【八年級上冊物理】一課一練5.3 凸透鏡成像的規(guī)律

第五章透鏡及其應(yīng)用第3節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律知識能力全練知識點一凸透鏡成像的規(guī)律1.(2021廣西南寧賓陽期中)在進行“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗時，把一支點燃的蠟燭放在距離凸透鏡2倍焦距以外的地方，如圖5-3-1所示，調(diào)節(jié)光屏位置，可找到一個清晰的像，這個像是 ()2.(2021黑龍江哈爾濱南崗期末)如圖5-3-2所示，從F點發(fā)出的兩條光線經(jīng)凸透鏡后的折射光線平行于主光軸，P為2倍焦距處，則下列說法正確的是 ()A.物體放在A點時，所成的像跟照相機的成像性質(zhì)相同 B.物體放在B點時，無法用眼睛直接觀察到像C.物體放在C點時，所成的像跟投影儀的成像性質(zhì)相同 D.物體放在C點時，經(jīng)凸透鏡成正立、放大的實像3.(2021湖南湘潭期中)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時，當(dāng)燭焰離透鏡14cm時成放大的實像，當(dāng)燭焰離透鏡8cm時成放大的虛像，則這個透鏡的焦距可能是 ()A.4cm B.7cm C.10cm D.16cm4.(2021獨家原創(chuàng)試題)為了抗擊新冠疫情，學(xué)校在校門口安裝了一款新型人臉識別體溫檢測一體機，如圖5-3-3所示。它能實現(xiàn)人臉識別、體溫檢測和高溫報警等功能。該人臉識別體溫檢測一體機的攝像頭能成人臉________(選填“倒立”或“正立”)、________(選填“放大”“縮小”或“等大”)的________(選填“虛像”或“實像”)。當(dāng)人從遠處逐漸靠近攝像頭時，該攝像頭所成的像將________(選填“變大”或“縮小”)。該設(shè)備可以通過接收人體發(fā)出的________來檢測體溫。5.(2021廣東清遠連州期中)某同學(xué)用一個透鏡觀察洗手液的商標(biāo)，成像情況如圖5-3-4，此透鏡屬于________透鏡，將它正對著太陽光，在距透鏡15cm處得到一個最小最亮的光斑，則該透鏡的焦距為________cm。若將一個物體放在此透鏡前40cm處，可在透鏡另一側(cè)光屏上得到一個倒立________(選填“放大”“等大”或“縮小”)的實像。6.(2021江西南昌東湖期末)如圖5-3-5，在自制照相機模型時，用硬紙板做兩個粗細相差很少的紙筒，使一個紙筒剛好能夠套入另一個紙筒內(nèi)，并能前后滑動。在一個紙筒的一端嵌上一個焦距為10cm的凸透鏡。(1)在取材時，另一個紙筒的一端蒙上的材料是________(選填“透明”“半透明”或“不透明”)膜。(2)觀察時，小明應(yīng)選擇________(選填“亮”或“暗”)的物體作為觀察對象。(3)照相時，鏡頭離景物的距離至少要________________,才能在膜上看到清晰的像。(4)小明用自制的照相機先拍攝到了遠處物體的清晰的像，再拍攝近處物體時，應(yīng)將兩筒間的距離變________；觀察到膜上的像變________(兩空均選填“小”“大”或“不變”)7.(2021山東臨沂平邑期中)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中。將凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處。(1)如圖5-3-6甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑。由圖甲可知，凸透鏡的焦距為________cm；(2)將光屏和點燃的蠟燭分別放在凸透鏡的兩側(cè)，如圖乙所示。為了找到燭焰清晰的像，小明應(yīng)將光屏向________移動(選填“左”或“右”)。(3)小明將光屏移到某一位置時，光屏上呈現(xiàn)燭焰清晰的像，則該像是________像(選填“實”或“虛”)。(4)小明將點燃的蠟燭移動到光具座上35cm刻度線處，移動光屏可以再次在光屏上觀察到燭焰清晰的像，這一實驗現(xiàn)象可以說明的________成像特點(選填“照相機”“幻燈機”或“放大鏡”)。三年模擬全練8.(2021吉林長春德惠期末，9，★☆☆)小剛給自己的物理小制作參展作品照相，在他拿著照相機靠近作品拍照的過程中 ()A.像變大，像距變大 B.像變大，像距變小C.像先變小后變大，像距變大 D.像先變小后變大，像距變小9.(2021安徽蕪湖無為期中，10，★★☆)小明在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，繪制了像距v隨物距u變化的圖像，如圖5-3-7所示，分析圖像可知，當(dāng)物距u=15cm時，物體通過凸透鏡成倒立、________的實像，生活中的________(選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)就是利用了這樣的成像原理。10.(2021貴州銅仁德江聯(lián)考，20，★☆☆)如圖5-3-8所示是一位印度尼西亞業(yè)余攝影師捕捉到的昆蟲戲水的精彩一幕。水珠后方的景物通過水珠成________、縮小的實像，此時水珠相當(dāng)于________鏡；水珠在水中所成的像是________(選填“虛”或“實”)像，此時水面相當(dāng)于________鏡。11.(2021河南駐馬店平輿期末，18節(jié)選，★★☆)小明在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗，如圖5-3-9。(1)他把凸透鏡正對著太陽光，在白紙上得到一個亮點F，用直尺進行測量的情況如圖5-3-9甲所示，則凸透鏡的焦距是________。(2)蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上的位置如圖5-3-9乙所示，其中明顯還需要調(diào)整高度的是________調(diào)整后恰好能從光屏上觀察到倒立、________(選填“放大”或“縮小”)的實像，該成像特點可作為________(選填“照相機”或“投影儀”)的原理。(3)小明將蠟燭稍靠近凸透鏡，光屏上的像變模糊，他采用的方法是：適當(dāng)移動光屏，遠離凸透鏡，再次在光屏上得到清晰的像，則像將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。(4)當(dāng)燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實像時，如果透鏡上落上一只小蟲子，則光屏上所成的像________(選填“完整”或“不完整”)，在屏上________(選填“能”或“不能”)看到小蟲子的像。(5)為了便于觀察實驗現(xiàn)象，實驗的環(huán)境應(yīng)該________(選填“較亮”或“較暗”)為好。五年期中全練12.(2021安徽期中，14，★★☆)圖5-3-10a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、乙、丙、丁是通過凸透鏡所看到的刻度尺的像。若凸透鏡先貼著刻度尺然后逐漸遠離，則看到刻度尺的像的先后順序正確的是 ()圖5-3-10A.甲→乙→丙→丁 B.乙→丙→甲→丁 C.乙→丁→甲→丙 D.丙→甲→乙→丁13.(2021北京期中，29，★★☆)某同學(xué)利用焦距為f的凸透鏡做了三次實驗，透鏡、蠟燭、光屏所在位置以及光屏上得到清晰像的情況如圖5-3-11所示。圖5-3-11(1)由如圖所示的實驗現(xiàn)象可知：隨著物距的不斷變小，像距和像的大小變化情況是________________。(2)在圖乙所示的實驗中，只將凸透鏡換為焦距為f2的凸透鏡(f2<f1)，為在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向________側(cè)移動。14.(2021廣東期中，21，★★☆)小明在用蠟燭作為光源完成“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗后，發(fā)現(xiàn)蠟燭火焰飄忽不定，像與物對比難判定等問題。小明和老師、同學(xué)一起對實驗裝置進行了一系列創(chuàng)新，創(chuàng)新點如圖5-3-12所示：光具座上凸透鏡所在位置為零刻度，數(shù)值向左、向右依次增大：在標(biāo)有均勻格子的面板上制作字母“A”狀LED燈替代蠟燭；光屏上標(biāo)有同樣的均勻格子。(1)請分析創(chuàng)新后實驗裝置的優(yōu)點：①可以直接讀出物距以及________； ②光屏上成像更清晰、________③從光屏上可以準(zhǔn)確得出像與物的________關(guān)系。(2)完成“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗后，還可以更換(或增加)實驗器材進行拓展探究，請仿照示例寫出兩種不同方案。核心素養(yǎng)全練15.(2021北京豐臺期末)實驗桌上有高度不同的發(fā)光物體A和B，焦距分別為5cm、10cm的凸透鏡兩個，刻度尺、光具座和光屏各一個。小華選用這些器材，計劃探究“凸透鏡成實像時，像的高度h與物體到凸透鏡的距離u是否有關(guān)”。小華的主要實驗步驟如下：①將焦距為10cm的凸透鏡固定在光具座中央，將發(fā)光物體A、光屏分別放在凸透鏡兩側(cè)。調(diào)節(jié)發(fā)光物體A、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心在同一高度。 ②將發(fā)光物體A放在光具座上距凸透鏡30cm處，移動光屏，在光屏上得到發(fā)光物體A清晰的像，用刻度尺測量像的高度，并記錄在表格中。③保持發(fā)光體A到凸透鏡的距離不變，將透鏡更換為焦距為5cm的凸透鏡，移動光屏，在光屏上得到發(fā)光物體A清晰的像，用刻度尺測量像的高度，并記錄在表格中。根據(jù)以上敘述，回答下列問題：(1)小華計劃探究的問題中的自變量是________________________________。(2)請針對小華探究過程中存在的問題，寫出改正措施：________________________________________________________________________________________________________________________。(3)小華改正問題后，重新進行實驗，請你幫助他設(shè)計實驗記錄表格。

????????????????????????????????????????????????????????????《參考答案及解析》第3節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律知識能力全練1.B由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)蠟燭在距離凸透鏡2倍焦距以外的地方時，凸透鏡成倒立、縮小的實像。2.A由圖可知，從F點發(fā)出的光線經(jīng)過凸透鏡后變?yōu)槠叫杏谥鞴廨S的光線，則F點為凸透鏡的焦點；物體放在A點時，物距大于二倍焦距，凸透鏡成倒立、縮小的實像，應(yīng)用于照相機，故A正確；物體放在B點時，物距在一倍焦距和二倍焦距之間，凸透鏡成倒立、放大的實像，用眼睛能直接觀察到像，故B錯誤；物體放在C點時，物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡，故C、D錯誤。3.C當(dāng)燭焰離透鏡14cm時，成放大的實像，則物距在一倍焦距和二倍焦距之間，即2f>14cm>f，所以7cm<f<14cm；當(dāng)燭焰離透鏡8cm時成的是放大的虛像，則物距在一倍焦距以內(nèi)，即8cm<f。綜上所述，8cm<f<14cm，C符合題意。4.[答案]倒立縮小實像變大紅外線[解析]該人臉識別體溫檢測一體機的攝像頭相當(dāng)于一個凸透鏡，它同照相機的成像原理相同，能成倒立、縮小的實像，為了方便觀察，我們通過電子裝置將該倒立的像轉(zhuǎn)換成正立的像呈現(xiàn)在顯示屏上。由凸透鏡的成像規(guī)律可知，當(dāng)物體靠近凸透鏡時，像變大。該設(shè)備能夠接收人體發(fā)出的紅外線，借助微電腦分析，檢測人體的體溫。5.[答案]凸15縮小[解析]由圖可知，該像是正立、放大的，故此透鏡是凸透鏡；將該凸透鏡正對著太陽光，可在距凸透鏡15cm處得到一個最小、最亮的光斑，該光斑所在位置為凸透鏡的焦點，則該凸透鏡的焦距為15cm；將一物體放在此透鏡前40cm處(即物距u=40cm)，因u=40cm>2f，所以凸透鏡成倒立、縮小的實像。6.[答案](1)半透明(2)亮(3)大于20cm(4)大大[解析](1)在自制照相機模型時，為了既能承接像，又能觀察到像，應(yīng)用半透明膜作為光屏。(2)比較亮的觀察對象通過凸透鏡所成的像較亮，便于觀察，所以為了能在半透明膜上成清晰的像，應(yīng)選擇亮的物體作為觀察對象。(3)根據(jù)照相機的工作原理可知，照相時，鏡頭離景物的距離應(yīng)大于凸透鏡的二倍焦距，即鏡頭離景物的距離至少要大于20cm，才能在膜上看到清晰的像。(4)根據(jù)凸透鏡成實像時物、物距、像、像距之間的關(guān)系可知，用自制的照相機先拍攝到了遠處物體的清晰的像，再拍攝近處物體時，即物距減小了，則像距增大，像變大，應(yīng)將兩筒間的距離變大。7.[答案](1)10.0(2)左(3)實(4)投影儀[解析](1)平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后會聚于一點，這一點就是焦點；焦點到光心的距離就是焦距，該凸透鏡的焦距是40.0cm-30.0cm=10.0cm。(2)當(dāng)蠟燭位于0刻度線處，凸透鏡位于50cm刻度線處時，物距為50cm，因為凸透鏡的焦距為10cm，物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之間，所以應(yīng)將光屏向左移動，才能在光屏上呈現(xiàn)清晰的像。(3)能被光屏接收到的像是實像。(4)把點燃的蠟燭放在光具座上35cm刻度線處時，u=15cm，2f>u>f，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時成倒立、放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的。三年模擬全練8.A根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)凸透鏡成實像時，“物近像遠像變大”；在他拿著照相機靠近作品拍照的過程中，物距變小，像距變大，像變大。9.[答案]縮小照相機[解析]由圖知，當(dāng)物距為10cm時，像距也為10cm，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，物距等于2倍焦距時，成倒立、等大的實像，此時像距與物距相等，所以2f=10cm，則f=5cm；當(dāng)物距u=15cm時，u>2f，成倒立、縮小的實像，生活中的照相機就是利用了這樣的成像原理。10.[答案]倒立凸透虛平面[解析]水珠相當(dāng)于凸透鏡，由圖知，水珠后方的景物通過水珠成倒立、縮小的實像；水珠在水中所成的像是由光的反射形成的，是虛像，此時水面相當(dāng)于平面鏡。11.[答案](1)5.2cm(2)蠟燭縮小照相機(3)變大(4)完整不能(5)較暗[解析](1)焦距是焦點到光心的距離，由圖知，凸透鏡的焦距為5.2cm；(2)為使像能成在光屏的中央，應(yīng)使凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上，由圖乙知，燭焰的位置偏低，應(yīng)調(diào)節(jié)蠟燭的高度；圖乙中物距大于10cm，像距小于10cm，即物距大于像距，且光屏上能成實像，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時成倒立、縮小的實像，照相機是根據(jù)這個原理制成的；(3)將蠟燭稍靠近凸透鏡，物距變小，光屏遠離凸透鏡再次承接到清晰的像，像變大；(4)凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，小蟲子落在透鏡上后，來自整個物體的光雖有一小部分被擋住，但光屏上所成的像仍然是完整的；由于小蟲子到透鏡的距離小于1倍焦距，故在屏上不能看到小蟲子的像；(5)為使實驗現(xiàn)象更加明顯，實驗環(huán)境應(yīng)該比較暗，這樣像會更加清晰。五年期中全練12.C凸透鏡由貼著刻度尺到逐漸遠離的過程中，刻度尺到凸透鏡的距離會由“一倍焦距以內(nèi)”增加到“一倍焦距到二倍焦距之間”，再增加到“二倍焦距以外”，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知