中考物理培优专题复习凸透镜成像的规律练习题.docx
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中考物理培优专题复习凸透镜成像的规律练习题
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.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.
2.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.
3.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.
4.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。
5.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。
6.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。
7.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.
8.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.
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.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。
11.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12cm
B.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,可观察到烛焰正立放大的虚像,故B项错误;
C.只将透镜向右移动,当蜡烛位于凸透镜二倍焦距以外时,可以成倒立缩小的实像,成在光屏上;故C项正确
D.若在透镜和蜡烛之间放近视镜片,近视镜片是凹透镜,对光线有发散作用,折射光线延迟会聚,光屏要适当右移可再次出现清晰的像,故D项错误。
故选AC。
12.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。
13.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。
14.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。
15.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.利用这一原理制成了投影仪
B.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
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像
D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像
【答案】D
【解析】
A.如图可知此时物距大于像距,凸透镜成倒立缩小的实像,利用这一原理制成了照相机,故A错误;
B.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路可逆的特点,会在光屏上成一个清晰倒立、放大的实像,故B错误;
C.成缩小的实像时,像距位于一倍焦距到二倍焦距之间,即
,由图知此时像距为15cm,可得:
所以若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线45cm处,此时物距小于焦距,不能成实像,在凸透镜同侧成虚像,所以移动光屏是找不到像的,故C错误;
D.若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,即减小物距,根据成实像时物距与像距的变化规律知,像距应增大,即应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像,故D正确;
故选D.
点睛:
凸透镜成像规律是常考试的内容,要掌握成像时物距和像距变化的特点,当物距减小时,像距增大,像也会变大,这里的像变大,是与之前比变大,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.
16.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。
17.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.
18.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.
19.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;
20.某同学为进一步了解“视力矫正”的原理,用了探究凸透镜成像规律的装置做实验,他将远视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间,调节光屏和凸透镜之间的距离,在光屏上看到烛焰清晰的像。
取下远视眼镜片,光屏上原来清晰的像变模糊了;要想使光屏上的像再次变得清晰,下列调节方法可行的是()
①保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏靠近凸透镜
②保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏远离凸透镜
③保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛远离凸透镜
④保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛靠近凸透镜
A.②③B.①④C.②④D.①③
【答案】A
【解析】
【详解】
①远视眼镜片是凸透镜,对光线有会聚作用,取下远视眼镜片后,根据凸透镜的动态成像规律,所成的像会往光屏后面退,保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏靠近凸透镜,这样在光屏上所成的像会更加模糊,①不合题意;
②由上述可知,保持蜡烛与凸透镜的位置不变,使光屏远离凸透镜,那么会使光屏上的像再次变得清晰,②符合题意;
③由上述可知,保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛远离凸透镜,那么所成的像会靠近凸透镜,能使光屏上的像再次变得清晰,③符合题意;
④由上述可知,保持光屏与凸透镜的位置不变,使蜡烛靠近凸透镜,那么所成的像会远离凸透镜,这样在光屏上所成的像会更加模糊,④不合题意。
故选A。