物理物理 凸透镜成像的规律的专项 培优 易错 难题练习题附答案.docx

物理物理 凸透镜成像的规律的专项 培优 易错 难题练习题附答案.docx

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物理物理凸透镜成像的规律的专项培优易错难题练习题附答案

一、初中物理凸透镜成像的规律

1．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。

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．40cmB．30cmC．20cmD．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．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。

5．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是（）

A．利用了这一原理制成了照相机

B．若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变大

C．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像

D．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在45cm刻度线处，适当移动光屏也能得到一个清晰的像

【答案】C

【解析】

【详解】

A．从图中可以看到，蜡烛物距

，像距

，可知

，而照相机的是

，A错误；

B．根据凸透镜成像的规律可知，若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，像是逐渐变小的，B错误；

C．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏的位置互换，根据光路的可逆性，会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像，C正确；

D．由题意可知

，若保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在45cm刻度线处，此时

，

，会成正立放大的虚像，适当移动光屏是不能得到清晰的像，D错误．

6．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．则下列相关说法正确的是（　　）

①光屏上成倒立、放大的实像

②照相机是利用这一成像原理工作的

③该透镜的焦距f一定满足8cm＜f＜15cm

④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间，要使光屏上出现清晰的像，光屏应靠近透镜

A．只有①和③B．只有②和④C．只有②和③D．只有①和④

【答案】C

【解析】

根据凸透镜成像的规律分析：

①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，即物距大于像距，所以成倒立缩小的实像，故①错误；

②照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的，故②正确；

③凸透镜成倒立缩小的实像时，物距大于二倍焦距，即

，得：

；

像距为一倍到二倍焦距之间，即

，得：

，

；

综合以上条件得：

，故③正确；

④将近视镜片，即凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间，由于凹透镜对光线有发散作用，所以像将远离凸透镜，所以要使光屏上出现清晰的像，光屏应远离透镜，故④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．

7．用照相机拍摄水池底部的物体时，若保持照相机的位置不变，比较池中有水和无水两种情况（假设两种情况下，人眼看到的物体等大），则有水时（）

A．暗箱应略短一些，得到的像会略大些B．暗箱应略长一些，得到的像会略大些

C．暗箱应略短一些，得到的像会略小些D．暗箱应略长一些，得到的像会略小些

【答案】B

【解析】

【详解】

照相机是利用凸透镜成像原理工作的。

当无水时物体在光屏（暗箱）上形成一个倒立、缩小的实像，当有水时，由于光的折射，物体感觉变浅，相当于靠近凸透镜，根据“物近像远像变大”原则，在暗箱上得到的像会比原来的像略大一些。

故B正确。

8．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．

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．某同学在做凸透镜成像实验时，当物距u=30厘米，像距v=20厘米时，光屏上呈现烛焰清晰的像。

若烛焰移到离凸透镜12厘米处，所成的像一定是

A．倒立的B．正立的C．放大的D．缩小的

【答案】C

【解析】

【详解】

当物距u=30cm，像距v=20cm时，光屏上呈现烛焰清晰的像，所以

，

，

所以凸透镜的焦距为：

。

若将烛焰置于距凸透镜12cm处时，即u=12cm，有两种情况：

若焦距在10cm和12cm之间则

，

物体通过凸透镜成倒立、放大的实像；若焦距在12cm和15cm之间，则

，

物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。

由以上知，故只有C正确。

故选C。

11．有一个焦距为f的凸透镜，现在将一个物体从离凸透镜4f处沿主光轴移动到1.5f处，在此过程中（）

A．物体和像之间的距离一直在减小B．物体和像之间的最小距离为4f

C．像的大小和物体大小的比值先减小后增大D．像移动速度与物体移动速度的比值先减小后增大

【答案】BD

【解析】

【详解】

A．从4f向2f移动过程中，物体和像之间的距离减小，从2f继续向1.5f处移动过程中，物体和像之间的距离增大，物体和像之间的距离先减小后增大，故不符合题意；

B．当物距等于2f时，像距等于2f，物体和像之间的距离最小为4f，故符合题意；

C．成实像时，物近像远像变大，物体从离凸透镜4f处沿主光轴移动到1.5f处，物大小不变，像一直变大，因此像的大小和物体大小的比值一直变大，故不符合题意；

D．从4f向2f移动过程中，物体移动速度大于像的移动速度，从2f继续向1.5f处移动过程中，物体移动速度小于像的移动速度，因此像移动速度与物体移动速度的比值先减小后增大，故符合题意。

12．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

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．

13．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。

14．小明用放大镜看自己的指纹，如图所示。

随后小明拿着同一个放大镜看窗外的物体，并且离窗外的物体越来越远，如图所示。

以下说法正确的是（　　）

A．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的实像

B．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是倒立、放大的虚像

C．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像越来越小

D．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像虚像

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

AB．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的虚像，不是实像，也不是倒立的，A、B错误；

CD．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，根据凸透镜的动态成像规律可知，物体到凸透镜的距离越大时，像到凸透镜的距离越小，所成的像是越来越小的，并且是实像；C正确、D错误。

故选C。

15．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6cm

C．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＞2f

f＜5cm①

此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间，即

f＜6cm＜2f

3cm＜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。

16．如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏之间的距离为下图时，在光屏上得到一个清晰缩小的实像。

下列说法错误的是

A．该凸透镜的焦距大于10㎝、小于15㎝

B．只将凸透镜向左移，可以在光屏上得到清晰放大的像

C．只将蜡烛和光屏互换，可以在光屏上得到清晰的缩小像

D．将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，可在凸透镜前放一个凹透镜。

【答案】C

【解析】

【分析】

凸透镜成像规律：

u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f；

u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，求焦距；

2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；

u＜f，成正立、放大的虚像。

【详解】

A、观察图示可知，物距大于像距，则在光屏上得到一个清晰缩小的实像，所以u=30cm＞2f，解得f＜15cm；而像距v=20cm，f＜20cm＜2f，解得10cm＜f＜20cm；故凸透镜的焦距的范围是：

10cm＜f＜15cm，故A正确；

B、只将凸透镜向左移，减小物距，增大像距，根据光路可逆的特点，可知在光屏上能得到清晰放大的像，故B正确；

C、只将蜡烛和光屏互换，根据光路可逆可知，可以在光屏上得到清晰放大的像，故C错误；

D、蜡烛远离凸透镜时，物距变大，像距将变小，为了在光屏上得到清晰的像，应使光线发散一些，所以用一个凹透镜，D正确。

故选：

C。

17．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，此时烛焰在光屏上成一个清晰的像，则下列判断正确的是（　　）

A．这个清晰的像是倒立、放大的实像

B．此凸透镜的焦距大于20cm

C．将蜡烛移动到40cm刻度处，移动光屏，会在光屏上得到清晰、放大的像

D．将蜡烛移动到25cm刻度处，应向右移动光屏，才能再次在光屏上得到清晰的像

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由图知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，所以

可知

35cm>2f

f<20cm<2f

解得

10cm

u+v>4f

即

35cm+20cm>4f

解得

f<13.75cm

综上所述

10cm

故AB错误；

C．将蜡烛移动到40cm刻度处，物距等于

50cm-40cm=10cm

物距小于焦距，所以成正立放大的虚像，不能成在光屏上，故C错误；

D．将蜡烛移动到25cm刻度处，物距减小，像距将变大，像也变大，所以应向右移动光屏，故D正确。

故选D。

18．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．

19．某同学在探究凸透镜成像的规律时，在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像（如图所示），为使光屏上清晰的像变大些，下列调节方法可行的是

A．将蜡烛适当远离透镜，光屏适当靠近透镜

B．将蜡烛适当靠近透镜，光屏适当远离透镜

C．将透镜适当靠近蜡烛

D．将透镜适当靠近光屏

【答案】BC

【解析】

根据凸透镜成实像的规律，要使成像大些，应该减小物距，增大像距，则像变大；

A.将蜡烛适当远离透镜，光屏适当靠近透镜，是增大了物距，减小了像距，像会变小，故A错误；

B.将蜡烛适当靠近透镜，光屏适当远离透镜，即减小物距，增大像距，则像变大，故B正确；

C.将透镜适当靠近蜡烛，此时物距减小，像距增大，像会变大，故C正确；

D.将透镜适当靠近光屏，此时物距增大，像距减小，像会变小，故D错误；

故选BC．

点睛：

要掌握凸透镜成实像时物距和像距变化的特点，当物距增大时，像距减小，像也会变小（反之像变大），这里的像变小，是与之前比变小，要比较像与物体的大小，要看像距和物距的比较，像距大于物距，像就放大．

20．以下关于实像和虚像的说法，正确的是

A．实像不可能与物体是等大的

B．实像一定是光发生折射形成的

C．虚像在成像时没有光进入人眼

D．虚像不能在光屏上呈现

【答案】D

【解析】

【详解】

A．凸透镜成像中当物距等于二倍焦距时成倒立等大的实像，故错误；

B．小孔成像所成的实像是由光的直线传播形成的，故错误；

C．平面镜成虚像时，是平面镜反射的光线进入人的眼睛，故错误；

D．虚像不是真实光线会聚而成的，不能在光屏上呈现，故正确。