备战中考物理压轴题专题凸透镜成像的规律的经典综合题含答案

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()

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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.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

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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.

3.两平面镜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()

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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。

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4.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

C.13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12v f >,代入数据得:26cm 2f >

解得:

13cm f <

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8cm 13cm f <<,代入数据得:

16cm 2f f <<

解得:

8cm 16cm f <<

所以

8cm 13cm f <<

故选B 。

5.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 30cm 2f >,

220cm f f >>,

所以凸透镜的焦距为:

10cm cm f <<15。

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

2f u f <<,

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

u f <,

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 。

6.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( )

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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.

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

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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.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 .f f f >>甲乙丙

B .f f f >>丙甲乙

C .f f f <<甲乙丙

D .f f f <<乙丙甲 【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2f u f 甲甲>>,所以2u u f 甲>>

;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明2u f 乙>,所以2

u f 乙<;丙透镜成放大、正立的虚像,说明f u 丙>;所以,f f f 甲乙丙>>。 故选B 。

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( )

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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.如图所示,在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中,小科将印有绿色环保标志“”的纸固定在墙上,再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方,然后改变破璃杯与标志之间的距离。小科站立时透过玻璃杯和水观察。下列图象中,不可能看到

的是()

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A.B.C.D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.因为装有水的圆柱形玻璃杯,中间厚边缘薄,相当于柱形凸透镜,所以成像时左右颠倒,上下不变。当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,即左右变大,上下不变,故A可能出现,不符合题意;

B.当物距大于焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,即左右颠倒变大,上下不变,故B可能出现,不符合题意;

C.柱形凸透镜成像时左右颠倒,上下不变,不可能出现左右和上下都颠倒的像,故C不可能出现,C符合题意;

D.当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,左右颠倒变小,上下不变,故D可能出现,不符合题意。

故选C。

11.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( )

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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。

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

()

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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u

f

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.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()

备战中考物理压轴题专题凸透镜成像的规律的经典综合题含答案

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2f v f <<,由图知此时像距为15cm ,可得:7.5cm 15cm f <<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.

14.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。下列说法正确的是( )

A .此时的成像特点与投影仪相同

B .该透镜的焦距满足8cm < f <15cm

C .将蜡烛和光屏互换后,光屏上不能承接到清晰的像

D .将蜡烛和光屏同时远离凸透镜,可再次承接到清晰的像

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A .由题可知,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,物距大于像距,光屏上成倒立缩小的实像,与照相机原理相同,故A 不正确;

B .由凸透镜成像规律可知,此时物距在二倍焦距以外,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即

2f v f >>,2u f >

216cm f f >>,30cm 2f >

可得

16cm 8cm f >>,15cm f <

8cm 15cm f <<

透镜的焦距满足8cm 15cm f <<,故B 正确;

C .由光路可逆原理可知,将蜡烛和光屏互换后,光屏上能承接到清晰的像,故C 项不正确;

D .将蜡烛远离凸透镜时,光屏要靠近凸透镜,才能在光屏上成清晰的像,故D 项不正确。

故选B 。

15.如图所示,F 为凸透镜的两个焦点,A′B′为物体AB 的像,则物体AB 在

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A .图中Ⅰ区域,箭头水平向右

B .图中Ⅱ区域,箭头水平向右

C .图中Ⅱ区域,箭头方向向左斜上方

D .图中Ⅰ区域,箭头方向向右斜上方

【答案】D

【解析】

试题分析:根据图中告诉的像距与焦距的关系,结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小关系,以及物距与焦距的关系.由题意知,像在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像的特点,此时物体应在二倍焦距以外,且成的像是倒立缩小的实像,因此物体应比A′B′大,箭头方向向上;像在主光轴下方,根据凸透镜的三条特殊光线,利用折射时光路是可逆的,作出物体AB ,由图可知;则物体应在主光轴下方,所以物体在图中Ⅰ区域,箭头方向向右斜上方.

故选D .

考点:此题考查的是凸透镜成像.

点评:凸透镜成像的规律涉及四个方面:①物距与焦距的关系;②成像的性质;③像距与焦距来的关系;④应用.只要告诉其中的一个方面,就可以确定其它三个方面的内容.在此题中,根据图示确定了像距与焦距的关系;然后利用凸透镜成像的规律物距与物体与像的大小关系.

16.在探究凸透镜成像规律的实验中,小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,恰好在凸透镜后30cm 处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像:若将此蜡烛移至凸透镜

前12cm处时,则()

A.光屏上出现倒立放大的实像

B.光屏上出现倒立缩小的实像

C.无论怎样移动光屏,光屏上均不会出现实像

D.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离,光屏上才会出现倒立放大的实像

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

距离凸透镜30cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以

v=30cm=2f

f=15cm

若现将物体移至透镜前12cm处时,此时物距

u=12cm

则物距应小于焦距,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上,故光屏上不会出现像,故ABD不符合题意,C符合题意.

17.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u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;

18.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。

19.当物体距离凸透镜8cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像;若保持物体与光屏的位置不变把凸透镜向光屏方向移动2cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像,物体与光屏的距离L和凸透镜的焦距f的说法正确的是()

A.L=18cm B.L=14cm

C.4cm

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】

由于当光屏上成清晰放大的像后,物体及光屏均未移动,仅将凸透镜向光屏方向移动

2cm,又成清晰缩小的像,则根据光路是可逆的可知,此时物距与像距大小互换,此时物距为10cm,像距为8cm,成倒立缩小的实像,物体与光屏间的距离L=10cm+8cm=18cm。由凸透镜成像规律可得

2f<10cm,f<8cm<2f

解得4cm

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()

备战中考物理压轴题专题凸透镜成像的规律的经典综合题含答案

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。

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