《2025年天府前沿八年级物理上册教科版课时同步培优训练》

变式训练2 小明探究凸透镜的成像规律时,各器材的位置如图所示,光屏上承接到烛焰清晰的像(未画出烛焰的像),此时烛焰的成像特点与照相机(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同,若凸透镜位置不变,调换蜡烛和光屏的位置,仍能(选填“仍能”或“不能”)在光屏上得到清晰的像,这说明光发生折射时,光路是可逆的。

答案： 【解析】：
本题可根据凸透镜成像规律判断成像特点及应用，再根据光路的可逆性分析调换蜡烛和光屏位置后的成像情况。
1. 判断烛焰的成像特点及应用：
由图可知，此时物距$u=50cm - 10cm = 40cm$，像距$v = 80cm - 50cm = 30cm$，物距大于像距，即$u\gt v$。
根据凸透镜成像规律，当$u\gt 2f$，$f\lt v\lt 2f$时，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用这一原理制成的。所以此时烛焰的成像特点与照相机的成像特点相同。
2. 分析调换蜡烛和光屏位置后的成像情况及光路特点：
在光的折射现象中，光路是可逆的。
若凸透镜位置不变，调换蜡烛和光屏的位置，原来的像距变为物距，原来的物距变为像距，根据光路可逆性可知，仍能在光屏上得到清晰的像。
【答案】：
照相机；仍能；可逆

【例3】 在探究凸透镜成像的规律的实验中,移动光屏至距透镜20cm时,在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像,则(C)
A.蜡烛距透镜的距离大于20cm
B.凸透镜的焦距大于10cm
C.投影仪应用了该次实验的成像规律
D.照相机应用了该次实验的成像规律

答案： 解：在光屏上得到烛焰清晰放大的像，为实像，此时物距$u$、像距$v$、焦距$f$满足：$f ＜ u ＜ 2f$，$v ＞ 2f$。已知$v = 20cm$，则$20cm ＞ 2f$，即$f ＜ 10cm$，B错误；由$f ＜ u ＜ 2f$且$f ＜ 10cm$，可得$u ＜ 20cm$，A错误；投影仪成倒立、放大的实像，应用该成像规律，C正确；照相机成倒立、缩小的实像，D错误。
答案：C

变式训练3 小南同学在做“凸透镜成像”的实验中,经过调节在光屏上得到一个清晰的像,并测出物距$u = 20cm$,像距$v = 15cm$,则在光屏上成的是倒立、缩小的实像,该凸透镜焦距的范围为$7.5cm ＜ f ＜ 10cm$。

答案： 【解析】：
本题主要考查凸透镜成像规律的应用。
首先，根据题目给出的物距$u = 20cm$和像距$v = 15cm$，可以判断物距大于像距，即$u ＞ v$。在凸透镜成像中，当物距大于像距时，成的是倒立、缩小的实像。
接下来，需要确定凸透镜的焦距范围。根据凸透镜成像的规律，当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时，像会成在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间。即$u ＞ 2f$且$f ＜ v ＜ 2f$。
将题目中给出的物距和像距代入上述不等式，得到：
$20cm ＞ 2f$ 且 $f ＜ 15cm ＜ 2f$。
解这个不等式组，可以得到凸透镜的焦距范围：$7.5cm ＜ f ＜ 10cm$。
【答案】：
缩小；$7.5cm ＜ f ＜ 10cm$。

1. (鄂州中考)(多选)如图所示,小明正在做凸透镜成像的实验,此时光屏上出现了清晰的像。下列说法正确的是(BD)


A.该透镜的焦距是30cm
B.该透镜的焦距是15cm
C.此时成的是正立、等大的实像
D.此时成的是倒立、等大的实像

答案： 解：由图可知，物距$u = 40cm - 10cm = 30cm$，像距$v = 70cm - 40cm = 30cm$。
因为物距等于像距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、等大的实像，且$u = v = 2f$。
所以$2f = 30cm$，解得$f = 15cm$。
综上，正确的是B、D。
答案：BD

2. (枣庄中考)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示,这时烛焰在光屏上能成等大清晰的像。移动蜡烛时凸透镜不动,下列说法正确的是(B)

A.凸透镜的焦距是20cm
B.把蜡烛移至刻度尺10cm处,移动光屏,能在光屏上得到清晰的像,这与照相机的成像原理相同
C.把蜡烛移至刻度尺32cm处,移动光屏,能在光屏上得到清晰的像,这与照相机的成像原理相同
D.把蜡烛移至刻度尺45cm处,移动光屏,会再次在光屏上得到清晰的像

答案： 【解析】：
本题主要考查凸透镜成像的规律，包括成像特点与物距、像距的关系，以及焦距的确定和不同成像原理的应用。
A选项：当烛焰在光屏上成等大清晰的像时，物距$u$等于像距$v$，且都等于$2f$（$f$为焦距）。由图可知，此时物距$u = 50cm - 30cm = 20cm$，像距$v = 70cm - 50cm = 20cm$，所以$2f = 20cm$，则$f = 10cm$，A选项错误。
B选项：把蜡烛移至刻度尺$10cm$处，此时物距$u = 50cm - 10cm = 40cm$，$u\gt 2f$，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，这与照相机的成像原理相同，B选项正确。
C选项：把蜡烛移至刻度尺$32cm$处，此时物距$u = 50cm - 32cm = 18cm$，$f\lt u\lt 2f$，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，这与投影仪的成像原理相同，而不是照相机的成像原理，C选项错误。
D选项：把蜡烛移至刻度尺$45cm$处，此时物距$u = 50cm - 45cm = 5cm$，$u\lt f$，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，D选项错误。
【答案】：B。

3. (新编)小明在房间里进行探究凸透镜成像特点的情景如图所示。保持蜡烛的位置不变,只移动透镜,小明发现透镜在$A$、$B$两处时,墙壁上都能得到清晰的像,则两次所成的像(D)

A.都是正立的
B.都是虚像
C.透镜在$B$处时墙上成的像较大
D.透镜在$A$处时墙上成的像较大

答案： 解：墙壁上能承接的像是实像，实像都是倒立的，故A、B错误。
由图知，蜡烛和墙壁位置不变，透镜在A处时，物距较小，像距较大；透镜在B处时，物距较大，像距较小。根据凸透镜成像规律，物距越小，像距越大，实像越大，所以透镜在A处时墙上成的像较大，D正确，C错误。
答案：D