初中沪教版2.3 透镜成像综合训练题

凸透镜实验题练习（1）2021-2022学年沪教版物理八年级上册第二章

姓名：___________班级：___________

一、实验题

1．某物理学习小组，选择如图所示的四个凸透镜进行探究实验（其中和形状相同、和形状相同，它们分别用玻璃、塑料和水晶制作）．

（1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小组同学应选择图中的哪两个凸透镜做实验？

答：______（填字母序号）．

器材确定后，接着小组同学让一束与主光轴平行的光分别经过两凸透镜后会聚于焦点处，如图甲、乙所示．比较两次实验的现象，可以得到的结论是：凸透镜表面越凸，凸透镜的焦距越______．

（2）如果选择、两个透镜，他们还可以探究“凸透镜的焦距大小与______的关系”．

2．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。

(1)实验前应调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置，使三者的中心在________上。如图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小最亮的光斑。该凸透镜的焦距为_______cm。

(2)如图乙所示摆放蜡烛和凸透镜，移动光屏可在光屏上得到_______、______（选填“倒立”或“正立”、“缩小”或“放大”）的像。

(3)若在图乙所示位置的基础上，保持凸透镜位置不动，将蜡烛移动到35cm刻度线处，可以再次看到清晰的像，此时的像是_______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，日常生活中，______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理。

(4)图乙中，若凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动25cm时，眼睛应在______（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧可以观察到蜡烛的像。

3．在探究“凸透镜成像规律”的实验中：

（1）如图甲，平行光正对凸透镜照射，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则凸透镜的焦距f=______cm；

（2）如图乙，光屏上呈现清晰的像；若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至______cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的像；

（3）如图丙，保持蜡烛位置不变，移动透镜至16cm处，则人眼在图中______处能观察到烛焰的像；

（4）如图丁，在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜，发现光屏上的像由清晰变模糊了，将光屏向透镜移动适当距离后光屏上再次呈现清晰的像，则该眼镜是______（选填“远视”或“近视”）眼镜。

4．如图所示，在探究凸透镜成像规律实验中，让平行光线通过凸透镜，移动光屏使光屏上形成一个最小的亮点。该凸透镜的焦距为_____厘米。保持各器件的位置不变，将平行光源换成烛焰。接着需移动光屏的位置，这样做的目的是为了_____，最终光屏应处在光具座80cm刻度线的_____（选填“左”或“右”）侧，光屏上的像是_____（选填“放大”或“缩小”）的。

5．在探究凸透镜成像的实验中

(1)让凸透镜正对着太阳，得到图甲所示的光路图，由图可测得该凸透镜的 ___________ ；

(2)利用图乙装置进行以下操作：

①为了使像能成在光屏的中央，要调节 ___________ 、凸透镜、光屏，使三者的中心在 ___________ ；

②当蜡烛距凸透镜的位置如乙图所示时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、 ___________ （选填“放大”或“缩小”）的实像，成像情况与此类似的是 ___________ （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）；

③将蜡烛移到距凸透镜5 cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从乙图所示中的 ___________ 侧透过凸透镜直接观察（选填“左”或“右”）。

6．在做“探究凸透镜成像规律”的实验时。小刚使用了如图甲所示的两个口径相同的玻璃凸透镜A、B：

(1)小刚先用凸透镜A做实验。将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心调至________，移动蜡烛，光屏上呈现了烛焰的清晰像，如图乙所示，________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）利用了这样的成像特点；

(2)接着在不改变各元件位置的情况下。小刚用凸透镜B替换凸透镜A。发现光屏上的像变模糊了。他将光屏适当向________（选填“左”或“右”）移动，光屏上再次呈现烛焰的清晰像。

7．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，当向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小；当从水透镜抽水时，水透的焦距将变大。

（1）如图甲所示，一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，则此时水透镜的焦距为______cm。

（2）该同学移动蜡烛，水透镜和光屏至图乙所示位置时，恰能在光屏上看到清晰的像，若仅将蜡烛与光屏位置对调，则在光屏上______（填“能”或“不能”）看到清晰的像。

（3）在图乙所示实验场最下，该同学把自己的眼镜给水透镜“戴上”（如图丙所示），当从水透镜中注入适量的水后，他发现烛焰的像再次变得清晰，由此判断该同学戴的是______眼镜（选填“近视”成“远视”）。

（4）如图1所示为某同学的照片，图2是将图甲中的水透镜紧贴在照片，然后逐渐远离照片，透过透镜所能看照片的像，则在远离的过程中看到的顺序是______。

A．②③④①  B．③②①④  C．②③①④  D．④①②③

8．（一）小明做“探究凸透镜成像规”实验：

（1）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），其成放大像的是图___________

（2）凸透镜的焦距可能是___________

A．5cm    B．8cm     C．10cm    D．15cm

（3）实验后，保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置对调后，在光屏上还会出现一个清晰的像，这时所成的像是___________（放大、等大或缩小）的实像，

（4）在实验中他发现光屏上的像偏下，那么他应该把凸透镜向___________（上或下）调节，使像最终成在光屏的中央。

（二）为了研究眼的成像原理，小明研制了如图所示的实验装置。用水透镜模拟眼的晶状体，通过注水或抽水可改变水透镜凸度大小。注水时，水透镜的焦距变短；抽水时，水透镜的焦距变长。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。

（1）点燃蜡烛后，调节水透镜凸度，直至光屏上成一个清晰倒立、___________（放大、等大或缩小）的实像。

（2）若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离，这时的水透镜相当于___________（远视或近视）眼的晶状体，要使光屏上重新得到清晰的像，可以对水透镜___________（注水或抽水）。

9．小文和同学们到实验室探究光学实验：

(1)在“探究平面镜成像特点”的实验中如图甲所示，小文选取了两个外形相同的蜡烛A和B以及薄玻璃板。用薄玻璃板代替平面镜目的是 _____ 。将蜡烛A放在薄玻璃板前点燃，小文应在蜡烛 ______ （选填“A”或“B”）的一侧观察，同时移动蜡烛B，使它和蜡烛A的像完全重合，若在B处放一个光屏，眼睛需在 ___ 侧（选填“A”或“B”）观察在光屏上是否有蜡烛的像。

(2)若多次改变A的位置，重复上述步骤，观察比较A与B在光具座上所在的位置，可得出结论： ________ ；若保持A的高度不变，将薄玻璃板竖直上移，（选填“需要”或“不需要”） ______ 竖直向上移动，使B与A此时的像再次完全重合。（整个探究过程均忽略燃烧导致的蜡烛长度变化）

(3)在老师启发下，小文将玻璃板换成凸透镜，将蜡烛B换为光屏、“探究凸透镜像规律”的实验，如图乙所示，观察到光屏上呈现清晰，等大的像，则该凸透镜的焦距为 ______ cm；

(4)小文将蜡烛靠近凸透镜，将它移动到光具座33cm刻度线处，发现光屏上的像变得模糊，要使像变清晰，光屏应向 ______ （选填“左”或“右”）适当移动，可制成 _______ 。（选填“照相机”、“投影仪”和“放大镜”）

10．小芳同学做探究凸透镜成像的规律实验，她首先按图所示完成仪器装配，图中H点是2倍焦距处。

(1)经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向______（选填“上”或“下”）调；

(2)调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向______移动（填“左”或“右”），这次成的是倒立______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像；

(3)当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的是______（选填“完整的”或“不完整的”）像；

(4)再把蜡烛移到B点处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放大的______像，要想看到这个像，小芳应从凸透镜的______（选填“右”或“左”）侧透过凸透镜观察；

(5)重新使蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图所示，然后把凸透镜换成平面镜，观察平面镜也能看到一个正立、______（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的蜡烛的像，把光屏移到这个像所在的位置，光屏上______（选填“有”或“没有”）这个像。

参考答案

1．A、C    小    材料   

【详解】

（1）[1]由题图中A、B、C、D可知，根据实验要求，同种材料的只有A和C，且它们的表面弯曲程度不同，故选A、C；

[2]由题图中甲、乙可知，乙图中的焦距小，而乙图中凸透镜的表面弯曲程度比较大，会聚作用强，说明凸透镜表面越凸，焦距越小．

（2）[3]A、B两种材料的透镜表面弯曲程度相同，但材料不同，所以可以探究凸透镜的焦距大小与材料的关系．

2．同一高度    10.0    倒立    缩小    放大    投影仪    光屏   

【详解】

(1)[1]由于通过光心的光线传播方向不变，则实验前应调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置，使三者的中心在同一高度上。

[2]如图甲中一束平行光射向凸透镜，光屏上得到一个最小最亮的光斑，由平行于主光轴的光线折射后经过焦点可知该凸透镜的焦距为

f=40.0cm-30.0cm=10.0cm

(2)[3][4]如图乙所示摆放蜡烛和凸透镜，物距为50.0cm-20.0cm=30.0cm大于2倍焦距，移动光屏可在光屏上得到倒立、缩小的像。

(3)[5][6]若在图乙所示位置的基础上，保持凸透镜位置不动，将蜡烛移动到35cm刻度线处，此时物距为50.0cm-35.0cm=15.0cm，介于1倍焦距与2倍焦距之间，可以再次看到清晰的像，此时的像是放大的像，日常生活中投影仪就是利用这一原理。

(4)[7]图乙中，若凸透镜位置不变，将蜡烛向右移动25cm时，此时物距为30.0cm-25.0cm=5.0cm小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，且物像同侧，眼睛应在光屏一侧可以观察到蜡烛的像。

3．10.0    40    B    远视   

【详解】

（1）[1]由图甲知距离凸透镜光心10.0cm处出现最小最亮的光斑，即该凸透镜的焦距为10.0cm。

（2）[2]由图乙知，此时物距为15cm，像距为30cm，光屏上呈现清晰地像，光路是可逆的，若保持蜡烛和光屏位置不变，移动凸透镜使物距为30cm，像距为15cm即可，所以移动透镜至40cm处。

（3）[3]图丙此时物距为6cm，小于一倍焦距，此时呈现正立放大的虚像，与物体在透镜同一侧，即左侧，所以应该从另一侧同一水平位置B处能看到像。

（4）[4]放上眼镜后，将光屏靠近透镜再次呈现清晰地像，说明该眼镜对光线有会聚作用，即该镜片是凸透镜，凸透镜可用作远视镜。

4．15.0    找到像    左    缩小   

【详解】

[1]凸透镜对光线有会聚作用；将平行光源放在光具座上，让一束平行于主光轴的光线射向凸透镜，移动光屏，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在光屏上一点，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

[2]保持各器件的位置不变，将平行光源换成烛焰，为了在光屏上观察到物体清晰的像，需移动光屏的位置；

[3][4]由图知物距

成倒立缩小实像，此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即

所以

故像在65cm和80cm之间，即最终光屏应处在光具座80cm刻度线的左侧。

5．焦距    烛焰    同一高度上    放大    投影仪    右   

【详解】

(1)[1]让凸透镜正对着太阳，得到图甲所示的光路图，平行于主光轴的光线经透镜折射后过焦点，由图可测得该凸透镜的焦距为10cm。

(2)[2][3]由于通过光心的光线传播方向不变，为了使像能成在光屏的中央，要调节烛焰、凸透镜、光屏，使三者的中心在同一高度上。

[4][5]当蜡烛距凸透镜的位置如乙图所示时，物距小于2倍焦距、大于1倍焦距，像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像，成像情况与此类似的是投影仪、幻灯机、电影放映机。

[6]将蜡烛移到距凸透镜5cm处，物距小于1倍焦距成正立、放大的虚像，此时物像同侧，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从乙图所示中的右侧透过凸透镜直接观察。

6．同一高度    投影仪    右   

【详解】

(1)[1]在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，为了使像呈现在光屏的中央，应该将蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心调至同一高度。

[2]如图乙所示，物距小于像距，光屏上成实像，此时物体在凸透镜的一倍焦距与两倍焦距之间，成的是倒立、放大的像，投影仪是利用这一原理工作的。

(2)[3]由图甲可知凸透镜B比凸透镜A薄，所以凸透镜B折光能力比凸透镜A要弱一些，用凸透镜B替换凸透镜A后，光会聚在光屏的后面，光屏上的像变模糊，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该将光屏适当向右移动。

7．8.0    能    近视    B   

【详解】

（1）[1]一束平行于主光轴的光射向水透镜，在光屏上得到一个最小光斑，这点就是凸透镜的焦点。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=18.0 cm -10.0 cm=8.0 cm

（2）[2]因为光的折射中光路是可逆的，保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置对调，则物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，光屏上能看到清晰的像。

（3）[3]当从水透镜中注入适量的水后，透镜凸起程度变大，对光线的会聚能力变强，像成在光屏的前面，为了使像正好呈在光屏上，应使光线延迟会聚，使所成的像相对于光屏后移，所以应在水凸透镜前放置一块凹透镜，由此判断该同学戴的是近视眼镜。

（4）[4]他将水透镜紧贴在照片，说明物距小于一倍焦距，凸透镜成的虚像是正立、放大的，物体离凸透镜越近，像越接近物体的大小，也就是成的虚像越小，当在一倍焦距内远离凸透镜的过程中，看到的像逐渐变大，故先看到③，然后是②；当大于一倍焦距小于2倍焦距时，成倒立的放大的实像，即看到的为①，继续远离，当物距大于2倍焦距时，看到的是倒立、缩小的实像，即为④，故四个像的顺序为③②①④，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

【点睛】

本题用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，考查凸透镜焦距的测定、光的可逆性及凸透镜的成像规律及近视眼的成因和矫正方法。

8．乙    C    缩小    上    缩小    近视    抽水   

【详解】

（一）(1)[1]像距大于物距时成放大的像，如图乙所示。

(2)[2]图甲成缩小实像，根据凸透镜成像规律

图乙成放大实像，根据凸透镜成像规律

可得

(3)[3]图乙成放大实像，交换物与屏，根据光路可逆，成像清晰，成倒立缩小实像。

(4)[4]物与像倒立，像偏下，说明物偏上，要将透镜向上调节。

（二）(1)[5]根据物距大于像距可知成缩小的实像。

(2)[6][7]蜡烛左移时，像也左移，在屏前，相当于近视眼，要将像重新呈现在屏上，可以对水透镜抽水，减小折射能力。

9．便于观察到所成的像的位置    A    B    像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离    不需要    10.0    右    投影仪   

【详解】

(1)[1]在“探究平面镜成像特点”的实验中如图甲所示，小文选取了两个外形相同的蜡烛A和B以及薄玻璃板，用薄玻璃板代替平面镜目的是便于观察到所成的像的位置。

[2][3]将蜡烛A放在薄玻璃板前点燃，由于平面镜成的是虚像，则小文应在蜡烛A的一侧观察，同时移动蜡烛B，使它和蜡烛A的像完全重合，若在B处放一个光屏，眼睛需在B观察在光屏上是否有蜡烛的像，判断成的是实像还是虚像。

(2)[4][5]若多次改变A的位置，重复上述步骤，观察比较A与B在光具座上所在的位置，可得出结论：像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离；若保持A的高度不变，将薄玻璃板竖直上移，由于像和物关于平面镜对称，像的上下不变、左右互换，则不需要竖直向上移动，使B与A此时的像再次完全重合。

(3)[6]在老师启发下，小文将玻璃板换成凸透镜，将蜡烛B换为光屏、“探究凸透镜像规律”的实验，如图乙所示，观察到光屏上呈现清晰，等大的像，说明物距等于2倍焦距时，像距也在2倍焦距，即

2f=50.0cm-30.0cm=20.0cm

则该凸透镜的焦距为10.0cm。

(4)[7][8]小文将蜡烛靠近凸透镜，将它移动到光具座33cm刻度线处，此时物距为

u=50.0cm-33.0cm=17.0cm

发现光屏上的像变得模糊，要使像变清晰，光屏应向右适当移动，满足当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像，据此可制成投影仪、幻灯机、电影放映机。

10．上    右    缩小    完整    虚    右    等大    没有   

【详解】

(1)[1]相对于凸透镜和光屏，蜡烛的位置偏低，所以它成像的位置在光屏的上面，因此要使蜡烛向上移动。

(2)[2][3]根据凸透镜成像的规律可知，把蜡烛移到A点处，此时物距减小，像距增大，为了得到清晰的像，应把光屏向右移动，此时物距大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像。

(3)[4]小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成完整的像，像的大小不发生变化，只是折射光线减少，会聚成的像变暗。

(4)[5][6]B点位于一倍焦距之内，所以成的是正立、放大的虚像，且像与物同侧，即都在凸透镜的左侧，由于是虚像，只能看到不能成在光屏上，所以要从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察。

(5)[7]重新使蜡烛、凸透镜、光屏三者的位置如图所示，然后把凸透镜换成平面镜，因为平面镜成正立、等大的虚像，故观察平面镜也能看到一个正立、等大的蜡烛的像。

[8]因为虚像不能用光屏承接，所以把光屏移到这个像所在的位置，光屏上没有像。