中考物理培优(含解析)之凸透镜成像的规律附答案

一、初中物理凸透镜成像的规律1．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。2．物体放在凸透镜的主光轴上，在距透镜40cm处的光屏上得到一个倒立、放大的像，则该透镜的焦距可能是A．40cm B．30cm C．20cm D．10cm【答案】D【解析】在凸透镜成像时，得到的实像都可以用光屏承接，所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像；即2f＞U＞f，v＞2f；而透镜到光屏的距离为像距，即v=40cm，所以，40cm＞2f，解得：20cm＞f，只有D选项符合条件．故选D．思路分析：在凸透镜成像时，得到的实像都可以用光屏承接，而虚像则不可以，所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像．而凸透镜成倒立、放大的实像时，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于2倍焦距，从而可以计算出该透镜的焦距．试题点评：本题通过凸透镜成像情况，根据物距和焦距、像距和焦距的关系解不等式确定凸透镜的焦距范围．因此解答此题要求学生应具备一定的学科综合能力．需要注意的是透镜到光屏的距离为像距．3．如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图,当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到与物体等大的像．若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则（

）A．A．移动光屏，可以在屏上得到倒立放大的像B．移动光屏，可以在屏上得到倒立缩小的像C．移动光屏，可以在屏上得到正立放大的像D．不论光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像【答案】D【解析】由题意可知，当物距为30cm时，可以在光屏上得到与物体等大的像，所以f=15cm；将蜡烛移到刻度为30cm处时，物距为10cm，即u＜f，所以应该成正立、放大的虚像，故在光屏上看不到；故选D．4．两平面镜AM，AN之间的夹角为90°，凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线，凸透镜的光心为O，A点恰好是凸透镜的焦点，光源S位于主光轴上，通过该系统，光源S所成的像为（）A．四个虚像，三个实像 B．四个虚像，一个实像C．三个虚像，一个实像 D．三个虚像，两个实像【答案】B【解析】【详解】S通过两个平面镜成3个虚像，（因为其中两个重合了），分别是S1、S2、S3；S1、S2分别在凸透镜的焦点处，则不能成像，只有S3在凸透镜的焦点以外，且通过凸透镜的光心，可以成一个实像S4；S在凸透镜的焦点以内，由u＜f，成正立放大的虚像S′；综上分析，通过该系统，光源S所成的像有四个虚像，一个实像。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．小明将凸透镜紧靠如图甲所示的一幅卡通图片，然后将凸透镜逐渐远离图片的过程中，通过凸透镜观察到如图乙所示四个不同的像，则四个像出现的先后顺序是A．③②④① B．③②①④ C．②①③④ D．①②③④【答案】C【解析】小明将凸透镜紧靠书上的一幅卡通图片，说明物距小于一倍焦距，凸透镜成的虚像是放大的，物体离凸透镜越近，像越接近物体的大小，也就是成的虚像越小，故先看到②，当在一倍焦距远离凸透镜的过程中，看到的像逐渐变大，当大于一倍焦距时，成倒立的像，即看到的为①，继续远离大于2倍焦距时，看到的是倒立缩小的实像，即为③，成实像时，物距越远，像越小．因此最后看到的是④，故四个像的顺序为②①③④．故选C.7．如图所示，凸透镜竖直放置，凸透镜焦距f，现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，直径为D，且f<D<2f，则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中，正确的是()A． B． C． D．【答案】D【解析】【分析】【详解】将点光源S运动的轨迹看成一个物体，在物体上找出四个点：上、下、左、右各一个，利用凸透镜成像的规律作出像点，可以发现，四个点正好围成一个不规则的圆，且转动方向为逆时针，所以像点运动图象是选项D的形状；故选D．8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛距凸透镜36cm时，在凸透镜另一侧18cm处的光屏上得到清晰缩小的像，当蜡烛距凸透镜18cm时，它的像一定是()A．像距为36cm，且成缩小的实像 B．像距为36cm，且成放大的实像C．像距为18cm，且成缩小的实像 D．像距为18cm，且成放大的虚像【答案】B【解析】【分析】【详解】当u﹥2f时，成倒立、缩小的实像，f﹤v﹤2f，u﹥v．当蜡烛距凸透镜18cm时，f﹤u﹤2f．由于f﹤u﹤2f，成倒立、放大的实像，v﹥2f，u﹤v．凸透镜的一个物距对应一个像距，所以，像距为36cm，且成放大的实像．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．如图所示的四种现象中，有关叙述正确的是（）A．让凸透镜正对太阳，后面放一张白纸，在白纸上形成了较大的光斑，此时光斑离透镜12.0厘米，若将透镜远离白纸则光斑变小，则焦距可能小于12.0厘米也可能大于12.0厘米B．手影是光的直线传播形成虚像，它不是能量的聚集C．水中铅笔看起来变弯折是由于光的折射形成的D．我们看到塔在水中形成倒影是由于光在同种均匀介质中沿直线传播而成的等大虚像【答案】C【解析】【分析】【详解】A．让凸透镜正对太阳，后面放一张白纸，在白纸上形成了较大的光斑，此时光斑离透镜12.0厘米，若将透镜远离白纸则光斑变小，根据凸透镜三条特殊光线，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，太阳光是相当于平行光的，所以白纸越靠近凸透镜，光斑越大，则焦距是大于12.0cm的，A错误；B．手影是光的直线传播所形成的暗区，不是物体的像，B错误；C．水中铅笔看起来变弯折是由于光从水中斜射向空气时，发生折射形成的，C正确；D．我们看到塔在水中形成倒影是由于光在水面发生反射形成的，不是由于光在同种均匀介质中沿直线传播而成的等大虚像，D错误。故选C。11．如图所示，小宇将凸透镜（f=10cm）固定在光具座40cm的位置，探究凸透镜成像规律。下列说法正确的是（）A．将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，像逐渐变小B．当光屏上成清晰的像时，拿开光屏，眼睛在一定范围内仍能看到像C．将蜡烛放在10cm处，移动光屏，光屏上可得到倒立缩小的清晰像D．蜡烛燃烧一段时间后变短，像成在光屏的下方，可将透镜的高度向下调，使像成在光屏中心【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A．根据“无论实像或虚像，物体靠近焦点像都变大”可知，蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，所成的虚像将变小，故A正确；B．能在光屏上成清晰像的是实像，实像是实际光线会聚成的，当把光屏去掉后，实际光线会聚成实像后继续传播，进入人的眼睛，故B正确；C．将蜡烛放在10cm处时，物距为30cm，而焦距为10cm，即物距大于两倍焦距，光屏上能承接到的是倒立缩小的像，故C正确；D．蜡烛燃烧一段时间后变短，根据光的直线传播原理，则成的像会偏向光屏上方，可向下适当调整凸透镜，故D不正确。故选ABC。12．某凸透镜成像时，像距v跟物距u之间关系的图像如图所示，下列判断正确的是（）A．该凸透镜的焦距是16cmB．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小C．当u<16cm时，该凸透镜可作放大镜使用D．当u=20cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的【答案】B【解析】【分析】【详解】A．当u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u=v=2f=16cm

，所以f=8cm，即凸透镜的焦距是8cm，故A错误；B．物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，凸透镜的物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，故B正确；C．当u<16cm时，有两种情况：若u<f，则成正立、放大的虚像，应用是放大镜；若f<u<2f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪，故C错误；D．u=20cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用是照相机，故D错误。故选B。13．如图为一束入射光线经凸透镜折射后的光路，且，若，该凸透镜的焦距可能是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】【分析】【详解】根据题意AO＜OB可知，A点成像在B点，像距大于物距，满足f＜u＜2f，成倒立、放大的实像。因为AO=10cm，则f＜10cm＜2f即5cm＜f＜10cm故选C。14．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小明将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐向远离凸透镜的方向移动，物距u随时间t的变化图像如图甲所示，则像距v与t的大致变化关系为乙图中的A． B． C． D．【答案】C【解析】【分析】【详解】将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透,物距逐渐增大,根据凸透镜成的实像时有:物远(物距变大)像近(像距变小)像变小,像距逐渐减小,从到,但像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距,故只有C正确,ABD错误.

所以C选项是正确的.【点睛】根据凸透镜成实像时:物远(物距变大)像近(像距变小)像变小分析.15．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。16．如图所示，为凸透镜成像的另一拓展规律在照相问题中的运用。即用可变焦距的光学照相机把远处的景物“拉近”进行拍摄，就是说，虽然被拍摄的照相机镜头之间的距离基本不变，但仍可以使底片上所成的像变大。关于这个过程，下列说法中正确的是（）A．焦距变大，像距也变大B．焦距变小，像距也变小C．焦距变大，像距变小D．焦距变小，像距变大故【答案】A【解析】变焦的照相机，当照相机的焦距增大时，虽然物距基本不变，但是由于照相机的焦距变大，物距相对减小，根据物距和像距的变化关系可知：当物距相对减小时，像距也变大，像也变大．17．如图是用来研究凸透镜成像规律的实验图（屏未画出），当蜡烛和透镜放在图示位置时，通过移动光屏，可以在光屏上得到一个缩小的像。若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则A．移动光屏，可能在屏上得到倒立放大的像B．移动光屏，可能在屏上得到倒立缩小的像C．移动光屏，可能在屏上得到正立放大的像D．移动光屏，可能在屏上得到正立等大的像【答案】AB【解析】【详解】如图，物距为u=40cm−10cm=30cm时，成倒立、缩小的实像，这是照相机的成像原理，u2f，所以30cm2f所以凸透镜的焦距范围为：f15cm若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为30cm处，则此时物距为u=40cm−30cm=10cmA．若fcm，此时u2f，移动光屏，可能在屏上得到倒立放大的像，故A符合题意；B．若fcm，此时u2f，移动光屏，可能在屏上得到倒立缩小的像，故B符合题意；CD．根据凸透镜成像规律可知，无论如何移动光屏，光屏上都不可能此正立的虚像，故CD不符合题意。18．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，将透镜移动到刻度线处光屏仍能得到清晰的像D．向水透镜注水后，要使光屏上重新得到清晰的像，需要像光屏向右移动【答案】BC【解析】【详解】A．由图可知，当物距小于像距时，光屏上