培优凸透镜成像的规律辅导专题训练及答案.docx
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培优凸透镜成像的规律辅导专题训练及答案
一、初中物理凸透镜成像的规律
1．如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛和凸透镜之间的距离为26cm时，在光屏上得到一个清晰缩小的实像。
下列说法不正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距：
13cm>f>10.5cm
B．只将蜡烛向右移动，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放大的像
D．将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．观察图示可知在光屏上得到一个清晰缩小的实像，则
，像距
满足
，解得
，故A正确，不符合题意；
B．只将蜡烛向右移动，减小了物距，必须增大像距，才可以在光屏上得到清晰放大的像，故B错误，符合题意；
C．像距小于物距，光屏上成倒立、缩小的实像；保持凸透镜不动，只将蜡烛和光屏互换，像距大于物距时，根据光路的可逆性可知，成倒立、放大的实像，故C正确，不符合题意；
D．蜡烛远离凸透镜时，物距增大，为了在光屏上得到清晰的像，应减小像距，光屏应靠近凸透镜，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．城市的很多街口都安装了360°高清晰摄像头，由公安局实施24小时监控，来保护人民的安全，摄像机的像距几乎不变，但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体，焦距可以调节，如图所示，某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像，此时镜头的焦点在F处，在监控此人的过程中（该人在成像板上的像保持清晰），下列说法正确的是（）
A．不管该人走近还是走远，所成的像都是正立缩小的实像
B．如果该人远离镜头，镜头的焦点可能变在a点
C．如果该人靠近镜头，镜头的焦点可能变在c点
D．如果该人靠近镜头，镜头的焦点可能变在b点
【答案】D
【解析】
【详解】
A．该人走近还是走远时，所成的像是倒立的实像，不是正立的，A错误；
B．如果该人远离镜头，那么物距变大，像距变小，像更靠近焦点，如果还想要像成在成像板上，那么焦距应该变大，焦点不可能在a点，B错误；
CD．如果该人靠近镜头，那么物距变小，像距变大，像更远离焦点，如果还想要像成在成像板上，那么焦距应该变小，焦点不可能在c点，可能变在b点，C错误、D正确．
3．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。
4．在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某实验小组所描绘的像距随物距变化的关系图线如图所示．图线中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应．则下列说法正确的是
A．蜡烛处于AB间某一位置时，成倒立、缩小的实像
B．蜡烛处于BC间某一位置时，成倒立、放大的实像
C．将蜡烛从C移动到B的过程中，所成像逐渐增大
D．将蜡烛从B移动到A的过程中，所成像逐渐减小
【答案】C
【解析】
【分析】
（1）根据u=v=2f，成倒立、等大的实像，判断凸透镜的焦距．
（2）根据物距和焦距，判断凸透镜成像情况：
u＞2f，成倒立、缩小的实像．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．
u＜f，成正立、放大的虚像．
（3）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大．
【详解】
（1）由图象知，
，此时凸透镜成倒立、等大的实像，所以凸透镜的焦距：
．
（2）物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像．
A、蜡烛处于AB间某一位置时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．选项错误．
B、蜡烛处于BC间某一位置时，u＞2f，成倒立、缩小的实像．选项错误．
C、将蜡烛从C移动到B的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像．物距减小，像距增大，像变大．选项正确．
D、将蜡烛从B移动到A的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像．物距减小，像距增大，像变大．选项错误．
故选C．
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＜6cmB．6cm＜f＜18cm
C．9cm＜f＜12cmD．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15cm
C．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故C正确；
D．当u=15cm时，由30cm<2f可知15cm故D错误。
7．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。
8．如图所示，将点燃的蜡烛放在距凸透镜20cm处时，在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像，若保持蜡烛的位置不变，更换一个焦距为15cm的凸透镜，要想在屏上出现清晰像，下列操作可行的是
A．使屏远离透镜B．使屏靠近透镜
C．使屏向上移动D．使屏向下移动
【答案】A
【解析】
【详解】
根据题意，当物距20cm时，在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大的像，由凸透镜成像规律知，此时u=v=2f=20cm，则焦距为f=10cm；更换凸透镜焦距为15cm时，15cm＜20cm＜30cm，即蜡烛在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间，此时凸透镜成倒立、放大的实像，像距为v＞2f=30cm，则屏应远离透镜才能出现清晰像．故A正确．
9．如图所示，OO'为凸透镜的主光轴，将点光源放在A点时，像在B点；将点光源放在B点时，像在C点。
当将点光源放在C点时，则（）
A．一定在B点成一个实像B．一定在A点的左侧成一个虚像
C．可能在B、C之间成一个实像D．可能在C点的右侧成一个虚像
【答案】D
【解析】
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，所以不可能；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．所以透镜不可能在AB和BC之间．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．故此时凸透镜只能放在A点的左侧；所以该情况下有如下几种可能，即若C点在透镜的1倍焦距以外，像应成在透镜左侧的1倍焦距以外；另一种可能是，若C点还在透镜的1倍焦距以内，即此时所成的像应在C点的右侧．故分析四个选项，只有D是正确的．
故选D．
10．用三块凸透镜做成像实验，在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下，得到的实验结果如下：
透镜甲成放大、倒立、实像；透镜乙成缩小、倒立、实像；透镜丙成放大、正立、虚像。
由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为（）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】
【详解】
在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下，说明物距u相等，甲透镜成放大、倒立的实像，说明
，所以
；乙透镜成缩小、倒立的实像，说明
，所以
；丙透镜成放大、正立的虚像，说明
；所以，
。
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．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16cm
B．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uD．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．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。
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．图a是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。
若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离，则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是
A．甲→乙→丙→丁
B．乙一丙一甲一丁
C．乙一丁→甲一丙
D．丙→甲→乙→丁
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
凸透镜先贴着刻度尺，此时物距小于凸透镜的一倍焦距时成的是正立、放大的虚像，看到的是乙图；接下来凸透镜逐渐远离刻度尺，物距增大，当增大到等于凸透镜的一倍焦距时，不成像；继续远离刻度尺，当物距大于一倍焦距且小于两倍焦距时，成倒立、放大的实像，此时看到的是丁图；继续远离至物距等于凸透镜的两倍焦距时，成倒立、等大的实像，此时看到的是甲图；凸透镜继续远离至大于凸透镜的两倍焦距时，成倒立、缩小的实像，此时看到的是丙图。
故ABD错误，C正确。
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，u
2f，所以
30cm
2f
所以凸透镜的焦距范围为：
f
15cm
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=10cm
A．若
f
cm，此时
u
2f，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f
cm，此时u
2f，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．在探究凸透镜成像规律"的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。
实验前，让一束平行光射向凸透镜，如图乙所示，移动光屏，直到在光屏上会聚成一点。
实验中，学生多次移动蜡烛和光屏的位置进行实验探究。
探究完成后，小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且较靠近凸透镜，结果，光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时，又在光屏上观察到烛焰清晰的像。
下列有关说法中正确的是（）
A．该凸透镜的焦距为60cm
B．随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动
C．当学生把蜡烛移动到80cm刻度处，再移动光屏，会成一个倒立、缩小的实像
D．小明拿来的眼镜是近视镜
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A．由焦距的概念可知，
所以该凸透镜的焦距为10cm，A错误；
B．凸透镜在光屏上成倒立的实像，随着蜡烛燃烧变短，光屏上的像将向上移动，B正确；
C．由甲图知，80cm刻度处到凸透镜的距离为
所以
因此在光屏上成一个倒立、缩小的实像，C正确；
D．只将光屏远离凸透镜到适当的位置又在光屏上得到蜡烛清晰的像，说明物距不变，像距增大了，也就是眼镜对光具有发散作用，因此小明的眼镜是凹透镜，凹透镜用来矫正近视眼也叫近视镜，D正确。
故选BCD。
19．在“探究凸透镜成像规律的实验”中，小明调节蜡烛，凸透镜和光屏的位置，在光屏上成清晰的像如图所示，下列说法正确是（）
A．照相机是利用了图中的成像规律
B．换上焦距小一些的凸透镜，只将蜡烛向左适当移动就能在光屏上接收到清晰的像
C．如果使蜡烛向左移动，光屏需要向右移动才能接收到清晰的像
D．如果把蜡烛与光屏对调，光屏上将会出现清晰的像
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，成像时，像距小于物距，所以成一个倒立缩小的实像，和照相机的原理相同，故A正确；
B．如果换一个焦距较小的透镜，所成的像将变小，像距也变小，像成在光屏的左边，所以要想让像成在光屏上，应该将蜡烛向右移动，从而像也向右移动直到光屏上，故B错误；
C．如果使蜡烛向左移动，像也向左移动，所以光屏要向左移动才能接收到清晰的像，故C错误；
D．如果把蜡烛和光屏对调，根据光路的可逆性，光屏上会成一个倒立放大的实像，故D正确。
故选AD。
20．如图所示，竖直放置的不透光物体（足够大）中紧密嵌有一凸透镜，透镜左侧两倍焦距处，有一个与主光轴垂直的物体AB，在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN，镜面与凸透镜的主光轴垂直，B、N两点都在主光轴上，AB与MN高度相等，且与透镜上半部分等高．遮住透镜的下半部分，则该光具组中，物体AB的成像情况是（）
A．两个实像，一个虚像B．一个实像，两个虚像
C．只有一个虚像D．只有一个实像
【答案】D
【解析】
【详解】
①按题意，AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像．
②由于成像后的光线是射向右下方的，所以不能在平面镜上成像（平面镜只在主光轴的上方），所以只能成一个实像．
③如果平面镜足够大，则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像”又会在平面镜上成一个等大的虚像，平面像反射后的光线又会经凸透镜成一个缩小的倒立的实像（成在凸透镜左侧f与2f之间．此时相当于物距为4f．当然，也要满足凸透镜是足够大了才有此种情况）．
故选D．
【点睛】
此题主要考查凸透镜成像规律及其应用，此题的突破点是，AB只有在主光轴上的那点折射后入MN，其它均没有，故只有一个实像．
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