中考物理 凸透镜成像的规律 培优 易错 难题练习(含答案)含答案解析

一、初中物理凸透镜成像的规律
1．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．
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
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．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．
4．两平面镜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。

5．当物体距凸透镜8厘米时，在透镜的另一侧光屏上成一个清晰放大的像，若是将凸透镜向光屏方向移动2厘米，则在光屏上又成一个清晰像，那么这透镜的焦距f为
A．2厘米＜f＜4厘米B．4厘米＜f＜5厘米
C．5厘米＜f＜8厘米D．无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
物体离凸透镜8cm时，在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像，2f>u>f，所以，<f，即4cm<f<8cm−−−−−①；由“保持物体与光屏的位置不变，把凸透镜向光屏f<8cm2
方向移动2cm，则在光屏上又成一清晰的缩小的像”，可知u=10cm>2f，即
f<5cm−−−−②，综上所述，由①②可4cm<f<5cm.故ACD错误，B正确．
故选B.
6．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。

7．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u大于像距v，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u小于像距v，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u会变小，像距v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。

8．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＜6cm B．6cm＜f＜18cm
C．9cm＜f＜12cm D．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．
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．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。

11．如图所示，小宇将凸透镜（f=10cm）固定在光具座40cm的位置，探究凸透镜成像规律。

下列说法正确的是（）
A．将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，像逐渐变小
B．当光屏上成清晰的像时，拿开光屏，眼睛在一定范围内仍能看到像
C．将蜡烛放在10cm处，移动光屏，光屏上可得到倒立缩小的清晰像
D．蜡烛燃烧一段时间后变短，像成在光屏的下方，可将透镜的高度向下调，使像成在光屏中心
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据“无论实像或虚像，物体靠近焦点像都变大”可知，蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，所成的虚像将变小，故A正确；
B．能在光屏上成清晰像的是实像，实像是实际光线会聚成的，当把光屏去掉后，实际光线会聚成实像后继续传播，进入人的眼睛，故B正确；
C．将蜡烛放在10cm处时，物距为30cm，而焦距为10cm，即物距大于两倍焦距，光屏上能承接到的是倒立缩小的像，故C正确；
D．蜡烛燃烧一段时间后变短，根据光的直线传播原理，则成的像会偏向光屏上方，可向下适当调整凸透镜，故D不正确。

故选ABC。

12．在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜左侧某一位置，把光屏放在凸透镜的右侧，然后移动光屏，恰好在凸透镜右侧26cm处的光屏上出现一个倒立缩小的像，则（）
A．焦距可能是8cm
B．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时，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实像
C．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中，像的大小会变小
D．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后把凸透镜往右移动2f，所成的像也会往右移动，且移动距离小于2f
【答案】C
【解析】
【详解】
A ．根据凸透镜的成像规律可知，在光屏上出现一个倒立缩小的像，那么像距符合关系式2f v f <<，因为26cm v =，所以26cm 2f f <<，可解得
13cm 26cm f <<
所以焦距不可能是8cm ，A 项不合题意；
B ．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm 处时，由于13cm 26cm f <<，这时物距小于一倍焦距，在凸透镜的右侧是不能成像的，B 项不合题意；
C ．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm 处，然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中，根据凸透镜的动态成像规律可知，像的大小会变小，选项C 符合题意；
D ．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm 处，然后把凸透镜往右移动2f ，这个过程分两个阶段，物距还在小于一倍焦距时，所成的虚像往左移动到无穷远处，当物距大于一倍焦距后，会成实像，所成的实像会从右端无穷远处往左移动，D 项不合题意。

13．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．
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 >
即
216cm f f >>，30cm 2f >
可得
16cm 8cm f >>，15cm f <
则
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．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。

16．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．
17．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．
18．小明在探宄凸透镜成像规律时，将焦距为10cm 的凸透镜甲固定在光具座上50cm 刻线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm 刻线处，移动光屏到80cm 处，烛焰在光屏上成清晰的像，如图所示：之后他保持蜡烛的位置不变，将凸透镜甲换成焦距为5cm 的凸透镜乙并保持位置不变，移动光屏使在光屏上再次成烛焰清晰的像。

则对于这两次成像实验( )
A ．利用凸透镜甲，在屏上得到的是倒立、缩小的像
B ．利用凸透镜甲，在屏上得到的是倒立、放大的像
C ．利用凸透镜乙成像时，像距大于30cm
D ．利用凸透镜乙成像时，像距小于30cm
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．凸透镜甲焦距为10cm ，物距为：
u =50cm-35cm=15cm,
当f <u <2f 时，在光屏上得到倒立放大的实像。

故A 错误，B 正确；
CD ．凸透镜乙焦距为5cm ，此时物距u =15cm ，则u >2f ，所以5cm<v <10cm ，故C 错误，D 正确。

19．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10cm 20cm f <<
C ．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到40cm 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20cm u =，40cm v =，则
202f cm f <<
10cm 20cm f <<……①
40cm 2f >
20cm f <……②
由①②可得透镜焦距
10cm 20cm f <<
故B 正确
C ．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到40cm 刻度线处，物距40cm u '=，像距为
60cm 40cm 20cm v '=-=
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 。

20．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：
<<
f
8cm16cm 所以
<<
f
8cm13cm 故选B。