2024年中考物理突破题培优专题压轴培优专题03 凸透镜成像规律及其应用（教师卷）

压轴培优专题03凸透镜成像规律及其应用2024年中考物理【高分·突破】压轴题培优专题精练一、单选题1．在凸透镜成像实验中，烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，小明进行如下实验操作：步骤①：调节蜡烛、凸透镜和光屏至如图位置，光屏上出现清晰的像；步骤②：保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向左移动至刻度线M，光屏上再次出现清晰的像；步骤③：保持步骤①中蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，换焦距更小的凸透镜，将凸透镜向左移动至刻度线N，光屏上再次出现清晰的像。下列说法错误的是（）

A．步骤①中成像的应用是照相机B．步骤②中刻度线M是35cm，且光屏上清晰的像是放大的实像C．步骤③中刻度线N在步骤②中刻度线M的右侧D．步骤③中光屏上清晰的像比步骤②中光屏上清晰的像大【答案】C【详解】A．在步骤①中由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的，故A正确；B．在步骤②中，保持蜡烛和光屏位置不变，将凸透镜向左移动至刻度线35cm处，此时物距等于原来的像距，像距等于原来的物距，根据在光的折射中，光路是可逆的，可知在光屏上能再次成清晰的像，由于此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，光屏上清晰的像是放大的实像，故B正确；CD．在步骤③中，保持步骤①中蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，换焦距更小的凸透镜，凸透镜焦距变小，相当于增大物距，缩小像距，此时像成在光屏的左侧；若将凸透镜向左移动至刻度线N，根据凸透镜成实像时，物近像远像变大可知，蜡烛到刻度线N的距离应小于保持步骤①中凸透镜到光屏的距离，即步骤③中刻度线N在步骤②中刻度线M的左侧；因光屏位置不变，在步骤③中的像距大于在步骤②中的像距，根据凸透镜成像规律可知，像距越大像越大，因此步骤③中光屏上清晰的像比步骤②中光屏上清晰的像大，故C错误，D正确。故选C。2．在“天宫课堂”中，“太空教师”王亚平从水袋里挤出了一些水，这些水滴变成了球形悬浮在空中，透过水球看到了王亚平倒立的像。下列相关说法正确的是（）

A．水球能悬浮，是因为水的密度等于空气的密度B．水不散开而成为球形，是因分子间没有斥力C．透过水球看到的是王亚平倒立、缩小的虚像D．照相机成像原理与此现象的成像特点相同【答案】D【详解】A．由于太空中是失重状态，因此水球能悬浮，故A错误；B．水分子间存在引力，且太空中是失重状态，所以水不散开而成为球形，故B错误；CD．当时，物体经凸透镜成倒立、缩小的实像，图中通过水球看到王亚平所成的像为倒立、缩小的实像，成像原理类似于照相机，故C错误，D正确。故选D。3．初秋的清晨，树叶上凝结着一颗颗小露珠，露珠下的叶脉十分清晰，如图甲所示。此时的露珠相当于一个凸透镜，其叶脉应位于图乙中的（）

A．A点 B．B点 C．C点 D．D点【答案】A【详解】此时的露珠相当于一个凸透镜，叶脉成的是正立、放大的虚像，此时的物距要小于焦距，根据图乙可知，叶脉应位于图乙中的A点。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。4．今年春运，长沙南站“招聘”了两位新的小可爱为旅客提供服务，只需“扫脸”或通过语音询问即可实现检票口查询、正晚点查询等服务功能。下列说法正确的是（）A．“扫脸”询问应用了凸透镜成正立、缩小的实像B．“扫脸”成像时，人从远处走近机器人时，成像变大C．旅客语音询问，利用了电磁波传声D．机器人查询信息，利用了超声波【答案】B【详解】A．“扫脸”询问时，物距大于二倍焦距，凸透镜成倒立、缩小的实像，故A错误；B．“扫脸”成像时，人从远处走近机器人时，物距变小，像距变大，成像变大，故B正确；C．旅客语音询问，利这说明空气能传声，故C错误；D．机器人查询信息，利用了电磁波传递信息，故D错误。故选B。5．如图所示，利用水透镜探究凸透镜成像规律，在光屏上恰好成清晰的像，下列说法正确的是（）

A．水透镜的焦距范围为B．透镜注水后，仅右移光屏，能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的成因C．实验过程中，光屏上的像将缓慢向下移动D．向透镜外抽水后，在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的矫正【答案】D【详解】A．由图可知，此时物距大于像距，凸透镜成倒立缩小的实像；此时物距u=70.0cm-20.0cm=50.0cm像距v=90.0cm-70.0cm=20.0cm则f＜20.0cm＜2f解得10.0cm＜f＜20.0cm故A错误；B．透镜注水后，凸透镜的焦距变小，对光线的会聚能力增强，像成在光屏的左侧，这是近视眼的成因，故B错误；C．实验过程中，蜡烛变短，根据经过光心的光线的传播方向不变可知，像将向上移动，故C错误；D．向透镜外抽水后，凸透镜的焦距变大，会聚能力减弱，在水透镜左侧放合适凸透镜能在屏上成清晰的像，可模拟远视眼的矫正，故D正确。故选D。6．某同学将凸透镜平放在物理课本的封面上，通过凸透镜看到“物”字的形状是（）A． B．C． D．【答案】B【详解】将凸透镜平放在物理课本封面上，书名《物理》的“物”字在凸透镜的焦点以内，所以此时透过凸透镜我们能看到正立、放大的“物”的虚像，故ACD不符合题意，B故符合题意。故选B。7．小明同学在做凸透镜成像规律实验时，当把蜡烛、透镜、光屏置于如图所示位置时，光屏上得到烛焰清晰的像，保持蜡烛、光屏位置不变、只移动凸透镜，还可以再成一次像，设此时的物距为u，像距为v，则（）

A．凸透镜向右移动距离v，成倒立缩小实像B．凸透镜向左移动距离v，成倒立放大实像C．凸透镜向右移动距离u-v，成倒立缩小实像D．凸透镜向左移动距离u-v，成倒立放大实像【答案】D【详解】由图可知，此时物距大于像距，即u＞v，在光屏上能成清晰的像，则根据凸透镜成像规律可知，此时成的是倒立缩小的实像，由于光的折射中光路可逆，因此若此时的像距变为物距，则物距变为像距，可再次成清晰的像，因此应将凸透镜向左移动到距离蜡烛为v的距离，则应移动的距离为u-v，此时物距小于像距，成倒立放大的实像，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。二、多选题8．小慧进行探究凸透镜成像规律的实验。蜡烛放到适当位置，移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的像，分别测出物距u与像距v，二者关系如图所示。下列判断正确的是（）

A．物距u=30cm时，像距v=15cmB．物距u=25cm时，成像特点与投影仪相同C．物距u=20cm时，光屏上成清晰的像。将蜡烛远离透镜，要再次在光屏上成清晰的像，可以将光屏靠近透镜，像会变大D．物距u=40cm时，光屏上成清晰缩小的像。将蜡烛远离透镜，要再次在光屏上成清晰的像，可以保持透镜、光屏位置不变，在蜡烛和透镜之间放上度数合适的近视镜片【答案】AD【详解】A．由图可知，当物距u=30cm时，像距v=15cm，故A正确；B．由图可知，当u=v=20cm即u=v=2f=20cm则凸透镜焦距f=10cm；当物距u=25cm时，此时物距大于二倍焦距，在光屏上成倒立缩小的实像，照相机就是利用此原理制成的，故B错误；C．物距u=20cm时，光屏上成清晰的像，将蜡烛远离透镜，根据成实像时“物远像近像变小”可知，若要再次在光屏上成清晰的像，可以将光屏靠近透镜，像会变小，故C错误；D．物距u=40cm时，光屏上成清晰缩小的像；将蜡烛远离透镜，此时物距增大、像距减小，像成在光屏的左侧。保持透镜、光屏位置不变，要再次在光屏上成清晰的像，应延迟成像，即要使光适当发散，故要在蜡烛和透镜之间放上度数合适的近视镜片，故D正确。故选AD。9．F点为透镜的焦点，P点到透镜光心距离为2倍焦距，将发光LED做成的箭头形物体放在透镜左侧某处，在另一侧光屏上成像如图所示，下列说法正确的是（）A．物体放置时箭头朝下B．物体放置在Ⅳ区域内某处C．光屏不动，透镜稍向右移动，为了使光屏上成像，物体适当向左移动D．光屏不动，将一个凹透镜放在凸透镜左侧，为了使光屏上成像，物体适当向右移动【答案】AC【详解】A．光屏上能成像说明成的是实像，实像都是倒立的，光屏上箭头是朝上的，所以物体放置时箭头朝下，故A正确；B．从图中可知，光屏上能成像在一倍焦距和二倍焦距之间，且像在主光轴上方，说明物体位于二倍焦距之外的位置，根据过光心的光线传播方向不改变，则物体应放置在Ⅲ区域内某处，故B错误；C．光屏不动，透镜稍向右移动，相当于增大物距，减小像距，且物距移动的距离大于像距移动的距离，为了使光屏上成像，物体适当向左移动，故C正确；D．光屏不动，将一个凹透镜放在凸透镜左侧，会对光线有发散作用，使像成在光屏的后方，但光屏位置不动，为了使光屏上成像，物体适当向左移动，故D错误。故选AC。10．小明探究凸透镜成像规律时，选用了两个焦距不同的凸透镜甲和乙。他先把凸透镜甲固定在光具座上，使其光心与光屏的中心大致在同一高度，然后将一束与主光轴平行的光射向凸透镜，移动光屏直到在光屏上出现一个最小、最亮的光斑如图所示。若将点燃的蜡烛放在光具座上5cm刻度处，下列说法正确的是（）

A．移动光屏，光屏上可得到烛焰倒立、缩小的清晰像B．向靠近透镜焦点方向移动蜡烛时，移动光屏，烛焰在光屏上的像逐渐变大C．当烛焰在光屏成清晰像时，在贴近凸透镜的左侧放一个眼镜片，向右移动光屏，烛焰能在光屏上成清晰的像，则该眼镜片可做放大镜D．当烛焰在光屏上成清晰像时，用透镜乙替换甲，向右移动光屏，烛焰仍能成清晰的像，则透镜乙的焦距小于甲的焦距。【答案】AB【详解】A．由题意可知凸透镜的焦距为20cm，若将点燃的蜡烛放在光具座上5cm刻度处，此时物距为45cm，处于2倍焦距以外，故通过移动光品可以看到倒立缩小的清晰的像，故A正确；B．向靠近透镜焦点方向移动蜡烛时，物距减小，移动光屏，增大像距，烛焰在光屏上的像逐渐变大，故B符合题意；C．当烛焰在光屏成清晰像时，在贴近凸透镜的左侧放一个眼镜片，向右移动光屏，烛焰能在光屏上成清晰的像，由此可知该眼睛具有发散的功能，故该镜片是凹透镜，故C不符合题意；D．当烛焰在光屏上成清晰像时，用透镜乙替换甲，向右移动光屏，烛焰仍能成清晰的像，说明透镜乙的会聚能力较弱，即透镜乙的焦距大于甲的焦距，故D不符合题意。故选AB。11．如图是某同学在探究凸透镜成像特点实验时安装的凸透镜、蜡烛、光屏的位置，此时恰好在光屏上成清晰的像，下列说法中正确的是（）

A．在光屏上是倒立放大的像B．此现象是望远镜物镜成像原理C．如果在凸透镜和蜡烛之间放一个近视眼镜，要将光屏向凸透镜移动才能再次成清楚的像D．该凸透镜的焦距可能是10cm【答案】BD【详解】AB．由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，望远镜物镜就是利用此原理制成的，故A错误，B正确；C．如果在凸透镜和蜡烛之间放一个近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，因此要将光屏远离凸透镜移动才能再次成清楚的像，故C错误；D．由图可知，u>v，且成实像，说明u=30cm>2f2f>v=15cm>f即15cm>f>7.5cm因此该凸透镜的焦距可能是10cm，故D正确。故选BD。12．小明在探究凸透镜的成像规律实验中，记录的部分实验数据如下表所示，下列说法正确的是（）实验次数12345物距u/cm55453022.520像距v/cm20.622.5304560A．第一次实验的成像特点与投影仪相同B．第三次实验中，小明算出凸透镜焦距是15cmC．第二次和第四次实验数据，可以说明光路可逆D．第五次实验结束时，保持蜡烛位置不动，在紧挨凸透镜右侧放一个老花镜片，要想再次在光屏上得到清晰的像，需要将光屏靠近凸透镜【答案】BCD【详解】A．第一次实验中，物距大于像距，根据凸透镜成像原理可知，光屏上成缩小、倒立的实像，成像特点与照相机相同，故A错误；B．第三次实验中，物距等于像距，根据凸透镜成像原理可知，当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，所以凸透镜焦距为物距的一半，即凸透镜焦距为15cm，故B正确；C．第二次的物距刚好等于第四次的像距，第二次的像距也刚好等于第四次的物距，根据这两次的实验数据，可以说明光路可逆，故C正确；D．第五次实验结束时，保持蜡烛位置不动，在紧挨凸透镜右侧放一个老花镜片，也就是给凸透镜再叠加一个凸透镜，新的组合透镜的焦距比原来凸透镜焦距减小，可以理解为在原来的基础上，物距增大；要想再次在光屏上得到清晰的像，像距需要缩小，需要将光屏靠近凸透镜，故D正确。故选BCD。三、填空题13．由于疫情原因，现在学生上网课较为普遍，为了保护视力，市场推行了一种屏幕放大器，如图所示。该放大器实际就是镜，使用时应把手机放在镜的的位置。

【答案】凸透一倍焦距内【详解】[1][2]根据凸透镜的成像规律知道，当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。屏幕放大器的实质是一个凸透镜，所以，当手机放在该凸透镜的一倍焦距之内时，成正立、放大的虚像。14．如图所示，我们透过装满水的玻璃杯观察铅笔。在由近到远慢慢移动铅笔的过程中，它的像逐渐变长，超过一定距离后，笔尖会突然转向右边。刚开始我们看到的像为（选填“实像”或“虚像”）；笔尖刚转向右边时的成像规律与（选填“照相机”或“投影仪”）的相同。【答案】虚像投影仪【详解】[1]由题意可知，由近到远慢慢移动铅笔的过程中，它的像逐渐变长，超过一定距离后，笔尖会突然转向右边。根据凸透镜成像的特点，成虚像时，物远像远像变大，所以装满水的玻璃杯相当于一个凸透镜，刚开始时，铅笔在凸透镜的一倍焦距之内，成的是正立、放大的虚像。[2]根据凸透镜成像的特点，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像，因此笔尖刚转向右边时，说明物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所以成像规律与投影仪的相同。15．小明在“探究凸透镜成像”的实验时，自制了一个“平行光源”：调节蜡烛的焰心，当焰心处在凸透镜的处，穿过透镜的光为平行光。实验时，他将蜡烛依次置于图甲中的a、b、c、d四点，当蜡烛置于点时，在光屏上能得到清晰放大的像，其原理与（选填“照相机”或“幻灯机”）相同。如图乙，若用红光和紫光分别测同一凸透镜的焦距，所测结果（选填“一样大”、“红光大”或“紫光大”）。【答案】焦点c幻灯机红光大【详解】[1]通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴，故当焰心处在凸透镜的焦点处，穿过透镜的光为平行光。[2][3]根据，成倒立、放大的实像，因此当蜡烛置于c点时，在光屏上能得到清晰放大的像，其原理与幻灯机相同。[4]用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入，红光、紫光对凸透镜的焦距不相同；由图乙可知，红色光较紫色光偏折能力弱，所以红色光对凸透镜的焦距大。16．2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲。在“天宫课堂”中，透过中间带有气泡的水球，如图甲所示。为了解释两个像的成因，可将含有气泡的水球看成如图乙所示的透镜组模型（选填“凸”或“凹”）透镜；倒立的像是（选填“实像”或“虚像”），若王亚平远离水球，则所成的倒立的像（选填“变大”或“变小”）。

【答案】凹实像变小【详解】[1]水球中间部分被气泡分为了两部分，中间是空气，则中间部分相当于变成了两个凹透镜的组合，形成透镜组模型凹透镜。[2][3]水球相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律知，倒立的像是实像。凸透镜成实像时，物距变大，像变小，则所成的倒立的像将变小，若王亚平远离水球，物距增大，则所成的倒立的像变小。17．利用微信扫描图甲所示二维码时，智能手机的摄像头相当于一个凸透镜，它通过直接感应其中（选填“白色”或“黑色”）区块来获取信息。图乙所示实验中，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像，此时像距为cm，这个像是（选填“放大”或“缩小”）的；若只将蜡烛向左移动少许，为使光屏上仍能获得清晰的像，可在蜡烛和透镜之间放置合适的（选填“近视”或“远视”）眼镜。

【答案】白色30.0放大近视【详解】[1]由于白色的物体可以反射各种色光，所以智能手机的摄像头通过直接感应白色区块反射的光线来获取信息。[2][3]由图乙可知，光屏到凸透镜的距离，即像距为此时的物距小于像距，根据凸透镜成像规律知，成的是倒立、放大的实像。[4]若只将蜡烛向左移动少许，物距变大，像距变小，像会成在光屏的前方；不移动光屏，需要使像推迟会聚，故可在蜡烛和透镜之间放置合适的凹透镜；所以为使光屏上仍能获得清晰的像，可在蜡烛和透镜之间放置合适的近视眼镜。四、实验题18．某兴趣小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）现将凸透镜、蜡烛和光屏放在光具座上进行实验。其中（选填“A”、“B”或“C”）处应放置透镜；（2）小明保持透镜的位置不动，将点燃的蜡烛从90cm处移至60cm处的过程中，发现烛焰在图示位置光屏上所成的像一直比较清晰，由此小明估计透镜的焦距约为cm。小明运用这种方法测出来的焦距与实际相比（选填“偏大”或“偏小”）；（3）调整物距，使烛焰在光屏上成倒立、缩小的像和倒立放大的像，多次实验，测量并记录物距和像距，如下表。请将下表中漏缺的数据补上；像的性质实验序号物距u/cm像距v/cm倒立、缩小的像120.06.5215.07.5311.09.0倒立、放大的像19.011.027.536.033.3（4）小明猜想，烛焰成倒立、等大的像时的物距可能是10cm，他猜想的依据是；（5）当把蜡烛放在刻度37cm处时，移动光屏，光屏上得不到清晰的像，此时取下光屏，透过透镜观察，我们可以看到蜡烛正立的像，为了确定是否是虚像，接下来的操作是。【答案】B5偏大15.0由表格可知u≥11.0cm时成倒立缩小的像，u≤9.0cm时成倒立放大的像放大将光屏放在像的一侧并左右移动，直接观察光屏上是否有像【详解】（1）[1]安装凸透镜、蜡烛和光屏时，透镜应放在中间，即B处。（2）[2][3]凸透镜成实像时，物近像远像变大，当物距很大时，像距非常靠近焦点，由乙图可知，该透镜的焦距约为5cm，但实际相距在1~2倍焦距之间，故运用这种方法测出来的焦距与实际相比偏大。（3）[4]由表可知，当u＝15.0cm时，v＝7.5cm，根据光的折射光路可逆，当u＝7.5cm时，v＝15.0cm，故表中漏缺的数据为15.0。（4）[5]由表格可知u≥11.0cm时成倒立缩小的像，u≤9.0cm时成倒立放大的像，所以烛焰成倒立、等大的像时的物距可能是10cm。（5）[6]当把蜡烛放在37cm刻度处时，u＜f，此时成正立、放大像。[7]实像可以用光屏承接，虚像不能，故可以将光屏放在像的一侧并左右移动，直接观察光屏上是否有像，判断是否是虚像。19．在“探究凸透镜成像规律”的实验中：（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平桌面上。光屏上出现烛焰清晰的像，如图甲所示。要使像成在光屏的中央，应将烛焰向调整；

（2）将烛焰清晰的像调整完成后，先用刻度尺测出光屏到凸透镜的距离为40cm。再用刻度尺测出烛焰到凸透镜的距离（如图乙所示），物距是cm。根据测量数据判断，凸透镜的焦距为（填“8”“10”或“15”）cm；（3）将蜡烛向远离凸透镜的方向运动，同时应向（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动光屏，才能在光屏上得到清晰的倒立、缩小像。（填“照相机”或“投影仪”）的成像原理与此相同；（4）在（3）的基础上将眼镜放在蜡烛和透镜之间放置的合适位置，像模糊了。将光屏向远离凸透镜的方向移动，又得到了清晰的像。眼镜应该是（填“近视”或“远视”）眼镜。【答案】右下108靠近照相机近视【详解】（1）[1]由图甲可知，光屏上出现烛焰清晰的像，此时像成在光屏的右下方，根据凸透镜成实像时，像与物上下颠倒、左右相反，要使像成在光屏的中央，即像应向左上方移动，故应将烛焰向右下调整。（2）[2][3]由图乙可知，烛焰到凸透镜的距离为10cm，即物距是10cm；此时，且成实像，说明即，故该凸透镜的焦距为8cm。（3）[4][5]将蜡烛向远离凸透镜的方向运动，此时物距增大，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，同时应向靠近凸透镜的方向移动光屏，