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【新教材】5.3凸透镜成像的规律课时同步练习-2025-2026年人教版【2024】八年物理上学期
一、单选题（本大题共8小题）
1．近年，森林火灾频发，有调查显示，一部分森林火灾的“罪魁祸首”是装有水的瓶子。这些装有水的瓶子在阳光照射下引起茅草等物体自燃，从而导致火灾发生，装有水的瓶子所起的作用相当于（　　）
A．平面镜 B．凸透镜 C．三棱镜 D．凹透镜
2．为保护人民的安全,满足城市治安防控和管理的需要,国家在公共聚集地区安装了先进的360°高清摄像头,它的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示,某犯罪嫌疑人在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在b点
B．如果该人远离镜头,镜头的焦距会变短
C．如果该人靠近镜头,镜头的聚光能力会减弱
D．如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在b点
3．以下是小洋学习了关于“平面镜成像”和“凸透镜成像”的知识后，总结出的关于实像和虚像的一些特点，其中错误的是（　　）
A．虚像不能用光屏承接
B．虚像可以是正立的，也可以是倒立的
C．实像一定能用光屏承接
D．实像可以是放大的，也可以是缩小的
4．同学们在用温度计测量烧杯中水的温度时，从侧面可以观察到温度计插入水中的部分变大了。下列设备中应用了这一光学原理的是（　　）
A．照相机 B．放大镜 C．投影仪 D．平面镜
5．小明同学在做凸透镜成像规律的实验中,光屏上得到烛焰清晰的像,同组的小华不小心将手指尖触摸到凸透镜,这时光屏上 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．出现手指的实像 B．出现手指的影子
C．烛焰的像变得不完整 D．烛焰的像完整,但变暗
6．如图a，蜡烛在光屏上能成一清晰的像。如果沿直径对称地切除透镜很小的一部分，如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．在图a中，如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点，不会在光屏上留下小飞虫的影子
B．在图a中，如果蜡烛向透镜不断靠近，则所成的像一直变大
C．在图b中，A、B合拢后，成像情况与图a相同，只是亮度变低
D．在图b中，A、B合拢后，无论怎样移动光屏，在光屏上都不能成像
7．透过装满水的圆柱形玻璃杯，看到课本封面的“物理”两个字如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．装水的玻璃杯相当于一个凹透镜
B．玻璃杯远离课本封面时，看到的字变小
C．图中“物理”两个字是光的反射形成的
D．图中“物理”两个字是虚像
8．物体放在凸透镜前12cm处，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立放大的像。当物体距凸透镜8cm时，所成的像（　　）
A．一定是倒立放大的实像
B．一定是倒立缩小的实像
C．可能是正立放大的虚像
D．可能是倒立等大的实像
二、填空题（本大题共5小题）
9．常用体温计的刻度部分为三棱体,横截面如图,其正面呈圆弧形,这样就可看清体温计内极细的水银柱,便于读数,这是因为圆弧形玻璃的作用相当于　　　　,使我们能看到水银柱放大后的　　　　像(填“实”或“虚”)。
10．去年的世界杯上使用了VAR（视频助理裁判技术），利用摄像机镜头跟踪运动员和足球。摄像机镜头是 （选填“凸透”或者“凹透”）镜，足球通过摄像机镜头成一个倒立 的像（选填“放大”或“缩小”），运动员射门时，足球向球门框上的镜头靠近的过程中，摄像机中足球的像将 （选填“变大”、“不变”或者“变小”）。
11．如图所示是一款人脸识别门禁一体机,通过摄像镜头捕捉人脸信息,并将所拍的图像与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行比对。该摄像镜头相当于　　　　 透镜,若镜头的焦距为10 cm,为了能成清晰的像,人脸到镜头的距离应大于　　　　cm。
12．某次实验中各光学元件在如图所示位置光屏上得到清晰倒立　　　　的实像(填“放大”“缩小”或“等大”),生活中的　　　　就是根据这个原理制成的(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
13．如图甲所示，一束平行光经过凸透镜后，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑，则它的焦距是 cm；用此凸透镜探究成像规律，实验装置如图乙所示，调整后在光屏上得到一个清晰的倒立 实像（选填“放大”或“缩小”）；此时乐乐同学将爷爷的老花眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，结果光屏上原来清晰的像变模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向 （选填“远离”或“靠近”）凸透镜方向移动，才能使像变得清晰。
三、实验题（本大题共2小题）
14．在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：
（1）如图甲，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，该凸透镜的焦距是 cm；
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，目的是使像能成在 ；
（3）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）； （填光学仪器）就是利用这一成像规律工作的；
（4）小明在蜡烛和凸透镜之间放了一个近视眼镜：
①如保持蜡烛和凸透镜不动，他需将光屏向 （选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上再次成清晰的像；
②如保持光屏和凸透镜不动，他需将蜡烛向 （选填“左”或“右”）移动，才能在光屏上再次成清晰的像；
（5）实验过程中，用黑纸将凸透镜遮掉一半，像的形状 （填“变”或“不变”）。
15．小明在学习了凸透镜后，想探究凸透镜的焦距大小与什么因素有关，于是他让平行光通过如图（a）的四个透镜（其中甲、乙和丙、丁是两组形状相同的凸透镜，它们分别用玻璃、塑料和水晶制成）。
（1）当与主光轴平行的光经过甲、丙两凸透镜后会聚于焦点，如图（b）所示，比较两次实验数据，可以得到的结论是：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，则凸透镜的焦距越 （选填“大”或“小”），对光的会聚能力越 （选填“强”或“弱”）；
（2）如果选择凸透镜丙和丁进行实验，他是在探究“凸透镜的焦距大小与 的关系；
（3）图（c）所示为光的色散现象，同一个三棱镜对 （选填“红光”或“紫光”）的偏折程度更大，用红光和紫光测同一个凸透镜的焦距，用 （选填“红光”或“紫光”）测出的凸透镜焦距更大；
（4）学了光学后，小蓝将凸透镜、平面镜进行组合，得到如图（d）所示的装置。其中F是凸透镜的焦点，是光源S（图中未画出）在平面镜中的像，像与左侧焦点F重合，a是光源S发出的一束光经平面镜反射后的光线，其反向延长线过左侧焦点F；
①反射光线a与平面镜的夹角为25°，则入射角的大小为 ；
②光源S发出的光经平面镜反射后，部分反射光射到凸透镜上，这部分反射光经凸透镜折射后 。
A．均平行于透镜主光轴
B．均不平行于透镜主光轴
C．一部分平行于透镜主光轴
四、计算题（本大题共1小题）
16．在完成“探究凸透镜成像规律”的实验后，小安想测一测烛焰和像移动时的速度，于是她将f=10cm的凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点并保持凸透镜的位置不变，进行了如下测量和计算。（计算中涉及速度相关计算可应用公式，，等，v表示速度，s表示路程，k表示时间）
（1）如图所示，使烛焰起始位置在9cm刻度线处，移动光屏，在63cm刻度线处得到一个清晰的像，在7s内将烛焰移至30cm刻度线处，求7s内烛焰和像各自移动时的速度；
（2）将烛焰从30cm刻度线处继续以原来的速度向右移动2s，若这2s内烛焰的像移动的速度是烛焰移动速度的2.5倍，请通过计算确定：光屏上承接到清晰的像时，光屏位于光具座的哪条刻度线上？
五、综合题（本大题共1小题）
17．阅读短文，回答问题：
数码相机
数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品，它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件，具有数字化存取模式，与电脑交互处理和实时拍摄等功能。图甲是通过伸缩镜头来调节像距实现完美成像的某型号数码相机，光通过单镜头或者镜头组进入相机，再通过成像元件转化为数字信号，数字信号通过影像运算芯片储存在存储设备中。
快门是照相机用来控制感光部分有效曝光时间的构件，相机上所标快门数据“100”，表示快门打开的时间是1/100秒，秒数低时可轻松抓拍急速移动的目标。图乙的光圈是相机内用来控制光通过镜头进入机身内感光面光量的装置，它的大小决定着感光元件受光的多少，光圈大小的计算公式为：光圈镜头的焦距/镜头光圈直径。
（1）数码相机镜头的主要元件是 （选填“凸”或“凹”）透镜，若要抓拍运动员苏炳添百米冲刺时的瞬间照片，快门数据要调 （选填“大”或“小”）；
（2）关于数码相机，下列说法中正确的是___________（选填序号）；
A．制作相机镜头的玻璃是晶体
B．为扩大拍摄范围，应将照相机远离景物，此时成像变小
C．照相机是利用凸透镜成缩小虚像的原理
D．拍摄近、远景时的“调焦”采用了模仿眼睛的功能，即调节镜头的焦距
（3）某数码相机镜头的焦距为50mm，若此时镜头通光孔直径为25mm，那么光圈数据为 。
参考答案
【知识点】凸透镜成像规律的应用
1．【答案】B
【详解】盛水的透明塑料瓶相当于一个凸透镜，可以将射来的太阳光会聚在一点上，会聚点的温度比较高，可能会引起火灾。
【知识点】凸透镜成像规律的应用
2．【答案】D　
【解析】如果该人远离镜头,物距变大,像距会变小,不改变镜头和成像板之间的距离,则应增大凸透镜的焦距,从而在成像板上得到清晰的像,所以镜头的焦点可能变在c点,焦距变长,故AB错误;如果该人靠近镜头,物距减小,像距会增大,不改变镜头和成像板之间的距离,则应减小凸透镜的焦距,才能在成像板上得到清晰的像,所以镜头的焦点可能变在a、b点,此时镜头的聚光能力会增强,故C错误,D正确。故选D。
【知识点】凸透镜成像规律的应用、平面镜成像的特点、原理及现象
3．【答案】B
【详解】AB．无论是平面镜成像还是凸透镜成像，其虚像的特点是：不是实际光线的会聚，正立，不能成在屏上，所以A是正确的，B是错误的；
CD．只有凸透镜可以成实像，平面镜只能成虚像，其实像的特点是：实际光线的会聚，倒立，异侧，可能放大也可能缩小，可成在屏上，所以CD是正确。
【知识点】凸透镜成像规律的应用
4．【答案】B
【分析】圆柱形的玻璃杯相当于凸透镜，具有放大镜的功能，所以温度计在水中部分看起来比水面上的部分要粗一些。
【详解】A．照相机是根据物距大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像原理制成的，故A不符合题意；
B．放大镜是根据物距小于焦距时，成正立、放大虚像的原理制成的，故B符合题意；
C．幻灯机、投影仪都是根据物距大于1倍焦距小于2倍焦距时，像距大于物距，成倒立、放大实像的原理制成的，故C不符合题意；
D．平面镜是光的反射，成正立等大虚像，故D不符合题意。
【知识点】凸透镜成像规律的探究实验
5．【答案】D　
【解析】不小心用手指尖触摸了凸透镜,由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像,只是此时的像比手指尖触摸前的像要暗一些。故选D。
【知识点】凸透镜成像规律的应用
6．【答案】A
【详解】A．一只小飞虫恰好落在透镜上的P点，位于透镜的一倍焦距内，不会成像在光屏上，故A正确；
B．原来蜡烛在二倍焦距以外，靠近透镜过程中会经过焦点，而物体在凸透镜的焦点上时不成像；当物距小于一倍焦距时，光屏上也看不到像，故B错误；
CD．沿直径对称切除透镜很小的一部分，相当于把凸透镜分成了上、下两个小凸透镜，这两个小凸透镜的焦点及焦距和光心与原来的凸透镜是一样的，不移动时主光轴、焦点都是重合的，仍然可以成像；当把上面的小凸透镜下移后，该小凸透镜的主光轴也下移，成的像也下移，且去掉一小段透镜，物体发出的光线仍能成像，只是亮度变低；下面的与之相反，像向上移，即A、B合拢后，光屏上会成两个变暗的像，故CD错误。
【知识点】凸透镜成像规律的应用、生活中的透镜应用
7．【答案】B
【详解】A．装水的玻璃杯中间厚边缘薄，相当于一个凸透镜，故A错误；
B．玻璃杯远离课本封面时，物距变大了，像距会变小，看到的字变小，故B正确；
CD．图中“物理”两个字是倒立的实像，是由光的折射形成的，故CD错误。
【知识点】凸透镜成像规律的应用
8．【答案】C
【详解】物体离凸透镜12cm时，在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像，根据凸透镜成像规律即可知，2f＞u＞f，所以
2f＞12cm＞f
则
12cm＞f＞6cm
当物体距凸透镜8cm时，2f＞8cm＞f，根据凸透镜成像规律即可得出，所成的像也是倒立放大的实像。当物体距凸透镜8cm，f＝8cm时，不成像。当物体距凸透镜8cm，f＞8cm时，成的是正立放大的虚像。综上所述，此题有3种情况：①可能是倒立放大的实像；②可能是正立放大的虚像；③可能不成像。故ABD不符合题意，C符合题意。
【知识点】凸透镜成像规律的应用、辨别凸透镜和凹透镜
9．【答案】放大镜　虚
【解析】从图中体温计的横截面及读数方法看,此温度计的圆弧形玻璃相当于放大镜,成放大、正立的虚像。
【知识点】凸透镜成像规律的应用
10．【答案】凸透；缩小；变大
【详解】由于摄像机镜头相当于一个凸透镜，根据物距和像距的关系可知，足球通过摄像机镜头成倒立、缩小的实像；足球向门框上镜头靠近的过程中，物距变小，像距变大，像变大。
【知识点】凸透镜成像规律的应用、辨别凸透镜和凹透镜
11．【答案】凸　20
【解析】该摄像镜头是一个凸透镜,利用了当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成的。凸透镜的焦距是10 cm,当人脸和摄像镜头的距离大于二倍焦距,也就是大于20 cm时,能成倒立、缩小的实像。
【知识点】凸透镜成像规律的应用、生活中的透镜应用
12．【答案】放大　投影仪
【解析】由图知,像距大于物距,所以此时在光屏上成倒立放大的实像,投影仪是利用这一原理制成的。
【知识点】凸透镜成像规律的应用
13．【答案】10.0；缩小；靠近
【详解】平行主光轴的光经凸透镜后汇聚于焦点，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑的位置就是焦点位置，焦点到凸透镜中心的距离就是焦距，所以凸透镜的焦距为10.0cm。
由乙图可知，物距u=25cm>2f，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上成倒立、缩小的实像。
老花眼镜是由凸透镜制成的，当把老花眼镜放在蜡烛和凸透镜之间时，由于凸透镜对光有会聚作用，所以像将成在光屏前方，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向靠近凸透镜方向移动，才能使像变得清晰。
【知识点】凸透镜成像规律的探究实验
14．【答案】（1）11.0　（2）光屏中央　（3）放大；投影仪　（4）右；左　（5）不变
【详解】（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点，焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距。
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，目的是使像能成在光屏的中央。
（3）把烛焰放在距凸透镜16cm处时，此时物距处于大于一倍焦距小于二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，成倒立、放大的实像，生活中投影仪就是利用该原理工作的。
（4）近视眼镜是凹透镜，对光具有发散作用，相当于减弱凸透镜的会聚能力，所成的像会远离凸透镜，因此需将光屏向右移动，才能在光屏上再次成清晰的像。如保持光屏和凸透镜不动，根据“物远像近，像变小”规律可知，需将蜡烛向左移动，才能在光屏上再次成清晰的像。
（5）用黑纸将凸透镜遮掉一半，光线可以通过另外一半会聚成像，因此仍成完整的像，即像的形状不变，但由于光线条数变少，光的亮度会变暗。
【知识点】凸透镜成像规律的探究实验
15．【答案】（1）小；强　（2）材料　（3）紫光；红光　（4）65°；A
【详解】（1）平行光经过凸透镜后发生折射，相交于凸透镜的焦点位置，焦点到光心的距离称为焦距，由图可知，形状更凸的凸透镜丙的焦点至其光心的距离更近，所以丙的焦距更小，聚光能力更强，故可得：在凸透镜的材料相同时，凸透镜表面越凸，则凸透镜的焦距越小，聚光能力越强。
（2）丙丁两个凸透镜形状相同而材料不同，所以可用于探究凸透镜的焦距大小与材料的关系。
（3）由图可知，紫光的折射角更小，说明紫光的偏折能力更强；使用紫光和红光测量同一凸透镜的焦距时，因红光的偏折能力更强，所以光线将推迟会聚，故测得的焦距会更大。
（4）在光的反射中，反射角等于入射角，反射光线a与平面镜的夹角为25°，则反射角为，所以入射角为65°，像与左侧焦点F重合，即光源发出的光线经平面镜反射后，反射光的反向延长线均经过凸透镜的焦点，经过凸透镜焦点的光线经过凸透镜后将沿着与主光轴平行的方向射出。
【知识点】凸透镜成像规律的应用
16．【答案】（1）0.01m/s；（2）85cm的刻度线处
【详解】解：（1）她焰起始位置在9cm刻度线处，在7s内将烛焰移至30cm刻度线处，移动路程
时间t=7s，则烛焰移动的速度
由题意可知，在7s内将烛焰移至30cm刻度线处，此时物距
像距
则光屏从右侧63cm刻度线处移至70cm刻度线处，像移动的路程
像移动的速度
（2）像的移动速度为
则2s后像移动的距离为
因为光屏原来在70cm刻度线处，为了承接清晰的像，则光屏应向右移动到
的刻度线处
答：（1）7s内烛焰和像各自移动时的速度为；
（2）光屏位于光具座的哪条刻度线上。
【知识点】凸透镜成像规律的应用、生活中的透镜应用
17．【答案】（1）凸；大
（2）B
（3）2
【详解】（1）照相机的镜头相当于一个凸透镜，成的是倒立、缩小的实像。
由“相机上所标快门数据100，表示快门打开的时间是1/100秒，秒数低时可轻松抓拍急速移动的目标”可知，快门数字越大，打开时间秒数越低，因此要抓拍运动员苏炳添百米冲刺时的瞬间照片，快门数据要调大。
（2）A．制作相机镜头的玻璃没有固定的熔点，属于非晶体，故A错误；
B．由凸透镜成像规律可知，成实像时“物远像近像变小”，因此为扩大拍摄范围，应将照相机远离景物，此时成像变小，故B正确；
C．照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理，故C错误；
D．由文中信息可知，相机是通过伸缩镜头来调节像距实现完美成像的，所以拍摄近、远景时的“调焦”调的是像距，眼睛看近处或远处的物体，调节的是晶状体的厚度，即调节的是凸透镜的焦距，故D错误。
（3）由“光圈镜头的焦距/镜头光圈直径”可知，光圈数据为
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