③④正确D．只有①④正确
跟踪训练1 《哪吒2》打破了国产动画电影的天花板，也拓宽了全球观众对“中国故事”的想象边界。在电影院放映该影片时，下列说法正确的是（ ）
A．电影放映机的镜头是凹透镜
B．放映时屏幕应置于放映机镜头的二倍焦距内
C．屏幕做的很粗糙是为了让光在屏幕上发生漫反射
D．观影者看到屏幕上的画面是倒立放大的虚像
跟踪训练2 2023年7月1日起，《消防条例》禁止携带电动自行车或其电池进入电梯轿厢，一旦有人违规操作，会被电梯内的摄像头拍摄成像并智能识别，电梯将停止运行并发出声、光警报，如图所示，某次警报时，摄像头凸透镜成像的像距为，则凸透镜的焦距可能为（ ）
A．5mmB．C．D．
跟踪训练3 在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在如图所示的位置时，光屏上恰好成一清晰的像（未画出），下列说法正确的是（ ）
A．该透镜的焦距为30cm
B．此时光屏上成的是倒立缩小的实像
C．将蜡烛向右移动，光屏向右移动能得到清晰的像
D．若遮住凸透镜的上半部分，光屏上无法成像
【能力培优练】
1．如图甲所示，把凸透镜正对着太阳光，可在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。若调节蜡烛、透镜、光屏的位置如图乙时，恰好在光屏上得到一个清晰的像，可得到一个（ ）
A．倒立缩小的实像 B．正立放大的实像 C．倒立放大的实像 D．正立放大的虚像
2．在学习了凸透镜成像规律后，小明同学制作了一个“手机投影仪”，如图所示。将手机和凸透镜分别固定在长30cm的纸盒两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙面上看到手机画面清晰放大的像，下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距可能为12cm
B．墙面与凸透镜的距离一定大于30cm
C．墙面上的像可能是正立放大的虚像
D．若要使墙面上的像变大，只需调整“投影仪”到墙面的距离
3．如图所示是小一用同一照相机拍摄的同一个茶杯的两张照片。在拍摄过程中照相机镜头的焦距不变，下列说法正确的是（ ）
A．照相机的镜头对光线有发散作用
B．茶杯所成的像位于照相机镜头一倍焦距和二倍焦距之间
C．拍摄甲图照片时，照相机镜头离茶杯较近
D．拍摄乙图照片时，茶杯距离照相机镜头小于镜头焦距
4．探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜，当凸透镜距离蜡烛为和时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（ ）
A．第一次的像是缩小的B．第二次的像比第一次大
C．蜡烛和光屏间的距离是D．凸透镜的焦距是
5．某同学利用水透镜探究凸透镜成像实验，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．光屏上成的是倒立、放大的实像
B．照相机是利用此成像原理制成的
C．将蜡烛与光屏对调，光屏上将不能呈现出清晰的像
D．若向透镜注水，要使光屏上的像清晰，光屏需向右移动
6．在练习使用凸透镜的过程中，小明同学观察到下图所示现象，下列光学器件的成像特点与该现象相同的是（ ）
A．放大镜 B．照相机C．投影仪D．汽车的后视镜
7．如图是一副创意毕业照片，它是利用视觉错位一次拍摄而成的。关于拍摄过程和成像原理，下列说法正确的是（ ）
A．照相机的镜头相当于一只凹透镜
B．学生通过镜头成的倒立缩小的实像
C．学生和手到照相机镜头的距离相同
D．手通过镜头成的是正立放大的虚像
8．做“探究凸透镜成像的特点”实验时，将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图所示放置，光屏上呈现清晰的像。则光屏上的像是（ ）
A．倒立、放大的实像B．倒立、缩小的实像
C．正立、缩小的实像D．正立、放大的虚像
9．汽车的发展更加智能，电子后视镜将车辆周围的路况通过摄像头成像在车内的显示屏上，增加后视镜的可视面积，减少驾驶员在车辆行驶过程中的盲区，提高行车安全性等，如图所示。关于这项技术叙述正确的是（ ）
A．摄像头利用光的反射原理成像
B．物体通过摄像头成正立的实像
C．物体通过摄像头成缩小的虚像
D．后车超车时司机通过显示屏看到后车的像逐渐变大
10．如图甲所示的圆柱形鱼缸，有条金鱼紧贴鱼缸内壁、有一只蝴蝶在鱼缸外。透过鱼缸观察鱼和蝴蝶，小红看到了正立的鱼，倒立的蝴蝶。俯视图如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．金鱼向前移，像将变小B．金鱼向前移，像先变小后变大
C．蝴蝶向后移，像将变大D．蝴蝶向后移，像先变小后变大
11．小强探究 “凸透镜的成像规律” 时，如图所示将焦距为 10cm 的凸透镜固定在光具座上50cm 刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧。他将蜡烛依次放置在甲、乙、丙、丁四个位置，每次移动光屏，寻找烛焰清晰的像。关于此实验，下列判断正确的是（ ）
A．做实验时，若选择较为明亮的环境，则实验效果会更好
B．蜡烛在甲位置时，成像规律与生活中的幻灯机的原理相同
C．蜡烛在丁位置时，从透镜右侧透过凸透镜观察到正立、放大的像
D．将蜡烛从乙位置移动到丙，为了光屏上仍能出现清晰的像，需要将光屏向左移动
12．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像（像未画出），下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜的焦距为15cm
B．燃烧的蜡烛不断变短，光屏上成的像会上移
C．将蜡烛与光屏位置互换，光屏上能成缩小的清晰像
D．固定蜡烛和光屏的位置，将凸透镜移到两者的正中间，在光屏上能成等大的像
13．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，光具座上各元件位置如图甲所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中凸透镜的焦距可能是10cm
B．此时光屏上成倒立、缩小的实像
C．照相机是利用该成像规律制成的
D．保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏互换位置，在光屏上不会看到一个缩小的清晰的烛焰像
14．小丽用如图所示的实验探究凸透镜成像规律时，在光屏上得到了烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ）
A．图中的实验现象能够说明幻灯机的成像特点
B．保持凸透镜和光屏不动，仅将蜡烛右移，可在光屏上得到更大的清晰的像
C．保持凸透镜不动，将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上可得到烛焰清晰缩小的像
D．在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜，光屏适当右移可再次成清晰的像
15．现在很多家庭都配备了智能扫地机器人，其避障功能利用了类似凸透镜成像的原理。扫地机器人顶部的传感器相当于凸透镜，当有障碍物靠近时，传感器能感知到物体并避开。若该传感器的焦距为5cm，某次它检测到一个距离它8cm的障碍物，以下说法正确的是（ ）
A．此时传感器成倒立、缩小的实像，像距在5cm到10cm之间
B．此时传感器成倒立、放大的实像，像距大于10cm
C．此时传感器成正立、放大的虚像，像距大于8cm
D．此时传感器成倒立、等大的实像，像距等于10cm
16．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，这时烛焰在光屏上成清晰的像。下列说法中（ ）
①图中凸透镜的焦距可能是12cm
②图中成像特点与投影仪成像特点相同
③把蜡烛适当左移，透镜保持不动，向左适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
④把蜡烛移至45cm处，透镜保持不动，向右适当移动光屏，会再次在光屏上得到清晰的像
A．只有①②正确B．只有①③正确C．只有②④正确D．只有③④正确
17．在做“凸透镜成像”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，在光屏的中央承接到了烛焰的像。则下列说法不正确的是（ ）
A．光屏上的像与照相机成的像性质相同
B．若只升高凸透镜，光屏上的像会向上移动
C．若只将蜡烛向左移动，光屏上还会承接到像
D．若只将凸透镜向左移动，光屏上还会承接到像
18．如图是小明在综合实践活动中用带抽屉的纸盒和凸透镜自制的简易投影仪，将手机放入抽屉中，通过推拉抽屉，能将手机上的画面放大投影到白墙上。下列说法不正确的是（ ）
A．投影仪成倒立、放大的实像
B．若要在墙上正常阅读手机内容，手机应如图所示倒立放置
C．要使墙上的像变大，应减小手机与透镜间的距离且同时增大像距
D．手机到凸透镜的距离应大于透镜的二倍焦距
19．小明用如图所示的无人机拍摄深圳湾夜景。景物通过无人机的摄像头成 （选填“正立”或“倒立”）、缩小的实像；摄像头远离景物的过程中，像的大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。以正在上升的无人机为参照物，路边的建筑物是 （选填“运动”或“静止”）的。
20．如图所示，我州多个学校食堂都安装了一款新的人脸识别支付系统，凭借刷脸就可以完成支付。该支付系统的镜头相当于一个 透镜，刷脸支付时用户人脸经摄像头成倒立、 的实像。
21．如图所示是春晚表演的人工智能“宇树机器人”，动作灵敏是因为“他”搭载的深度相机可以实时感知环境并使其自动调整步态。深度相机的镜头相当于 透镜。当机器人适当靠近物体时，物体经镜头所成像的大小将 。
22．探究凸透镜成像规律实验中，将蜡烛、凸透镜、光屏固定在光具座上图所示位置时，光屏上呈现蜡烛清晰的像（像未画出）。生活中利用这一成像特点制成了 （选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。
23．如图所示，深秋的清晨观察到草叶上形成了串串露珠，透过露珠能够看到远处景物倒立的像，露珠相当于 ，此光学元件对光有 （选填“会聚”或“发散”）作用；在生活中利用该成像原理的仪器有 。
24．近期电影“哪吒2”全球上映，让世界人民感受到了中华民族传统文化的魅力。电影放映机的镜头相当于一个 透镜，银幕应置于放映机镜头的二倍焦距之 （选填“内”或“外”），现众才能看到倒立、放大的 像。
25．探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，光屏上恰好成清晰的像，该像是倒立、等大的实像，此凸透镜的焦距是 cm。凸透镜和光屏位置不动，将蜡烛远离凸透镜，给凸透镜“戴上”合适的 镜（选填“凸透”或“凹透”），可再次获得清晰的像。
26．如图所示，小明手拿水晶球，透过水晶球可以看到建筑物倒立、 （选填“放大”或“缩小”）的像，水晶球相当于 透镜，此时成像原理与生活中的 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）原理相同。
27．图甲是“探究凸透镜成像的规律”实验装置，此时透光光屏上恰能呈现烛焰倒立、 的清晰实像；沿垂直于光具座方向吹动烛焰，使烛焰向纸内晃动，此时若在透光光屏上看到如图乙所示的像，则观察者处于位置 选填“A”或“B”。
28．如图所示，在一些博物馆里，为了方便游客观察一些比较小巧精密的物品时，往往会配一透镜来观察。此透镜对光线具有 作用，若该透镜的焦距为f，则物品与透镜的距离应 （选填“小于f”“大于2f”或“大于f且小于2f”）。
29．如图所示的照片“脚踩棒棒糖风火轮”，只需要拍摄者用手机错位拍摄即成，在拍摄过程中， （选填“棒棒糖”或“人”）距离手机比较远，为了达到棒棒糖和人一样大的拍摄效果，可以采取的措施是 。
30．工匠师维护精密仪表时，在眼睛前戴一个凸透镜，便于观察仪表的细微之处，如图所示。
(1)凸透镜对光线有 的作用；
(2)凸透镜与仪表的距离应在凸透镜的 焦距范围之内；
(3)通过凸透镜看到的是仪表 （填“正立”或“倒立”）的像，像的位置与仪表的位置在凸透镜的 侧。
31．2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，如图，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，在硅片上成像越小芯片制程越小。由原理可知，缩图透镜是 （填“凹”或“凸”）透镜。这次我国直接从90nm突破到了22nm制程的芯片，如果缩图透镜相同，则要将掩膜向 （填“上方”或“下方”）移动。
32．图甲是一幅立在桌面上的课本插图，透过水杯，插图中的女生变“胖”了，还掉头面向右侧，如图乙，此时水杯相当于一个 ，要想使观察到的女孩变“瘦”一点，应适当将水杯 （选填“远离”或“靠近”）插图。
33．某兴趣小组利用凸透镜、光具座、“F”形电光源、光屏等器材“探究凸透镜成像规律”。实验装置如图所示。
(1)小组同学测量凸透镜焦距的实验如图甲所示，则此凸透镜的焦距为 cm；
(2)在如乙图所示的情境中，光屏上呈清晰的像，生活中 就是利用这个原理制成的；
(3)若将“F”形电光源移到光具座45cm处时，发现无论怎样移动光屏，都无法在光屏上看到“F”形电光源的像，原因是 。此时要想观察到“F”形电光源的像，应在 （选填“光源一侧”或“光屏一侧”）观察；
(4)另一个同学用同样的器材进行实验探究如图丙所示，发现也能在光屏中央得到完整且清晰的像，于是该同学认为实验前不需要调整三者的中心在同一高度，你认同吗？并说明理由 。
34．如图所示的装置“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)实验前应调节烛焰、凸透镜、光屏，使它们的中心在同一水平高度，这样做的目的是 ；
(2)当蜡烛与凸透镜的位置如图所示时，在光屏上可得到烛焰清晰的、 （选填“放大”或“缩小”）的像，生活中利用此成像规律制成的光学仪器是 （选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）；
(3)保持蜡烛与凸透镜位置不变，用另一个凸透镜替换原透镜，发现需将光屏向右移动才能在光屏上重新得到清晰的像，此时像与原来的像相比 （选填“变大”或“变小”），新换用的凸透镜的焦距 （选填“大于”或“小于”）原凸透镜的焦距；
(4)如果小明只将图中的凸透镜换成薄玻璃板，前后移动光屏，他 （选填“能”或“不能”）在光屏上直接观察到烛焰的像，原因是所成的像是 像。
35．小明探究凸透镜的成像规律：
(1)如图甲所示，小明让凸透镜正对平行光，调整凸透镜到光屏的距离，光屏上会出现一个很小、很亮的光斑，则该凸透镜的焦距 ；
(2)小明在组装器材时，将蜡烛点燃并调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在 上，目的是让烛焰的像成在光屏中央；
(3)如图乙所示，小明将凸透镜固定在50cm刻度线处，当蜡烛距凸透镜40cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个倒立、 （选填“缩小”“等大”或“放大”）的实像，利用该成像规律制成的光学仪器是 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；若将蜡烛向右移一小段距离，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 （选填“左”或“右”）移动调节；若凸透镜的位置不变，调换蜡烛和光屏的位置， （选填“仍能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像。
(4)小明在实验过程中，光屏上得到清晰的像，突然一只飞虫落到了凸透镜表面上，则光屏上出现___________。（填字母选项）
A．飞虫的像B．飞虫的影子C．仍是烛焰的像D．烛焰的像和飞虫的影子
【链接中考】
1．（2026·湖南长沙·中考真题）晚上看电视时，小星将一个凸透镜在电视机和对面墙壁之间来回移动，发现移动到某位置时，墙上清晰地呈现出电视画面倒立缩小的像。这个像与下列哪种光学器材的成像情况相同（ ）
A．放大镜B．照相机C．投影仪D．平面镜
2．（2026·河北·中考真题）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小明发现光屏上承接到的清晰的像与光源大小相等，下列说法正确的是（ ）
A．光屏上的像是虚像
B．透镜到光屏的距离与到光源的距离相等
C．仅将透镜向光屏方向适当移动，光屏会再次承接到清晰的像
D．光源靠近透镜，同时光屏远离透镜，光屏会承接到清晰的像且越来越小
3．（2026·福建·中考真题）如图，修表师傅可通过“寸镜”看清手表微小结构。“寸镜”内部有一个凸透镜，使用时手表到凸透镜的距离应（ ）
A．小于1倍焦距B．等于1倍焦距
C．大于2倍焦距D．在2倍焦距与1倍焦距之间
4．（2026·四川乐山·中考真题）每年5-6月，金口河大瓦山“转转花”竞相绽放，游客们纷纷用手机拍下这美丽的景象。关于此景象，下列说法正确的是（ ）
A．游客能看到美丽的“转转花”，说明“转转花”是光源
B．“转转花”的影子，是由于光的直线传播形成的
C．用于拍摄“转转花”的手机镜头相当于凹透镜
D．在拍摄时，“转转花”需位于手机镜头的一倍焦距以内
5．（2026·四川德阳·中考真题）小刘用焦距为10cm的凸透镜探究成像规律。当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，蜡烛在光屏上所成的像是（ ）
A．倒立、等大的实像
B．倒立、放大的实像
C．倒立、缩小的实像
D．正立、放大的虚像
6．（2026·河南·中考真题）如图为某同学用自制的水凸透镜进行实验探究的情景，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像（像未画出），该像是倒立、 （填“放大”或“缩小”）的实像。将蜡烛向左移动一小段距离后，保持水凸透镜、蜡烛的位置不变，为使光屏上再次成清晰的像，请写出一种简单可行的操作方法： 。
7．（2026·内蒙古·中考真题）小丽把红、黑两支铅笔（红笔在左、黑笔在右）竖立在一个装水的圆柱形玻璃杯后面。如图甲，从正前方透过玻璃杯观察，看到的现象如图乙所示。请你描述图乙中的现象并说明其形成的原因。