新人教版 八年级物理上学期期末复习重难点+练习40讲 第32讲凸透镜成像规律培优训练（含解析）

第32讲 凸透镜成像规律培优训练

题型一 探究凸透镜成像规律

1.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰放大的像．要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是（　　）

A．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动

B．透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动

C．透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动

D．蜡烛不动，透镜不动，光屏靠近透镜移动

【答案】A

【解析】根据提供的图示可知，物距小于像距，成倒立放大的实像．要使光屏上呈现倒立、缩小的实像，就要增大物距，同时减小像距，所以在凸透镜不动时，蜡烛远离凸透镜，同时光屏靠近凸透镜．

2.（多选）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，下列说法正确的是（　　）

A．为了便于观察实验现象，实验的环境应该亮一些为好

B．实验前将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，应使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上

C．将器材调整好后，把蜡烛放在大于二倍焦距的某位置，移动光屏找到像，此时，如果将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，要想找到像，光屏应向靠近凸透镜的方向移动

D．实验过程中，蜡烛烧短后，光屏上烛焰的像将会向上移动

【答案】BCD

【解析】A、为使实验现象更加明显，实验环境应该比较暗，这样成的蜡烛的像更加清晰．故A错误；

B、点燃蜡烛，调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，这样做可使实验中的实像基本能成在光屏中心，故B正确；

C、凸透镜成实像时，物近像远像变大；此时，如果将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，要想找到像，光屏应向靠近凸透镜的方向移动，故C正确；

D、由于成的实像是倒立的，所以蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像就应该越向上移动，故D正确．

3.小峰在探究凸透镜成像规律之后，又对凸透镜的焦距与其凸起程度的关系进行了探究：

（1）小峰第一次选取一个凸起程度较小的凸透镜，测量焦距的实验如图甲所示，测得的焦距为______．

（2）第二次他又选用一个凸起程度较大的凸透镜，测得的焦距为8cm，由这两次实验可得出的初步结论：______．

（3）小峰回想起白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带（如图乙所示），受此启发，于是他选取焦距为10cm的凸透镜，用红光和蓝光来进行图甲的实验，实验结论：对同一凸透镜，______的焦距大些．

（4）在用焦距为10cm的凸透镜探究成“等大实像”的实验时，老师发现有两个小组所测像距分别为17.5cm和22cm，与理论像距20cm相比偏差较大．若不是因为长度测量方法错误和测量误差导致的，请分析出现这种情况的原因：______．

【答案】（1）10.0cm；（2）材料和横截面积相同的凸透镜，凸面程度越大其焦距越小；（3）红光；（4）光屏上还没有出现清晰的像时就测出了像距．

【解析】（1）焦点到透镜中心的距离为焦距，刻度尺的分度值为1cm，此时读数为10.0cm，即透镜焦距为f=10.0cm；

（2）由图甲可知，第一次测得凸透镜的焦距为10cm；根据1、2次的实验数据可知，材料和横截面积相同的凸透镜，凸起程度越大其焦距越小；

（3）用红光和蓝光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、蓝光对凸透镜的焦距不相同．红色光较蓝色光偏折能力弱，所以红色光对凸透镜的焦距大；蓝光入射时焦距小些．

（4）同一凸透镜，物距一定，像距一定，小组实验的像距不同，是因为光屏上还没有出现清晰的像就测像距．

4.关于凸透镜成像实验，完成以下内容：

（1）首先应将蜡烛、凸透镜和______依次固定在光具座上，并调节它们的中心在同一高度．

（2）图中O为凸透镜的光心，F为焦点，请画出烛焰上的S发出的三条光线（中间一条光线平行于主光轴）经凸透镜后的出射光线，并确定其像的位置S′．

（3）实验中当物距u等于焦距f时，某同学却发现在光屏一侧透过凸透镜看到了烛焰正立放大的像．对此下列解释合理的是______．

A．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距

B．因为烛焰有一定的宽度，实际上它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距

C．这是烛焰发出的光经凸透镜表面反射形成的像．

【答案】（1）光屏；

（2）见下图；

（3）B．

【解析】（1）在做凸透镜成像规律实验时，首先应将蜡烛、凸透镜和光屏依次固定在光具座上，并调节它们的中心在同一高度为了使像成在光屏的中心；

（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，通过光心的光线经凸透镜折射后方向不变，如图所示，S′为像点：

（3）据题可知，此时成的是正立、放大的像，故

A、若它的某些部分到凸透镜的距离稍大于焦距，即蜡烛处于1倍焦距和2倍焦距之间，应该成一个倒立、放大的实像，故错误；

B、若它的某些部分到凸透镜的距离稍小于焦距，即在1倍焦距以内，此时看到一个正立、放大的虚像，故B正确；

C、若是通过透镜的表面反射成像，成的是正立、等大的虚像，故C错误．

5.小华进行“探究凸透镜成像规律”的实验．如图所示，实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、两个焦距不同的凸透镜A和凸透镜B、平行光光源（接通电源后可发出平行光）、光具座等器材．

（1）小华首先测量凸透镜A的焦距：将凸透镜A固定在光具座上50cm刻线处，平行光光源发出平行于透镜主光轴的平行光照射到凸透镜A上，在透镜另一侧移动光屏直到光屏上的光斑最小，如图甲所示，凸透镜A的焦距f1=______cm；

（2）如图乙所示，保持凸透镜A位置不变，将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时，移动光屏，在光屏上可以得到烛焰倒立、放大的______像（选填“虚”、“实”）；

此成像特点常应用在______（选填“放大镜”、“照相机”或“幻灯机”）上；

（3）保持蜡烛位置不变，小华用焦距为f2的凸透镜B替换凸透镜A，将凸透镜B固定在光具座上50cm刻线处．通过移动光屏，在光屏上得到烛焰倒立、缩小的像．由此现象可以判断：凸透镜A和凸透镜B的焦距大小关系为f1______f2（选填“小于”或“大于”）．

【答案】（1）10；（2）实；幻灯机；（3）大于．

【解析】（1）由图知，光点到凸透镜的距离为10.0cm，所以凸透镜的焦距为10.0cm．

（2）如图乙所示，保持凸透镜A位置不变，将点燃的蜡烛放在光具座上35cm刻线处时，物体处于1倍焦距和2倍焦距之间，移动光屏，此时应该能成一个倒立、放大的实像，幻灯机、投影仪都是根据这个原理制成的．

（3）蜡烛和凸透镜的位置不变，凸透镜A成放大的实像，说明此时物距处于1倍和2倍焦距之间；凸透镜B成缩小的实像，说明物距大于2倍焦距．因此凸透镜B的焦距小于凸透镜A的焦距．

6.小华在做探究凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏至65cm刻度线处，使烛焰在光屏上成清晰的像．如图所示．请结合此实验完成下列问题：

（1）如图所示的实验现象能够说明______的成像特点．

A．照相机B．幻灯机C．放大镜

（2）保持透镜在50cm刻度线处不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应该进行的操作是______．

A．将蜡烛左移，光屏左移B．将蜡烛左移，光屏右移

C．将蜡烛右移．光屏左移D．将蜡烛右移．光屏右移

（3）保持透镜在50cm刻度线处不动，若将点燃的蜡烛放在光具座上80cm刻度线处，将光屏放在光具座上透镜的左侧，通过移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰______的像．

A．倒立放大B．倒立缩小C．正立放大．

【答案】（1）A；（2）D；（3）B．

【解析】（1）如图所示，物距大于像距，此时成倒立缩小的实像，能够说明照相机的成像原理，故A符合题意；

（2）保持透镜在50cm刻度线处不动，如果想在光屏上得到更大的清晰的像，应使物距缩小，则像距变大，所以应将蜡烛右移，同时光屏也向右移．故D符合题意；

（3）保持透镜在50cm刻度线处不动，若将点燃的蜡烛放在光具座上80cm刻度线处，则此时物距大于2f，将光屏放在光具座上透镜的左侧，通过移动光屏，在光屏上可呈现烛焰清晰的倒立缩小的实像．故B符合题意．

7.同学们做“探究凸透镜成像的规律”的实验，请回答以下问题

（1）要调整凸透镜、光屏和烛焰使它们的中心在同一高度，你认为下面几种调整方法最方便合理的是______．

A．眼睛平视，视线与光具座平行，利用“三点一线”把“三心”调整到同一高度；

B．用刻度尺一个一个的测量，可以很准确地控制“三心”在同一高度；

C．把蜡烛，透镜，光屏在光具座上移到一起，调整“三心”在同一高度，然后再分开．

（2）同学们测量并绘制出物距u和像距v关系图像如图甲所示，该凸透镜的焦距是______cm；

（3）当蜡烛、凸透镜和光屏按如图乙所示的位置放置时，光屏上得到______（放大/等大/缩小）像，若光屏适当远离凸透镜，凸透镜和蜡烛不动，要想在光屏上得到清晰的像，可以在凸透镜前加一个______（“凸透镜”、“凹透镜”）．

【答案】（1）C；（2）10；（3）放大；凹透镜．

【解析】（1）要调整凸透镜、光屏和烛焰使它们的中心在同一高度，最方便合理的调节方法是把蜡烛，透镜，光屏在光具座上移到一起，调整“三心”在同一高度，然后再分开；

（2）因为物距u=2f，v=2f成倒立等大实像，由甲曲线图可知u=2f=20cm，v=2f=20cm，则该透镜的焦距为10cm；

（3）由乙图可知u=20cm-5cm=15cm，此时的物距位于1倍焦距和2倍焦距之间，所以移动光屏，将会承接到倒立放大的实像；若光屏适当远离凸透镜，凸透镜和蜡烛不动，要想在光屏上得到清晰的像，可以在凸透镜前加一个凹透镜，因为凹透镜对光线有发散作用．

考点二 凸透镜成像规律及应用

8.如图所示，将凸透镜固定在光具座上某位置（图中未标出），点燃的蜡烛放在光具座上的a点，调节光屏的位置，在光屏上得到烛焰清晰倒立缩小的像．将蜡烛从a点滑到b点后，再移动光屏，屏上得到清晰的像变小．则（）　　

A．凸透镜位于a点左侧

B．凸透镜位于b点右侧

C．蜡烛在a点时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距

D．蜡烛在b点时，像距大于二倍焦距

【答案】A

【解析】（1）将蜡烛从a点滑到b点后，在屏上得到清晰的像变小，则说明像距在变小，物距在变大，而凸透镜固定在光具座上位置不变，所以凸透镜应位于a点的左侧．故A符合题意，B不符合题意．

（2）当点燃的蜡烛放在光具座上的a点时，在光屏上得到烛焰清晰缩小倒立的像，所以从凸透镜成像的规律可知，此时物距应大于二倍焦距．故C不符合题意．

（3）蜡烛在a点时，成倒立、缩小的实像；当蜡烛在b点时，仍然成倒立、缩小的实像，此时物距应大于二倍焦距，像距应大于一倍焦距小于二倍焦距．故D不符合题意．

9.如图所示，是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况，以下器材利用这一成像原理的是（）

A．放大镜

B．电影放映机

C．照相机

D．投影仪

【答案】C

【解析】由图知，光屏上是倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像规律，此时u＞2f，像的位置在f＜v＜2f；照相机是根据这个原理制成的．

10.小明将凸透镜紧靠如图甲所示的一幅卡通图片，然后将凸透镜逐渐远离图片的过程中，通过凸透镜观察到如图乙所示四个不同的像，则四个像出现的先后顺序是（）

A．③②④①

B．③②①④

C．②①③④

D．①②③④

【答案】C

【解析】小明将凸透镜紧靠卡通图片，说明物距小于一倍焦距，凸透镜成的是正立放大的虚像，所以首先看到的是②，当在一倍焦距以外，远离凸透镜的过程中，看到的像逐渐减小，并且成的是倒立的实像，所以剩余三幅图片的顺序是①③④，故四个像的顺序为②①③④．

11.下列光学设备中，应用的原理与如图5所示的凸透镜成像规律相同的是（）

A．幻灯机

B．老花镜

C．照相机

D．放大镜

【答案】C

【解析】根据凸透镜的成像规律，由图可知，物距大于像距时，成的是倒立缩小的实像.照相机是根据这个原理制作的.

12.某同学在做“研究凸透镜成像规律”的实验，当他把光屏移到距凸透镜如图所示的位置时，刚好在光屏上呈现清晰的像，则该像的性质表述正确的是（）

A．正立放大的实像

B．倒立放大的实像

C．倒立缩小的实像

D．一定是倒立的实像，但放大或缩小无法确定

【答案】B

【解析】由图可知，像在光屏上，所以为实像，像距大于物距，所以是倒立放大的实像.

13.小林同学做“探究凸透镜成像规律”的实验中，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（像未在图中画出来），下列说法正确的是（）

A．光屏上形成的是烛焰倒立等大的实像

B．图中成像特点与照相机成像特点完全相同

C．将蜡烛移到光具座10cm刻度线处，保持凸透镜和光屏不动，光屏上仍可成清晰的烛焰像

D．将蜡烛移到光具座40cm刻度线处，保持凸透镜不动，无论怎样移动光屏，它上面都得不到清晰的蜡烛像

【答案】D

【解析】A、由图可知，物距u=25cm，v=40cm，物距u＜v，成倒立放大的实像，故A错误；

B、u＜v，成倒立放大的实像，与投影仪的成像原理相同，故B错误；

C、将蜡烛移到光具座10cm刻度线处，保持凸透镜和光屏不动，此时物距u=40cm，由光路可逆，可以知道v=25cm，故C错误；

D、由图可知，像距v＞2f，2f＞u＞f，所以20cm＞f＞12.5cm，当将蜡烛移到光具座40cm刻度线处，此时物距u=10cm＜f，焦点内不成像，故D正确．

14.某同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验,在光屏、透镜及烛焰的相对应位置如图所示时,恰能在光屏上得到一个清晰的像.由此判断,他所用凸透镜的焦距是（）

A．一定大于20cm

B．一定在8cm到10cm之间

C．一定小于8cm

D．一定在10cmg到16cm之问

【答案】B

【解析】根据凸透镜的成像规律，凸透镜成实像时，u＞v，成倒立、缩小的实像，像距在2f>v>f；由图可知：u=20cm，v=16cm，u＞v；此时的像是倒立缩小的实像；

则u=20cm＞2f，2f＞16cm＞f，

解得10cm＞f＞8cm．

15.如果物体离凸透镜22厘米时，能在光屏上得到一个清晰的倒立缩小的像，则下列判断正确的是（）

A．如果物距小于11厘米时，一定成实像。

B．如果物距等于11厘米时，一定成放大的实像

C．如果物距大于11厘米时，一定成放大的实像

D．改变物距，当像距为22厘米时，在光屏上得到的是放大的像

【答案】D

【解析】根据题意:光屏上得到倒立缩小的实像，物体离凸透镜22cm，根据凸透镜成像规律，u=22cm＞2f，所以f＜11cm.

A.如果物距小于11cm时，u＜f，成正立、放大的虚像，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，不符合题意；

B.如果物距等于11cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，u=2f，成倒立、等大的实像．2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，不符合题意；

C.如果物距大于11cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，u=2f，成倒立、等大的实像．2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，不符合题意；

D.当像距为22cm时，v＞2f，成倒立、等大的实像，符合题意.

16.小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，根据测得的数据得到了物距u跟像距v之间关系的图象，如图所示，则下列判断正确的是（）

A．该凸透镜的焦距是20cm

B．当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像

C．把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小

D．当u=25cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的

【答案】C

【解析】A、u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像.根据图像，u=v=2f=20cm，所以f=10cm．故A错误．

B、当u=15cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．故B错误．

C、物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，凸透镜的物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小．故C正确．

D、当u=25cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机．故D错误．

17.如果不慎在照相机的镜头上粘上一个灰尘颗粒（如图），那么拍摄的相片（）

A．其上部将出现一个黑点

B．其下部将出现一个黑点

C．其上部和下部皆无黑点

D．其上部和下部各出现一个黑点

【答案】C

【解析】照相机的镜头是一个凸透镜．

物体有无数点组成，物体上任一点射向照相机镜头有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像．当照相机的镜头上沾上一个黑点，还有另外的许多光线，经凸透镜折射会聚成像，所以所拍照片不会存在小黑点.

18.（多选）小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图所示两种情景．以下说法中正确的是（）

A．甲图中成的是虚像；乙图中成的是实像

B．甲图中书本在凸透镜2倍焦距以外；乙图中书本在凸透镜l倍焦距以内

C．甲图中凸透镜靠近书本，所成的像变小；乙图中凸透镜远离书本，所成的像也变小

D．甲图中成像规律可应用于投影仪；乙图中成像规律可应用于照相机

【答案】AC

【解析】A.实像都是倒立的，虚像都是正立的，甲图中成的是虚像；乙图中成的是实像，故A正确；

B.甲图成正立放大的虚像，物距小于焦距；乙图成倒立放大的实像，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，故B错误；

C.甲图成虚像，物距变小，像变小；乙图成实像，物距变大，像变小，故C正确；

D.甲图中成像规律可应用于放大镜；乙图中成像规律可应用于投影仪，故D错误.

19.（多选）如图所示，a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点.下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（）

A．照相机是根据物体放在a点时的成像特点制成的

B．幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的

C．使用放大镜时的成像情况与物体放在d点时的成像情况相似

D．人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似

【答案】ABC

【解析】A、物体放在a点，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机，符合题意；

B、物体放在c点，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机，符合题意；

C、物体放在d点，u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜，符合题意；

D、物体在F点时，此时的物体在焦点上，此时物体不成像，而人的眼睛与物距大于二倍焦距时凸透镜成像情况相似，故D不符合题意.

故选ABC.

20.如图所示，小勇利用焦距为10cm的放大镜看自己的手指纹时，应将手指放在距放大镜_______（填“大于”、“小于”或“等于”）10cm的位置.当他将手臂伸直，用这个放大镜看窗外远处的物体时，他所看到的是倒立的、_______（填“放大”、“缩小”或“等大”)的实像.

【答案】小于；缩小

【解析】放大镜是利用了凸透镜在物距小于一倍焦距时的成像情况工作的．看自己的手指纹时，凸透镜作为一个放大镜使用，因为焦距为10厘米，故应将凸透镜放在距手指小于10cm的位置；用凸透镜去观察窗外远处的景物，此时的物体距凸透镜的距离要大于该透镜的2倍焦距，由凸透镜成像规律可知，成的是倒立缩小的实像.

考点三 利用三条光线解决透镜成像问题

21.AB是物体，A’B’是经过凸透镜所成的像，CC’是主光轴.在下图中画出凸透镜位置并标出透镜右焦点F.

【答案】

【解析】连接AA'并延长与主光轴的交点就是凸透镜的光心位置，即凸透镜位置；

过A点作主光轴的平行线，交凸透镜上的某点，过此点连接A'并延长，交主光轴上的位置就是焦点F.

22.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S′.

【答案】

【解析】本题要求用作图法找凸透镜所成的像，在作凸透镜的光路图时，利用三条特殊光线的特点，先确定所给的入射光线的特点再根据三条特殊光线的特点作出折射光线，反向延长两条折射光线，即可得到发光点S的像点S′作图过程：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′.

23.如图所示，S为发光点，S´为发光点S通过凸透镜所成的像，作图找出凸透镜的准确位置和两个焦点F的位置.

【答案】

【解析】连接SS′，SS′连线与主光轴的交叉点是光心即凸透镜的位置．过S点作平行于主光轴的入射光线，然后根据折射点和S′即可确定折射光线，折射光线与主光轴的交点即为焦点F；然后过S′作平行于主光轴的折射光线，然后根据S和折射点确定入射光线，入射光线与主光轴的交点即为焦点F.

24.画出下面各图中物体AB的像（必须正确反映出像的位置、倒正、大小、虚实）．

【答案】

【解析】：第1、2两幅图，连接AO并延长，过A点作主光轴的平行线交凸透镜一点，连接该点和凸透镜的焦点F并延长，交于一点，作该点垂直于主光轴，即为物体AB所成的像A′B′的位置．如图所示；

第3幅图，物距小于焦距，连接AO并延长，过A点作主光轴的平行线交凸透镜一点，连接该点和凸透镜的焦点F并反向延长，交于一点，作该点垂直于主光轴，即为物体AB所成的像A′B′的位置．如图所示.

25.物体AB到透镜的距离为u，像到透镜的距离为v，请你证明像的高度.

【答案】过凸透镜光心的光线其传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，两条光线反向延长线的交点即为A的像点，然后做主光轴的垂线即可得出物体AB所成的像，如下图所示：

由△AOB∽△A′OB′可得：，即，所以h2=.（本题也可以根据凸透镜成实像来证明）

【解析】根据“过凸透镜光心的光线其传播方向不变、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点”据此做出交点即为像点，据此做出物体AB所成的像的光路图，然后根据相似三角形得出答案．