中考物理考点冲刺19【凸透镜的成像规律】（含答案）

第第页中考物理考点冲刺19【凸透镜的成像规律】一、选择题1．小轩在“探究凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。则下列说法正确的是（）A．照相机应用了这一成像规律B．蜡烛燃烧一段时间后，光屏上的像会向下移C．该凸透镜的焦距可能是15cmD．保持蜡烛和光屏不动，将透镜从25cm往右移动到90cm的过程中，光屏上将出现两次实像2．新学期学校课休息延长至15分钟，学生每天户外活动2小时，这些举措能很好的改善近视眼低龄化倾向。从物理学角度来分析，以下图示能说明近视眼成因及矫正方法的是A．①③ B．②④ C．①④ D．②③3．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（）A．透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像B．光屏上成倒立、放大的实像C．蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像D．该凸透镜的焦距范围为7.5cm<f<15cm4．如图1，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图2、图3所示。下列说法正确的是（）A．图2中铅笔向前移，像一直变大 B．图2中铅笔向前移，像先变小后变大C．图3中铅笔向后移，像一直变大 D．图3中铅笔向后移，像先变大后变小5．在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时光屏上恰好成一个清晰的像。下列说法中正确的是（）A．凸透镜的焦距为20cmB．随着蜡烛燃烧逐渐变短，光屏上的像向下移动C．保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜向右移动，可在光屏上再次成清晰的像D．在贴近凸透镜左侧加一镜片，向右移动光屏，烛焰仍能成清晰的像，则该镜片为近视镜片6．凸透镜的焦距为f，点光源S和光屏位于凸透镜的左右两侧，点光源位于凸透镜的主光轴上，光屏与凸透镜的主光轴垂直并和点光源的距离保持L不变，且f<L<4f。左右移动凸透镜的位置，当光屏上的光斑最小时，凸透镜与点光源的距离为（）A．L+f2 B．L−f2 C．Lf 7．(上海第31届大同杯)如图所示，点光源位于凸透镜的主光轴上(图中未画出凸透镜的位置)，当点光源位于A点处，像在B点；当点光源位于B点处，像在C点。已知AB=5cm，BC=10cm。凸透镜的焦距大小为（）A．1cm B．5cm C．30cm D．60cm二、多选题8．实验室有两个没有标注焦距的凸透镜甲和乙。如图所示，小欣先调节烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一水平高度，然后将凸透镜甲固定在光具座上40cm刻线处保持不动，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻线处，调节光屏到透镜的距离，直到光屏上得到烛焰清晰的像，此时光屏位于光具座上60cm刻线处。小欣用此方法测出了凸透镜甲的焦距，并进一步通过实验研究凸透镜成像的规律。关于小欣的实验，下列描述正确的是（）A．凸透镜甲的焦距为10cmB．将蜡烛和光屏都向左移动，光屏上可以得到烛焰清晰的缩小的像，此规律应用在照相机上C．将蜡烛移至光具座上35cm刻线处，移动光屏，在光屏上可以得到烛焰清晰的像D．保持蜡烛位于光具座上20cm刻线处不动，用凸透镜乙替换凸透镜甲，发现光屏左移可得到烛焰清晰的缩小的像，说明凸透镜乙的焦距比甲小9．(多项选择)校园用餐支付已进入“刷脸”时代，同学结账时只需面对摄像头，经系统自动拍照、扫描后确认相关信息，即可迅速完成交易。下列相关说法正确的是A．摄像头相当于凸透镜 B．刷脸时，面部经摄像头成正立的实像C．摄像头成像特点与照相机相同 D．刷脸时，面部应位于摄像头两倍焦距之外10．在探究凸透镜成像规律的实验中，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处时，在透镜另一侧距透镜15cm处的光屏上得到烛焰清晰的像｡则（）A．光屏上成倒立､放大的实像 B．光屏上成倒立､缩小的实像C．照相机应用了该次实验的成像规律 D．投影仪应用了该次实验的成像规律11．如图，用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的是A．照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同B．用手指挡住大部分镜片，屏幕上依然有清晰的像，只是像比原来变暗了C．若只将图乙中透镜换为焦距为15cm的凸透镜，则需要向右移动光屏，光屏上就可以再次呈现清晰的像，且像比原来大D．保持蜡烛、光屏位置不变，将透镜移动到80cm刻度线处，烛焰仍可在光屏上成清晰的像12．如图所示，此时光屏上恰好承接到烛焰清晰的像，下列说法正确的是（）A．该凸透镜焦距一定小于10cmB．光屏上像的特点与投影仪成像特点相同C．仅将凸透镜移至60cm刻度线处，光屏上可再次成清晰的像D．仅将蜡烛移至20cm刻度线处，光屏上成像模糊类似近视眼三、作图题13．根据题设要求，完成下列作图．完成图中的折射光路．14．按要求作图。（1）如图甲根据平面镜成像特点，画出物体AB在平面镜中所成的像A'B'，保留作图痕迹。（2）如图乙的透镜中，分别画出与图中折射光线对应的入射光线。15．作图题（1）在图中画出入射光线AO的反射光线，并标出反射角和入射角的度数．（2）如图所示，一束光线从空气进入水中，画出折射光线的大致位置．（3）完成如图所示光线通过甲、乙两透镜的光路图．16．如图所示，物体在A位置时通过凸透镜所成的像为A'。现在把该物体移动至B位置，请通过作图的方法画出该物体放在B位置时所成的像B'。17．如图所示，O为凸透镜光心，F为凸透镜的焦点，A'B'是物体AB经过凸透镜后所成的像，虚线为凸透镜主轴，请通过作图找到物体AB的位置（保留作图痕迹）。18．如图所示，S点发出的一条光线经平面镜反射后，再经凸透镜折射，折射光线平行于主光轴射出。请完成光路图并标出凸透镜左侧焦点F的位置。（保留作图痕迹）19．在图甲中遮住平面镜上的某一点Q，人的眼睛(A点)就看不到S发光点在平面镜中的虚像了，试用作图法在图中确定Q20．如图甲所示是带放大镜的指甲刀，图乙是其简化光路图。点S表示手指甲的位置，点S'21．根据要求作图：如图，在图中画出入射光线和折射光线相对应的光线。22．如图所示，请根据凸透镜成像的规律画出蜡烛上S点的像S'。（保留作图痕迹）23．请按要求完成下列作图：如图所示，请画出平行于主光轴的入射光线AB经凸透镜折射后的光线。24．如图，AB为光线经平面镜发射后的反射光线，请作出其入射光线和经凹透镜折射后的折射光线。（保留作图痕迹）25．如图所示，根据凸透镜成像规律，请画出烛焰S点发出的与主光轴平行的光线经过凸透镜折射后的光线，借助辅助线或光路，确定发光点S的像点S'位置。（保留作图痕迹）26．①当光线从水中射向空气时，它的反射光线如图1所示，请画出入射光线和折射光线．②请在图2中画出光线AO的折射光线和BC的入射光线(保留作图痕迹)27．在探究凸透镜成像规律的实验中，小新透过凸透镜看到烛焰S的像点S´，画出光路图确定像点S´的位置，图中O为光心，F为焦点（保留必要的作图痕迹）。28．如图，S′是点光源S在平面镜中所成，S发出的一条光线经平面镜反射后恰好经过凸透镜左侧焦点F。要求：画出点光源S(请保留作图痕迹)。29．物体通过凸透镜所成像的放大率为6，若将物体靠近透镜4cm，则所成像的放大率为3，则透镜的焦距可能为（）A．8cm B．12cm C．20cm D．24cm四、实验探究题30．如图是在探究凸透镜成像规律时的实验原理图，图中F点和2f点分别表示凸透镜的焦点和两倍焦距的位置，A点表示实验中的烛焰。此过程所成像的性质和（选填“照相机”“投影仪”“放大镜”）的成像性质相同。我们只要画出学过的两条特殊的入射光线，并找出对应的折射光线，就能找到A点经过凸透镜后所成的像A'。请在图中按照以上方法进行作图找出A'。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A.由图可知，此时物距u小于像距v，在光屏上得到倒立、放大的实像，应用于投影仪，故A错误；

B.蜡烛燃烧一段时间后，蜡烛变短，烛焰的位置向下移动，根据光线过透镜的光心不改变方向，像的位置向上移动，故B错误；

C.图示物距为u=30cm，像距为v=45cm，

f<30cm<2f，45cm>2f，

解得焦距f的范围为：

15cm<f<22.5cm，

故C错误；

D.保持蜡烛与光屏位置不变，只移动凸透镜，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，根据在光的折射中，光路是可逆的，光屏上也可以出现清晰的像，将透镜从25cm往右移动到90cm的过程中，光屏上可呈现两次清晰的像，故D正确。

故选D。

【分析】(1)凸透镜成像的规律及其应用：

①当物距u>2f时，2f>v>f(u>v)，在光屏上得到倒立、缩小的实像，应用于照相机；

②当物距2f>u>f时，v>2f(u<v)，在光屏上得到倒立、放大的实像，应用于投影仪；

③当物距u<f时，成正立、放大的虚像，应用于放大镜；

(2)根据光线过透镜的光心不改变方向，判断蜡烛变短后，像的移动方向；

(3)(4)根据图示像距和物距的关系解不等式可求得焦距的范围，然后根据凸透镜成像的规律结合实像可以在光屏上承接，虚像不能承接进行判断。2．【答案】B【解析】【解答】近视眼成因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在视网膜前，因此不能看清远处的物体，形成近视，需要佩戴使光线发散的凹透镜进行矫正，则图②能够说明近视眼的成像原理，图④能够表示近视眼的矫正方法。

故选B。

【分析】近视眼成因是晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某点的光会聚在视网膜前，需要佩戴使光线发散的凹透镜进行矫正，据此分析判断。3．【答案】D【解析】【解答】A．凸透镜成像时，物距变小，像距变大，图中，当透镜不动，蜡烛向右移动，物距变小，像距变大，光屏向右移动，可再次得到清晰的像，故A错误；BC．图中，物距大于像距，此时u>2f，光屏上成倒立、缩小的实像，根据光路的可逆性，蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，物距与像距互换，光屏上可再次得到清晰的放大的像，故BC错误；D．图中，物距和像距分别为：u=50cm−20cm=30.0cm，v=65cm−50cm=15.0cm，物距大于像距，物距大于2倍焦距，像距在1倍焦距到2倍焦距之间，即30.0cm>2f，f<15.0cm<2f，解得该凸透镜的焦距范围为：7.5cm<f<15cm，故D正确。故选D。

【分析】凸透镜成像时，物距大于像距，物体在二倍焦距外，成倒立缩小的实像，物距和像距互换时，可以再次成像；根据物距和像距大小，结合凸透镜成像规律，计算焦距范围。4．【答案】D【解析】【解答】AB．图2中，水柱相当于凸透镜，铅笔在凸透镜的一倍焦距之内，成正立、放大的虚像；铅笔向前移时，水柱变薄，对光的会聚能力减弱，铅笔离“水凸透镜”的焦点变远，相当于物距变小，凸透镜成虚像时，物距减小，像距也变小，像一直变小；故AB错误；CD．图3中，铅笔向后移动，物距变大，仍在凸透镜的一倍焦距以内，凸透镜成虚像时，物距变大，像距也变大，像变大；当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，物距变大时，像距变小，像变小；当铅笔在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，物距变大时，像距变小，像变小；则铅笔向后移，像先变大后变小；故C错误，D正确。故选D。

【分析】圆的水柱相当于凸透镜，物体在凸透镜的焦点内时，成正立放大的虚像，物距越小，像越小；物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距间，成倒立放大的实像，物体在二倍焦距外时，成倒立缩小的实像。5．【答案】D【解析】【解答】A：由图可知，物距u=30cm，像距v=20cm，此时物距大于像距，成倒立、缩小的实像，此时u＞2f，f＜v＜2f，即30cm＞2f，f＜20cm＜2f，可得10cm＜f＜15cm。故A错误；B：随着蜡烛燃烧逐渐变短，根据经过光心的光线传播方向不变，像会向上移动。故B错误；C：保持蜡烛和光屏不动，将凸透镜向右移动，物距减小，像距增大，不能再次成清晰的像。故C错误；D：在贴近凸透镜左侧加一镜片，向右移动光屏烛焰仍能成清晰的像，说明该镜片使光线发散，对光线有发散作用的是近视镜片故D正确。

综上所述，本题选D。【分析】根据成像情况判断焦距范围；根据光线传播特点分析像的移动方向；根据物距、像距变化判断能否成像；根据镜片对光线的作用判断镜片类型6．【答案】C【解析】【解答】设点光源距离透镜的距离为u，像距离透镜的距离为v，则光屏距离透镜的距离为L-u，要使光屏上的光斑最小时，则L−uv要最大，即光屏要离像最近。又因为1v+1u=1f，则v=ufu−f，所以L−uv=L−uufu−f=(L−u)(u−f)7．【答案】D【解析】【解答】由题意知，当点光源位于A点时，像成在B点；当点光源位于B点时，像成在C点而不再A，所以根据光路可逆性可知，B为虚像，因此，凸透镜不能在AB之间，凸透镜位于A的左侧：1u−15+u=1f；1u+5−8．【答案】A,B,D【解析】【解答】A．根据u=v=2f时，成倒立等大的实像，据此求出焦距。将凸透镜甲固定在光具座上40cm刻线处保持不动，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻线处，调节光屏到透镜的距离，直到光屏上得到烛焰清晰的像，此时光屏位于光具座上60cm刻线处可知，物距等于像距等于二倍焦距，所以凸透镜甲的焦距为10cm，故A正确；B．根据凸透镜成实像时，物远像近像变小分析回答。根据凸透镜成实像的特点，物远像近像变小，所以将蜡烛和光屏都向左移动，光屏上可以得到烛焰清晰的缩小的像，此规律应用在照相机上，故B正确；C．根据u＜f时，成正立放大的虚像。将蜡烛移至光具座上35cm刻线处时，此时物距为5cm，小于一倍焦距，因此成正立放大的虚像，不能在光屏上呈现，故C错误；D．减小凸透镜焦距，相当于增大物距。保持蜡烛位于光具座上20cm刻线处不动，用凸透镜乙替换凸透镜甲，发现光屏左移可得到烛焰清晰的缩小的像，说明像提前形成，说明凸透镜乙的会聚能力强，因此凸透镜乙的焦距比甲小，故D正确。故选ABD。

【分析】凸透镜成像的规律：u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机；u=2f，成倒立等大的实像，应用是测焦距；f＜u＜2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪；u=f，不成像；u＜f，成正立放大的虚像，应用是放大镜。9．【答案】A,C,D【解析】【解答】A、摄像头相当于一个凸透镜，故A正确；

BC、物体通过摄像头成倒立、缩小的实像，与照相机的成像特点相同，故B错误，C正确；

D、当u>2f时，成倒立、缩小的实像，所以，“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外，故D正确；

故选：ACD。

【分析】摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作的，当u>2f时，凸透镜才成倒立、缩小的实像。10．【答案】B,C【解析】【解答】据题意知，此次实验所成的像能用光屏来承接，所成的像应是倒立、实像，而且像距小于物距，那么所成的像是缩小的，这个是照相机成像所应用的规律，BC符合题意，AD不符合题意。故答案为：BC。

【分析】凸透镜成像时，物距大于像距时，成倒立缩小的实像，应用在照相机成像上。11．【答案】B,D【解析】【解答】A、由图乙可知，此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律可知，此时f<u<2f，光屏上呈现倒立、放大的实像，与投影仪的成像原理一致，故A错误；

B、如果用手指遮住凸透镜的大部分镜片，凸透镜的其它部分仍能够折射光线成像，则屏上的像仍然完整，但变暗，故B正确；

C、由图甲可知，凸透镜的焦距为30.0cm-20.0cm=10.0cm，由图乙可知，此时的物距为65.0cm-50.0cm=15.0cm，若只将图乙中透镜换为焦距为15cm的凸透镜，则蜡烛此时在焦点处，不成像，故C错误；

D、由图乙可知，物距u=15.0cm，像距v=30.0cm，在折射现象中光路可逆，保持蜡烛、光屏位置不变，将透镜移动到80cm刻度线处，故物距为30.0cm.像距为15.0cm，光屏上仍然可成清晰的像，故D正确。

故选：BD。

【分析】A、根据凸透镜成像规律，f<u<2f时，光屏上呈现倒立、放大的实像，与投影仪的成像原理一致；

B、如果遮住凸透镜的一部分，凸透镜的其它部分仍能够折射光线成像，则屏上的像仍然完整，但变暗；

C、根据凸透镜成像规律进行分析；

D、在折射现象中光路可逆，据此进行分析。12．【答案】B,C,D【解析】【解答】根据图片可知，此时物距u=50cm-30cm=20cm，像距v=80cm-50cm=30cm。由于像距大于物距，因此成倒立放大的实像，应用为投影仪，故B正确；

此时f<20cm<2f，30cm>2f，解得：10cm<f<15cm，故A错误；

根据光路的可逆性可知，将物距和像距交换位置，光屏上仍然成清晰的实像。此时的物距等于原来的像距30cm，则此时凸透镜的位置为：30cm+30cm=60cm，故C正确；

将蜡烛移动到20cm处时，根据“物远像近小”可知，此时像成在光屏的前面，与近视眼的原理相似，故D正确。

故选BCD。

【分析】根据凸透镜的成像规律分析判断。13．【答案】【解析】【解答】光线过凹透镜光心，传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点，如图所示：。【分析】光线平行于凹透镜的主光轴，折射光线的反向延长线过焦点；光线过光线，传播方向不变。14．【答案】（1）（2）【解析】【解答】（1）平面镜成像时，像和物体关于平面镜对称，画出物体关于平面镜的对称点，并连线作图；

（2）光线的延长线过凹透镜的焦点，折射光线和主光轴平行，如图。

【分析】（1）根据像和物体关于平面镜对称，画出图像；

（2）根据凹透镜的特殊光线，画出入射光线。15．【答案】（1）解：如图所示：（2）解：如图所示：（3）解：如图所示：【解析】【解答】（1）光在反射时，反射角等于入射角，画出反射光线，如图；

（2）光从空气中斜射入水中，折射角小于入射角，画出折射光线，如图；

（3）光线和凸透镜的主光轴平行时，折射光线过焦点，光线过光心，沿直线传播；光线平行于凹透镜的主光轴，折射光线的反向延长线过焦点，光线的延长线过凹透镜的焦点，折射光线和主光轴平行，如图。【分析】（1）光在反射时，反射角等于入射角；

（2）发生折射时，空气中的角度较大；

（3）根据凸透镜和凹透镜的特殊光线，画出折射光线或入射光线。16．【答案】【解析】【解答】根据物体A的光线和主光轴平行，经过凸透镜折射后会聚在像的位置，连线和主光轴交于F，即焦点，物体在B处时，过B的最高点，分别画出和主光轴平行的光线和过光线的光线，画出对应的折射光线，再将折射光线反向延长，相交于M'，向主光轴画线，为像的位置，如图。

【分析】根据物体发出的光线和主光轴平行，结合像，画线确定焦点；根据物体发出的光线中的特殊光线，画出像的位置。17．【答案】解：如图所示：【解析】【解答】过A'点画出平行于主光轴的光线的折射光线，则入射光线过左边的焦点，画出过光心的光线的传播方向不变，两条入射光线的交点即为物体上端A点所在位置，根据凸透镜成像规律，B点应在主光轴上，物体AB垂直于主光轴，如图所示：

【分析】光线过凸透镜的焦点，折射光线和主光轴平行；光线过凸透镜的光心，沿直线传播，画出光路图。18．【答案】【解析】【解答】平面镜成像时，像和物体关于平面镜对称，作出S点关于平面镜的对称点，为像点S'，连接S'与凸透镜上发生折射时的折射点，与镜面的交点A，连接SA为平面镜上的入射光线；交凸透镜的主光轴与F点，由于折射光线和主光轴平行，交点F为凸透镜的焦点，如图所示：

【分析】平面镜成像时，像和物体关于平面镜对称；反射光线经过的点和像在同一直线上，光线过凸透镜的焦点，折射光线平行于主光轴。19．【答案】【解析】【分析】平面镜成像的特点是：像与物关于平面镜对称。也就是说，我们找到点S关于平面镜的对称点S'，1.从点S作平面镜的垂线，交平面镜于点O。2.延长SO到点S'，使得S'O=SO，3.连接S'A，交平面镜于点Q。这点就是被遮住平面镜上的某一点Q；

1.光线经过透镜后，折射光线相对于入射光线向外偏折，则该透镜是凸透镜。2.光线经过透镜后，折射光线相对于入射光线向内偏折，则该透镜是凹透镜。20．【答案】【解析】【解答】与主光轴平行的光线经过凸透镜折射后会聚于焦点，经过光线的光线传播路径不变，根据凸透镜成像规律可知，物距小于一倍焦距，像与物在凸透镜同侧，成虚像，折射光线的反向延长线会聚于虚像，所以连接S´与光线SA的入射点，其延长线与凸透镜右侧的主光轴相交一点，该点就是凸透镜的焦点F。光路图如图所示：

【分析】凸透镜对光线有汇聚作用，平行光入射凸透镜会聚焦在焦点，经过光心的光线不发生偏折。物距小于一倍焦距像与物在凸透镜同侧，成虚像。21．【答案】【解析】【解答】根据延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴作出入射光线的折射光线，过光心的光线，传播方向不发生改变，如图所示：

【分析】在作凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。22．【答案】【解析】【解答】①通过发光点S作平行主轴的光线，经过凸透镜后，折射光线经过另一侧的焦点；

②从S作通过光心的光线，它的传播方向保持不变；

③两条折射光线的交点就是S的像，如下图所示：

【分析】根据凸透镜的特殊光线完成作图。23．【答案】【解析】【解答】与主轴平行的光线经过凸透镜后，折射光线通过另一侧的焦点，如下图所示：

【分析】根据凸透镜的特殊光线的知识分析解答。24．【答案】【解析】【解答】过入射点A做法线，垂直于反射面，再根据反射角等于入射角画出入射光线，如图；用虚线连接B和凹透镜左焦点F，并用实线正向延长，注明方向，即为折射光线，如图：

【分析】反射现象中，已知反射面和反射光线，根据反射定律可画出入射光线；折射现象中，已知入射光线和凹透镜，根据凹透镜对光的发散作用，可画出折射光线。25．【答案】【解析】【解答】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点S的像点S'．如图所示：

【分析】在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学