人教版八年级物理上册同步考点专题训练 5.3 凸透镜成像的规律（原卷版）

5.3\o"5.3凸透镜成像的规律"凸透镜成像的规律（原卷版）考点直击考点直击典例分析＋变式训练典例分析＋变式训练考点1凸透镜成像规律及其探究实验1、凸透镜成像规律：如图是常见凸透镜成像规律光路图，详见下表。成像条件物距（u）成像的性质像距（v）应用u﹥2f倒立、缩小的实像f﹤v﹤2f照相机（图a）u=2f倒立、等大的实像v=2f图df﹤u﹤2f倒立、放大的实像v﹥2f投影仪（图b）u=f不成像射出的是平行光线0﹤u﹤f正立、放大的虚像v﹥f放大镜（图c）a.u﹥2fb.f﹤u﹤2fc.0﹤u﹤fd.u=2f凸透镜成像规律需要牢记，同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀：“物大焦，倒立实，物越大，像越小；物小焦，正立虚；物为焦，不成像”。这里的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。2、注意：（1）实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；（2）虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成。3、凹透镜成像规律：凹透镜始终成缩小、正立的虚像，如图所示。注意：大家还要记住：虚像，物、像同侧；实像，物、像异侧。。【典例1】（2022•兰山区一模）如图所示，小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，光屏上成清晰的烛焰像，然后进行了如下的判断和操作（每次操作均在如图基础上进行），下列说法正确的是（）A．根据图中凸透镜成像原理可制成投影仪 B．将蜡烛放在45cm刻度线处，移动光屏，光屏上能成正立放大的烛焰像 C．将蜡烛和光屏对调，透镜位置不动，光屏上可再次成清晰放大的烛焰像 D．小明把近视镜放在蜡烛和透镜之间，向左移动光屏，光屏上可再次成清晰的烛焰像【典例2】（2022•丛台区校级模拟）小明在做“探究凸透镜成像规律”实验时，根据实验数据作出了如图所示的像距v与物距u的关系图像.下列说法正确的是（）A．所用的凸透镜的焦距等于20cm B．当物距为15cm时，烛焰在光屏上成的是倒立、缩小的像 C．物距为60cm时的成像特点与投影仪相同 D．光屏上成清晰的像时，将一近视眼镜片放在蜡烛和透镜之间，光屏远离透镜可再次得到清晰的像【典例3】（2022•广东模拟）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所示，此时光屏承接到一个清晰的像，（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了此成像原理、若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏（选填“靠近”或“远离”）凸透镜才能承接到清晰的像，此时的像比之前的要（选填“大”或“小”）.【典例4】（2022•雁塔区校级二模）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刻度处不变。（1）实验前将烛焰、凸透镜、光屏三者的中心调节到。将蜡烛固定在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清晰的像，利用该成像规律制成的光学仪器是（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”），此时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；（3）若将蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，所成的像将逐渐（选填“变大”、“变小”或“不变”）。利用这个规律可知：我们在照毕业合影时，如果最边缘的两个同学未进入取景框，此时摄影师应远离我们，并将镜头（选填“前伸”或“后缩”）。（4）如图所示，保持三个元件位置不动，仅将原凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后，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。【变式训练1】（2022•丽江二模）如图所示，小红在探究凸透镜成像规律时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像。下列说法正确的是（）A．如果把蜡烛向左移动，光屏需要向左移动才能接收到清晰的像 B．用不透明纸将凸透镜的上半部分挡住，光屏上只能呈半个烛焰的像 C．如果把蜡烛与光屏对调，光屏上将不会出现清晰的像 D．利用这一成像规律可制成投影仪【变式训练2】（2022•宜春模拟）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是（）①利用这一原理制成了投影仪②该透镜的焦距f一定满足7.5cm＜f＜15cm③若将蜡烛稍稍靠近凸透镜，则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰的像④若将光屏与凸透镜间放一个近视眼镜，应把蜡烛稍稍靠近凸透镜才能得到清晰的像⑤若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像A．只有①②⑤ B．只有①③④ C．只有②③ D．只有②③④【变式训练3】（2022•温江区模拟）某同学“探究凸透镜成像规律”时，用焦距为10cm的凸透镜按如图位置得到了清晰的像。若将蜡烛靠近凸透镜一些，光屏上的像会模糊，此时应该将光屏（选填“远离”或“靠近”）凸透镜，光屏上的像才又会清晰。如果不移动光屏，要得到清晰的像，可以在蜡烛和凸透镜之间放个（选填“近视眼镜”或“远视眼镜”）。【变式训练4】（2022•南安市模拟）在“探究凸透镜成像规律”实验中，当实验器材处于如图甲所示的位置时光屏上成清晰的像（像未画出）。（1）如图甲所示物距为cm。此时光屏上呈一清晰的像，该像是倒立、（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像。（2）甲图中固定透镜位置不变，将蜡烛移到45cm刻度线处，移动光屏（选填“能”或“不能”）承接到像。就是应用这一原理制成的（选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”）。（3）甲图中固定蜡烛位置不变，将透镜移到45cm刻度线处，要在光屏上再次看到清晰的像，应将光屏向（选填“左”或“右”）移动，此时观察到的像如图乙所示的。（4）图中将一个眼镜片放在透镜和烛焰之间，光屏上的像变模糊了，将光屏向左移动，光屏上再次呈现清晰的像，该眼镜片是（选填“近视”或“远视”）眼镜的镜片。考点2凸透镜成像的应用物距（u）像距（v）正倒大小虚实应用特点物，像的位置关系u＞2f2f＞v＞f倒立缩小实像照相机、摄像机-物像异侧u=2fv=2f倒立等大实像精确测焦仪成像大小的分界点物像异侧2f＞u＞fv＞2f倒立放大实像幻灯机、电影、投影仪-物像异侧u=f---不成像强光聚焦手电筒成像虚实的分界点-f＞uv＞u正立放大虚像放大镜虚像在物体同侧

虚像在物体之后物像同侧【典例5】（2022春•陈仓区期中）爷爷用放大镜看报纸时，要想达到预期的效果，报纸必须放在（）A．放大镜的一倍焦距以内 B．放大镜的焦点上 C．放大镜的一倍焦距和二倍焦距之间 D．放大镜的二倍焦距以外【典例6】（2022•深圳模拟）如图，通过注入气泡的水球看到太空授课的王亚平成“一正一倒”两个像，关于两个像的性质或形成原因的认识，正确的是（）A．“一正一倒”两个像都是实像 B．“一正一倒”两个像都是虚像 C．“一正一倒”两个像的形成原因都可以用凸透镜的成像规律来解释 D．调整水球与王亚平的距离，也可能同时看到一大一小的两个正立像【典例7】（2022•北仑区二模）为抗击新冠肺炎，消毒机器人（如图）在定点医院正式上岗，协助甚至替代人去做危险性的工作。该机器人自主移动时，利用紫外线和雾化的过氧化氢进行多点消毒，有效预防病菌传播。（1）机器人通过自带的摄像系统避开障碍物，调控行进路线。摄像头的镜头相当于一个凸透镜，当摄像系统接收到的障碍物图像越来越大时，则机器人与障碍物之间的距离变化是。（2）机器人对环境进行消毒，属于预防传染病措施中的。（3）该机器一次可加入4千克溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液，则需千克20%的过氧化氢溶液加水稀释而成。【变式训练1】（2022•上城区一模）购物支付已进入“刷脸”时代。当有人靠近摄像头至1m左右时，收银机上的传感器能接收到人体发出的红外线并启动摄像头拍照，完成支付。下列关于“刷脸”支付过程的说法正确的是（）A．人体发出的红外线属于可见光 B．人距摄像头越近所成的像越大 C．人脸通过摄像头成像是光的反射现象 D．摄像头内可选用焦距是2m的凸透镜【变式训练2】（2022•广西模拟）如图所示是利用视觉错位技术一次拍照而成，不需后期再处理，在拍摄过程中，关于摄像机的镜头说法正确的是（）A．镜头相当于凹透镜 B．人通过镜头成正立放大的虚像 C．当人靠近镜头时，所成的像会变小 D．人到镜头的距离应大于镜头的二倍焦距【变式训练3】（2022•烟台一模）2021年12月9日，航天员王亚平在太空中为大家直播演示了很多有趣的小实验，其中最引人注目的就是“神奇的太空小水球”（如图），一开始王亚平将水注入水膜之中最终形成一个漂亮的完整水球，可以看到一个倒立的像，这个水球相当于一个（选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”），生活中与这一成像原理相同的光学仪器有（写出一种即可）。随后，王亚平又向水球里注射了一个气泡，神奇的一幕发生了，水球里竟然形成了“一正一反”两个人像，注入气泡后，中间部分相当于两个组成的（选填“平面镜”“凸透镜”或“凹透镜”）。【变式训练4】（2022•卫辉市校级模拟）如图甲所示，在天宫课堂上，王亚平用圆环做了一个大水球，接着在大水球中央注入了一个气泡，神奇的一幕出现了：水球中形成了王亚平一正一倒两个像（如图乙）。加入气泡后的水球剖面图如图丙。请从上述情景中，仿照示例，提出一个物理问题，要求运用光学知识给出合理的解释。【示例】问题：水球中央气泡处为什么会显示王亚平正立的像？解释：气泡两侧的水球相当于凹透镜，成正立、缩小的像。问题：？解释：。课堂巩固训练课堂巩固训练一、选择题。1．（2022•深圳模拟）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，同学们选用多个LED灯制成字母“F”作为实验光源，用标有格子的白色板做成光屏进行实验探究，如图所示，凸透镜的焦距为10cm，此时恰能在光屏上成一个清晰的像，则下列说法正确的是（）A．将图中的光源和光屏对换，可在光屏上得到清晰、放大的实像 B．用焦距为12cm的凸透镜替换图中凸透镜，只向右移动光屏，就可得到清晰的像 C．将图中光源“F”向右移动5cm，再向右移动光屏得到清晰的像，这是投影仪的原理D．在图中贴近凸透镜右侧放置镜片，只向左移动光屏能得到清晰的像，该镜片是近视镜2．（2022•庐阳区一模）芯片（如图甲所示）是电子设备的心脏和大脑，光刻机是制造芯片的核心装备。某种光刻机的原理如图乙所示，先在硅片表面涂一层光刻胶，再用紫外线光束透过事先设计好集成电路图的镂空掩模，经过凸透镜去照射下面的硅片，被光线照射到的光刻胶会发生反应，硅片上就会出现缩小的电路图案，下列说法正确的是（）A．掩膜在硅片上的像是正立缩小的实像 B．掩膜位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间 C．要想硅片上的像变小，需将掩膜和硅片向上移动 D．将掩膜和硅片向下移动相同距离，硅片上还能成清晰的像3．（2022•聊城二模）2022年春天新冠肺炎疫情防控期间，进出小区的车辆和行人都需要扫码，呈现绿码才能通过，如图所示，我们用手机扫码过程中（）A．手机镜头扫描二维码所成的是正立缩小的实像 B．二维码应位于手机镜头的二倍焦距以外 C．手机镜头靠近二维码时，所成的像变小 D．手机镜头的作用相当于凹透镜4．（2022•重庆开学）在“探究凸透镜成像规律”的过程中，小明同学观察到了如图所示的实验现象。下列光学仪器的工作原理与该现象所反映的规律相同的是（）A．放大镜 B．照相机 C．平面镜 D．投影仪二、填空题。5．（2022•深圳模拟）在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光线具有作用，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、的实像（填写像的性质）；如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。6．（2022•阳江一模）如图为探究凸透镜成像规律的实验装置。当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示的位置时，可在光屏上得到清晰的像，则凸透镜的焦距是cm。若保持凸透镜的位置不变，将蜡烛向左移动到10cm刻度线处，此时将光屏向（选填“左”或“右”）移动适当距离，可在光屏上再次得到清晰的像；利用此成像原理可以制成（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。7．（2022春•新丰县期中）如图，F和F'为凸透镜的焦点，P和P'到凸透镜的距离为二倍焦距。蜡烛、凸透镜的位置不变时，应将光屏向（选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上得到清晰倒立的（选填“放大”或“等大”或“缩小”）的实像，此成像特点可应用在上（选填“照相机”“投影机”或“放大镜”）。8．（2022•钦州一模）如图所示，透过水滴看到叶脉成正立、放大的像（选填“虚”或“实”），其原理与生活中（选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”）的原理相同。9．（2022•玉溪模拟）2021年3月，云南野象群集体北迁，象群所到之处破坏性极大，但大家都对大象保持了极大的爱护与宽容，绘就了一幅人与野生动物和谐相处的美好画卷。据所学知识可知，大象用进行交流；如图所示，无人机拍下了小象窝在象妈妈身边酣睡的时刻，无人机拍下的像是倒立、（填“放大”“缩小”或“不变”）的实像。10．（2022•凤翔县二模）如图所示为某款智能无针疫苗注射机器人，通过一个简单的它维点云相机对人体进行拍摄，准确识别疫苗注射部位及注射角度，云相机的镜头相当于一个透镜，该类透镜可以用来矫正眼；拍摄识别时，能成一个倒立（选填“放大”或“缩小”）的实像；注射时，机器人向接种者靠近，拍摄到接种者的像将（选埴“变大”“变小”或“不变”）。三、作图题。11．（2021•岳池县模拟）如图所示，F是透镜的焦点，a、b是两条入射光线，a平行于主光轴，b过透镜中心。请作出a、b光线通过透镜之后的光路图。12．（2021•昌图县模拟）如图所示，投影仪胶片上发光点S发出一条光线，经凸透镜折射和平面镜的反射后，水平射到屏幕上。请你完成该光路，并标出凸透镜下方焦点F的位置。四、实验题。13．（2022•扬州二模）（1）用如图甲所示的装置研究光的反射规律，可绕ON转动的纸板放置在水平的平面镜上。让光线沿EO射向平面镜，把纸板B向前或向后折，是为了探究；（2）如图乙所示，在探究平面镜成像特点的实验中，选用两支等大的蜡烛是为了。为了判断平面镜成的是虚像还是实像，他的做法是；（3）在探究凸透镜成像规律时，移动蜡烛和光屏至如图所示的位置时，光屏上刚好承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜位置不变，将图中蜡烛移动到32cm刻度线处，此时在光具座上无论怎么移动光屏都无法得到烛焰清晰的像，其原因是；若在烛焰和透镜之间放置一个适当的透镜，可使光屏上得到清晰的像。14．（2022•深圳模拟）下面是小亮探究凸透镜成像规律时的一些情景：从图甲可知凸透镜的焦距是cm；某次光屏成清晰的像时各元件的位置如图乙所示，这时光屏上所成的是一个倒立（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；在乙图的基础上将蜡烛移到10cm刻度处，发现原位置光屏上的烛焰像变模糊了，这时的成像情况与（选填“近”或“远”）视眼的成像情况相似，这时如果在蜡烛与凸透镜之间放一个合适的（选填“凸”或“凹”）透镜能使原位置光屏上的像重新变清晰。五、解答题。15．（2022春•嵊州市期中）某同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，绘制了如图所示的图象（v表示像到凸透镜的距离，u表示物体到凸透镜的距离），用该凸透镜作放大镜使用时，被观察的物体到透镜的距离在m以内；把物体从距凸透镜5cm处移动到距凸透镜20cm处的过程中，像的大小将（选填“变大”、“变小”、“先变小再变大”、“先变大再变小”）。16．（2022•临安区一