2020-2021物理凸透镜成像的规律的专项培优练习题及答案解析

一、初中物理凸透镜成像的规律1．如图，小明在实验室探究凸透镜成像规律，先把凸透镜、光屏放在光具座上，发现窗外景物在光屏上成清晰的像。于是把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，在如图的四个实验情境中，能够在光屏上得到清晰的像是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】【详解】A．把凸透镜、光屏放在光具座上，发现窗外景物在光屏上成清晰的像，说明此时的成像原理与照相机相似，物距大于二倍焦距，像距在二倍焦距与一倍焦距之间，由图甲可得，此时像距为15cm，故可以得到化简可得此外，由图甲可知，像距为15cm时，物距在窗外，说明此时像距接近一倍焦距，即焦距更靠近15cm，且光路可逆，若物距为15cm时，像的位置应该在窗外，像距超出光具座范围。选项A图中物距为10cm，此时像距应该超出光具座范围或成虚像，故A不符合题意；B．此时物距约为38cm，稍大于二倍焦距，像距为25cm，稍小于二倍焦距，满足和焦距更接近15cm的条件，此时成倒立、缩小的实像，故B符合题意；C．若此时光屏上能看到清晰地像，则物距等于像距为20cm，则焦距为10cm，更接近7.5cm，不符合题意；D．若此时能在光屏上看到清晰地像，则像距为12cm，此时蜡烛应该才窗外，超出光具座范围，故D不符合题意。故选B。2．当物体距凸透镜8厘米时，在透镜的另一侧光屏上成一个清晰放大的像，若是将凸透镜向光屏方向移动2厘米，则在光屏上又成一个清晰像，那么这透镜的焦距f为A．2厘米＜f＜4厘米 B．4厘米＜f＜5厘米C．5厘米＜f＜8厘米 D．无法确定【答案】B【解析】【分析】【详解】物体离凸透镜8cm时，在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像，2f>u>f，所以，f8cmf，即4cmf8cm−−−−−①；由“保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像”，可知u=10cm>2f，即f<5cm−−−−②，综上所述，由①②可4cm<f<5cm.故ACD错误，B正确．故选B.3．如图所示，光屏上能看到烛焰清晰的像，下列操作不能使光屏上清晰的像变大的是（）A．保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调B．保持蜡烛和光屏的位置不变，只将凸透镜向左移动适当距离C．保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏都向右移动适当距离D．换一个焦距更小的凸透镜，调整光屏至适当的位置【答案】D【解析】【详解】A．从图中可以看到，烛焰的物距大于像距，由于在光屏上能看到烛焰清晰的像，根据凸透镜的成像规律可知，这个像应该是倒立、缩小的实像；当保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置对调后，根据光路的可逆性可知，在光屏上也能看到烛焰清晰的像，此时物距小于像距，根据凸透镜的成像规律可知，这个像应该是倒立、放大的实像，这个操作可以使光屏上清晰的像变大，A项不合题意；B．保持蜡烛和光屏的位置不变，只将凸透镜向左移动适当距离，那么物距会变小，像距会变大，根据凸透镜的成像规律可知，当物距变小时，像距变大时，像会变大，所以能使光屏上清晰的像变大，B项不合题意；C．保持凸透镜的位置不变，将蜡烛和光屏都向右移动适当距离，根据凸透镜的成像规律可知，当物距变小时，像距变大时，像会变大，能使光屏上清晰的像变大，C项不合题意；D．换一个焦距更小的凸透镜，那么物距不变，根据凸透镜的成像规律可知，像距会变小，调整光屏至适当的位置，所成的清晰像会更小，不能使光屏上清晰的像变大，选项D符合题意。4．把蜡烛放在凸透镜前30cm处，光屏上可接收到倒立等大的实像，若把蜡烛向远离凸透镜方向移动5cm，并移动光屏，在光屏上可以看到A．倒立缩小的实像 B．倒立放大的实像C．正立放大的虚像 D．倒立等大的实像【答案】A【解析】【分析】【详解】凸透镜成倒立等大的实像时，物距等于二倍焦距，所以可知凸透镜的焦距应是15cm，此时把蜡烛向远离凸透镜方向移动5cm，物距变为35cm，物体处于二倍焦距以外，所成的像是倒立缩小的实像，此时的应用是照相机，故应选A．5．将一物体放在凸透镜前，使物距依次为6cm、18cm和24cm，分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像，则凸透镜的焦距f满足关系式A．f＜6cm B．6cm＜f＜18cmC．9cm＜f＜12cm D．18cm＜f＜24cm【答案】C【解析】【分析】【详解】当物距为6cm时，成放大的虚像，所以f＞6cm．当物距等于18cm时，成放大的实像，即物距在一倍到二倍焦距之间，则9cm＜f＜18cm．当物距等于24cm时，成缩小的实像，所以24cm＞2f，则f＜12cm．故：9cm＜f＜12cm，C符合题意．选C．【点睛】重点是凸透镜成像规律的应用，关键是根据每次成像时的特征，列出相应的不等式，综合求解．6．某同学将物体放在凸透镜前不同位置，依次得到倒立的放大的像和倒立的缩小的像，测得像距分别为26厘米和16厘米，则该透镜的焦距f为（）A．6厘米<f<10厘米 B．8厘米<f<13厘米C．13厘米<f<16厘米 D．16厘米<f<26厘米【答案】B【解析】【详解】根据题意，当凸透镜成倒立放大的像时，像位于二倍焦距以外，即，代入数据得：解得：当凸透镜成倒立，缩小的像时，像位于一倍焦距和二倍焦距之间，即，代入数据得：解得：所以故选B。7．小明探究“凸透镜成像规律”，当蜡烛到透镜的距离是30cm时，调节透镜另一侧的光屏，屏上得到清晰放大的像。下列判断中正确的是（）A．此时的像是正立放大的虚像B．该透镜的焦距是15cmC．当蜡烛到透镜的距离是60cm时，调节光屏，屏上可得缩小的像D．当蜡烛到透镜的距离是15cm时，调节光屏，屏上可得放大的像【答案】C【解析】【详解】AB．像能用光屏承接，说明像是实像，虚像不能用光屏承接，凸透镜成放大的实像时，v>2f，f<u<2f，即f<30cm<2f。故AB错误；C．当u=60cm时，由f<30cm可知2f<60cm，即u>2f。当物距大于2f时，f<v<2f，光屏上得到倒立缩小的实像。故C正确；D．当u=15cm时，由30cm<2f可知15cm<f，即u<f，当物距小于f时，成正立放大的虚像，光屏上将承接不到像。故D错误。8．小明用自制的“水凸透镜”（向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小）来研究凸透镜成像规律，当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时，如图所示，光屏上原来清晰的像变得模糊，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（）①将光屏靠近“水透镜”②将蜡烛远离“水透镜”③对“水透镜”注水④将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜”A．①和②都行 B．②和③都行C．①和③都行 D．②和④都行【答案】B【解析】【详解】近视镜是凹透镜，给水透镜戴上近视镜后，相当于减弱了凸透镜的会聚能力，所以像远离了凸透镜，若要在光屏上得到像，须将光平远离透镜；或增大凸透镜的会聚能力，向水透镜中注水。故选B。9．小华在研究凸透镜成像规律时，将平行光正对凸透镜照射，另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时，得到一个最小最亮的光斑。接着把光源换成蜡烛，调整好相关器材的高度，将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处，移动蜡烛到光具座的左端并点燃，再移动光屏至如图所示位置时，在光屏中央得到一个清晰的像。保持凸透镜位置不变，通过移动蜡烛及光屏的位置，下列成像情况符合实际的是A．若蜡烛放置在10厘米刻度线处，无论怎么移动光屏，都无法在光屏上呈现清晰的像B．若蜡烛放置在30厘米刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰缩小的像C．若蜡烛放置在35厘米刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像D．若在如图位置成一个清晰的像以后，把原透镜更换为f=15cm的新透镜，则光屏应该靠近透镜才能得到一个像【答案】C【解析】【详解】A、若蜡烛放置在10厘米刻度线处，物距u=50cm﹣10cm=40cm，满足u＞2f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。移动光屏，在光屏上能呈清晰的像，故A错误；B、若蜡烛放置在30厘米刻度线处，物距u=50cm﹣30cm=20cm，满足u=2f。由凸透镜成像规律可知，成倒立、等大的实像，故B错误；C、若蜡烛放置在35厘米刻度线处，物距u=50cm﹣35cm=15cm，满足2f＞u＞f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像，故C正确；D、在如图位置成一个清晰的像以后，把原透镜更换为f=15cm的新透镜，，物距u=50cm，满足u>2f，由于凸透镜的焦距增大了，则像距也会相应增大，所以应将光屏远离透镜才能得到一个像，故D错误。故选：C。10．小军做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧，蜡烛放置在35cm刻度线处，如图所示。移动光屏，直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（）A．光屏上呈现的是烛焰的虚像B．光屏上呈现的是烛焰正立的像C．光屏上呈现的是烛焰放大的像D．该实验现象能说明照相机的成像特点【答案】C【解析】A.光屏上能呈现烛焰的像，说明是实像，虚像不能成在光屏上，故A错误；B.凸透镜成实像时，都是倒立的，成虚像时是正立的，如图成的是实像，是倒立的，故B错误；C.由图知，物距位于一倍到二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，成倒立放大的实像，故光屏上呈现的是烛焰放大的像，故C正确；D.该实验现象能说明投影机的成像特点，而照相机利用的是成缩小实像的规律，故D错误；故选C。点睛：凸透镜成像规律是常考试的内容，应牢记凸透镜的成像规律，有些同学总是记不住，要下点功夫，可以结合成像光路图进行练习、记忆。11．如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时，光屏恰能成清晰的像。下列说法正确的是（）A．此时光屏上成倒立缩小的实像B．将图中的凸透镜向右移动，在光屏上可再次观察到清晰的像，此时的成像特点与照相机原理相同C．在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片，缓慢向左移动光屏，在光屏上可再次看到清晰的像D．将蜡烛移到35cm刻度处，移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A．图像显示，物体到凸透镜的距离小于像到凸透镜的距离，根据凸透镜成像规律物近像远像变大可知，光屏上成倒立放大的实像。A选项错误，不符合题意。B．将图中的凸透镜向右移动，物距逐渐变大，像距逐渐变小，根据凸透镜成像规律物远像近像变小可知，在光屏上可再次观察到清晰的像为倒立缩小的实像，此时的成像特点与照相机原理相同，B选项正确，符合题意。C．远视眼镜片为凸透镜，对光线具有会聚作用。在图中的蜡烛和凸透镜之间加一远视眼镜片，对光线的会聚能力增强，像距变小，故缓慢向左移动光屏，在光屏上可再次看到清晰的像，C选项正确，符合题意。D．图像显示物距为15cm，像距为30cm，光屏上成倒立放大的实像，则物体位于一倍焦距和二倍焦距之间，像位于二倍焦距以外。即两式联立解出即将蜡烛移到35cm刻度处，此时物距变为30cm，物体位于凸透镜二倍焦距以外，故移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，D选项正确。故选BCD。12．某物理兴趣小组在研究凸透镜成像实验时，如图所示，当蜡烛距透镜10cm时，在另一侧距凸透镜6cm处的光屏上得到一个清晰的像，下列说法正确的是（）A．像一定是倒立缩小的实像B．该凸透镜的焦距可能为6cmC．当蜡烛向凸透镜靠近时，像一定会变小D．当蜡烛到透镜的距离是4cm时，无论怎样移动光屏都不可能得到烛焰的像【答案】A【解析】【分析】【详解】A．由题意可知，物体经凸透镜后成的是实像。物距为10cm，像距为6cm，物距大于像距，此时物体在二倍焦距以外，成的是倒立、缩小的实像，故A正确；B．根据凸透镜成像的规律可知10cm＞2ff＜5cm①此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间，即f＜6cm＜2f3cm＜f＜6cm②综合①②得3cm＜f＜5cm故B错误；C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，当蜡烛向凸透镜靠近时，像一定会变大，故C错误；D．当蜡烛到透镜的距离是4cm时，如果3cm＜f＜4cm物体在一倍焦距和二倍焦距之间，可以在光屏上成倒立、放大的实像，故D错误。故选A。13．如图所示，购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时站在摄像头（相当于一个凸透镜）前约1m的位置，面对镜头，经系统自动拍照、扫描等，确认信息后，即可进行后续工作。则下列说法正确的是（）A．人脸通过摄像头成像是利用了光的反射B．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像C．“刷脸”时，面部应位于摄像头的一倍焦距和两倍焦距之间D．摄像头的焦距可能是30cm【答案】D【解析】【分析】【详解】A．人脸通过摄像头成像是利用了光的折射，A错误；B．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立缩小的实像，B错误；C．“刷脸”时，根据凸透镜的成像规律可知，成倒立缩小的实像，那么物距应该大于两倍焦距，C错误；D．由于人站在距离镜头1m处，即物距等于1m，成倒立缩小的实像，根据凸透镜的成像规律可知，2f<1m，解得f<50cm，所以摄像头的焦距可能是故选D。14．如图甲测凸透镜的焦距，图乙“探究凸透镜成像的规律”，实验过程中小明同学将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置，下列说法正确的是（）A．图甲可知凸透镜的焦距是40.0cmB．图乙四个位置中，移动光屏，有4个位置上的蜡烛可以在光屏上成像C．将蜡烛放在丙位置，若凸透镜上有一个泥点，则在光屏上不会出现泥点的影子D．将蜡烛放在乙位置，光屏应向左移动才能找到清晰的像，此时的成像特点与投影仪的成像原理相同【答案】C【解析】【分析】【详解】A．从图甲可以看到，凸透镜所在的位置是30.0cm刻度，而光屏所在的位置是40.0cm刻度，而平行光线经凸透镜折射后，会聚于焦点，可知凸透镜的焦距是凸透镜的焦距是，A错误；B．一倍焦距以外是实像，以内是虚像，因为甲乙丙在焦点外，所以成实像，可以成在光屏上，B错误；C．凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上有一个泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分的光通过凸透镜而会聚成像，因此像与原来的相同，大小不变，但是由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像是完好的，只是亮度变暗，不会出现泥点的影子，C正确；D．将蜡烛放在乙位置，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，像距会大于一倍焦距，小于两倍焦距，从图乙可以看到，光屏应向左移动才能找到清晰的像，这是成倒立缩小的实像，此时的成像特点与照相机的成像原理相同，D错误。故选C。15．在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（）A．此时的成像特点与投影仪相同B．该透镜的焦距满足8cm<f<15cmC．将蜡烛和光屏互换后，光屏上不能承接到清晰的像D．将蜡烛和光屏同时远离凸透镜，可再次承接到清晰的像【答案】B【解析】【分析】【详解】A．由题可知，蜡烛放在距凸透镜30cm处，在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像，物距大于像距，光屏上成倒立缩小的实像，与照相机原理相同，故A不正确；B．由凸透镜成像规律可知，此时物距在二倍焦距以外，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即，即，可得，则透镜的焦距满足，故B正确；C．由光路可逆原理可知，将蜡烛和光屏互换后，光屏上能承接到清晰的像，故C项不正确；D．将蜡烛远离凸透镜时，光屏要靠近凸透镜，才能在光屏上成清晰的像，故D项不正确。故选B。16．如图所示，将一副近视眼镜放在凸透镜前，移动光屏，光屏上出现一个清晰的像；拿走眼镜，光屏上的像变模糊，要想在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（）A．将蜡烛远离凸透镜 B．将光屏靠近凸透镜C．将光屏远离凸透镜 D．将光屏和蜡烛同时远离凸透镜【答案】B【解析】【分析】【详解】近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，将近视眼镜放在凸透镜前，已能在光屏上成清楚的像，近视眼镜取走后，若蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变，此时通过凸透镜所成的像在光屏与透镜之间，若要再次成清晰的像，据凸透镜的成像规律：物近像远，像变大，应将蜡烛靠近凸透镜或将光屏靠近凸透镜，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。17．如图所示，白板上画有两个黑色箭头（图甲），用玻璃杯装半杯水放在白板前（图乙），人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化，下列判断正确的是（）A．玻璃杯下半部相当于一个凹透镜B．下方箭头是凸透镜形成的虚像C．下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机D．把玻璃杯移得离白板更远一点，观察到下方的箭头比移动前变得更大【答案】C【解析】【分析】【详解】A．玻璃杯下半部分的中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，故A错误；B．据图能看出，此时成一个倒立、缩小的实像，故B错误；C．据B可知，成倒立、缩小的实像，所以此时相当于物体处于2倍焦距以外，像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，照相机就是利用该原理制成的，故C正确；D．凸透镜成实像时，增大物距，像距缩短，像变小；把玻璃杯移得离白板更远一点，即增大物距，观察到下方的箭头比移动前变得更小，故D错误。故选C。18．在做“凸透镜成像”实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处，在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像．接着又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处，则所成像的性质是A．倒立等大的实像 B．正立放大的虚像 C．倒立放大的实像 D．倒立缩小的实像【答案】C【解析】当蜡烛放在凸透镜前20cm处时，光屏上成缩小的像，所以u＞2f，此时f＜v＜2f；若把蜡烛放在光屏的位置，则f＜u＜2f，所以会成放大、倒立的实像．故选C．【点睛】本题是关于凸透镜成像的题目，解答此题的关键是要掌握凸透镜的成像规律；凸透镜成倒立缩小实像的条件是：物距大于两倍焦距，像在一倍到两倍焦距之间；若把蜡烛放在光屏的位置，物距就在一倍到两倍焦距之间，根据凸透镜的成像规律来分析解答．19．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，在水透镜中注入少量水后光屏上成清晰的像。以下判断正确的是（）A．光屏上成倒立缩小的实像B．此时透镜的焦距C．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到