2020-2021【物理】培优-易错-难题凸透镜成像的规律辅导专题训练及答案解析

一、初中物理凸透镜成像的规律1．物体放在凸透镜前30厘米处；在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。则（）A．焦距可能为18厘米B．此时凸透镜成倒立放大的实像C．当物体远离凸透镜10厘米，移动光屏找到实像后，此实像变大了D．当物体靠近凸透镜10厘米，为了在光屏上得到清晰的实像，光屏应远离透镜10厘米【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．由题意可知，物距是30cm，像距20cm，可知物距大于像距；而且此时光屏出现了清晰实像，由凸透镜成像的规律可知，可以判断此时的实像是倒立缩小的实像；而且则，故AB不符合题意；C．当物体远离凸透镜10厘米时，物距变大，由凸透镜成像的规律可知，像距会变小，像会变小，所以移动光屏找到实像后，此实像变小了，故C不符合题意；D．当物体靠近凸透镜10厘米时，此时的物距变为20cm，由于光路是可逆的，所以为了在光屏上得到清晰的实像此时的像距应该为30cm，即光屏应远离透镜10厘米，故D符合题意。故选D。2．两平面镜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。3．物体放在凸透镜前30厘米处；在透镜另一侧距离透镜20厘米的光屏上成清晰实像。则（）A．焦距可能为18厘米B．此时凸透镜成倒立放大的实像C．当物体远离凸透镜10厘米，移动光屏找到实像后，此实像变大了D．当物体靠近凸透镜10厘米，为了在光屏上得到清晰的实像，光屏应远离透镜10厘米【答案】D【解析】【详解】根据凸透镜的成像规律，当，，成倒立、缩小的实像，即；由题意可以知道物距，像距，这种情况是成倒立、缩小的实像，即化简可得所以凸透镜的焦距不可能是18cm；当物体远离凸透镜10cm，物距变大，依然大于两倍焦距，像距变小，所成的实像会变小；当物体靠近凸透镜10cm，物距，那么为了在光屏上得到清晰的实像，根据光路的可逆性，此时像距，光屏应远离透镜10cm；故选D。4．有一个点光源放在凸透镜的正前方．当点光源放在A点时，成像在B点，当点光源放在B点时，成像在C点，如图所示．则（）A．凸透镜应放在C点右侧B．凸透镜应放在B、C点之间C．凸透镜应放在A、B点之间D．凸透镜应放在A点左侧【答案】D【解析】【分析】解答此题要明确以下知识点：凸透镜如果成像在同一侧的话应该是成虚像，并且像距大于物距。【详解】AB．凸透镜成实像时，物与像在异侧，且物近像远像变大．如果凸透镜放在C点右侧，那么当点光源放在A点时，成像在A点左侧，而不是右侧的B，故选项AB均错误；C．当光源在A点时，像在透镜另一侧，说明成实像，那么像距应在一倍焦距外，这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像，（也就是A的一侧）而不是成像在C点．故选项C错误；D．如果凸透镜放在A点左侧，那么当点光源放在A点时，成像在B点，当点光源放在B点时，成像在C点，成像都是虚像．故选项D正确．故选D．5．某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，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=20cm时成放大的像．投影仪就是根据这一原理制成的D．当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像【答案】B【解析】【分析】【详解】A.根据凸透镜成像的规律，在物体等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，此时成倒立等大的实像，如图，物距为16cm时，像距也为16cm，即都等于二倍焦距，所以该凸透镜的焦距是8cm，故A错误；B.由图可知，把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，即物距增大时，像距变小，像会逐渐变小，故B正确；C.当时，大于二倍焦距，成缩小的像，投影仪根据凸透镜成放大的实像原理制成，故C错误；D.当时，即物距处于一倍到二倍焦距之间，成倒立放大的实像，故D错误．故选B．【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．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．如图所示，纸筒底部中心开一小孔a，又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c，蜡烛放在纸筒前，此时光屏上观察到三个像．在b、c两孔处放置两相同的三棱镜，同时移动光屏，到某一位置时光屏上只出现一个清晰的更亮的像．则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是A． B． C． D．【答案】A【解析】【详解】三棱镜具有偏折光的能力，要想使光都会聚在光屏中心的位置，则在b、c两处放置的三棱镜的方式应该是凸透镜的形状（中间厚，边缘薄），故BCD项不符合题意，A项符合题意。8．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。9．小明和小红用焦距相等的相同照相机对小强同学拍照,洗出的底片分别为图中的甲和乙,则A．小红离小强的距离近B．小明和小红离小强的距离相同C．小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再减小镜头对底片的距离D．小红要使底片上的像与小明的一样大,小红移动位置后,再增大镜头到底片的距离【答案】D【解析】【分析】【详解】由图知，小红拍的像比小明拍的像小，根据凸透镜成像的规律，成的像越小，此时的物距越大，像距越小．所以小红拍摄时，相机与物体的距离较大．即小明离小强同学的距离近，小红离小强同学的距离远；所以选项AB是错误的；有凸透镜成像规律知，小红要使底片上的像与小明拍的一样大，小红移动位置后，再增大镜头到底片的距离即可，即镜头要往前伸，小明要使底片上的像与小红的一样大，小明移动位置后，镜头要往后缩．所以选项C错误，D正确．故选D．【点睛】要解决此题，除了要知道照相机是根据凸透镜成像原理制成的和需要掌握凸透镜成像的规律．还要知道成实像时的动态变化规律是：物近像远像变大，物远像近像变小．10．下列关于光学知识的说法中，正确的是A．老花镜是利用凹透镜对光的发散作用使物体的像成在视网膜上B．近视镜是利用凹透镜对光的发散作用使物体的像成在视网膜上C．照相机利用凸透镜成正立、缩小的实像的原理制成的D．放大镜利用凸透镜成正立、放大的实像的原理制成的【答案】B【解析】A.老花镜是凸透镜，因此老花镜是利用凸透镜对光的会聚作用使物体的像成在视网膜上，故A错误；B.近视镜是凹透镜，因此近视镜是利用凹透镜对光的发散作用使物体的像成在视网膜上，故B正确；C.照相机拍照时，物体到透镜的距离大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，故C错误；D.放大镜使用时，物体到透镜的距离小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，故D错误．故选B.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．小红在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像。小红保持凸透镜的位置不变，将光屏和蜡烛的位置互换，这时，她在光屏上可以看到（）A．正立、放大的像 B．正立、缩小的像C．倒立、缩小的像 D．倒立、放大的像【答案】D【解析】【分析】【详解】由题意可知，在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像，那么物距大于两倍焦距，像距小于两倍焦距大于一倍焦距；当保持凸透镜的位置不变，将光屏和蜡烛的位置互换，物距是小于两倍焦距大于一倍焦距，像距是大于两倍焦距，由于光的可逆性，根据凸透镜的成像规律可知，这时成倒立、放大的实像。故选D。13．如图所示，有一圆柱体PQ，放在凸透镜前图示的位置，它所成像P′Q′的形状应该是下列图中的（）A． B． C． D．【答案】B【解析】【分析】【详解】圆柱体的右边Q在f和2f之间，所成的像是倒立放大的实像；圆柱体的左边P在2f以外，所成的像是倒立缩小的实像．当u＞f时，物距减小，像距变大像变大．右边的像距比左边的像距远，符合要求的只有图B．14．黄健同学对凸透镜成像的特点进行了总结，其中正确的是：（）A．缩小的都是实像，放大的都是虚像B．实像都是倒立的，虚像都是正立的C．缩小的像都是倒立的，放大的像都是正立的D．实像和虚像都可在光屏上呈现【答案】B【解析】【分析】【详解】A．当物体在一焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，所以放大的像不一定是虚像，故A项错误；B．当物距大于一倍焦距时成倒立的实像，当物距小于一倍焦距时成正立的虚像，故B项正确；C．当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时成倒立放大的实像，所以放大的像不一定都是正立的，故C项错误；D．虚像不是实际光线相交形成的，虚像不能在光屏上呈现，故D项错误。故选B。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．凸透镜成像实验中，移动蜡烛到某位置时，能在光屏上再次成清晰缩小的像，则下列说法能成立的是A．同时移动蜡烛与光屏，且移动距离相同时，有可能在光屏上再次成清晰缩小的像；B．若将一老花镜放到凸透镜前方，光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰的像；C．换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜：D．保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像：【答案】CD【解析】【详解】A．物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离，故A项不符合题意；B．老花镜是凸透镜，若将一老花镜放到凸透镜前方，则蜡烛发出的光经凸透镜和老花镜后会提前会聚，此时光屏应该靠近透镜才会看到烛焰清晰的像；B项不符合题意；C．换用焦距较小的凸透镜后，相当于增大物距，当物体成实像时，随着物距增大，像距减小，同时像也在减小。故要在光屏上成清晰的像，应将光屏向靠近透镜方向移动；C项符合题意；D．根据光路可逆性可知，在保持物体和光屏位置不变时，移动凸透镜，可以光屏上成一个倒立、放大、实像，此时物距刚好是原来的像距，像距刚好是原来物距，D项符合题意；17．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，光屏上成倒立、放大的实像，故A正确；B．由图可知，，则……①……②由①②可得透镜焦距故B正确C．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到刻度线处，物距，像距为即此时的物距等于原来的像距，在光的折射中光路是可逆的，所以光屏上仍能得到清晰的像，故C正确；D．向水透镜注水后，透镜会聚能力变强，焦距变小，使光线提前会聚成像，所以要使光屏上重新得到清晰的像，应减小像距，需要将光屏向左移动，故D错误。故选BC。18．在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一个清晰的像，则下列说法正确的是（）A．凸透镜的焦距可能是12cmB．只将透镜向右移动，人眼在光屏和透镜之间，通过透镜向左以一定可以观察到倒立放大的实像C．只将透镜向右移动的过程中，光屏上一定可以出现倒立缩小的实像D．若在透镜和蜡烛之间放一片近视镜片，光屏适当左移可再次出现清晰的像【答案】AC【解析】【分析】本题考查探究凸透镜成像规律的实验，根据凸透镜成像规律分析求解。【详解】A．由题可知，烛焰在光屏上呈现一个清晰的像，则像的性质为倒立、放大的实像。此时物距为20cm，像距为30cm，则根据成像特点有，则，可知故A项正确；B．只将透镜向左移动，当蜡烛位于凸透镜一倍焦距以内时，人眼在光屏和透镜之间，