物理凸透镜-经典压轴题附答案

一、初中物理凸透镜成像的规律1．在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（）A．该凸透镜的焦距是 30cmB．换成焦距为 10cm 的凸透镜，在蜡烛和光屏不动的情况下，凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动，在光屏上可以得到两次清晰倒立的像C．在凸透镜左侧放一凹透镜，将光屏向右移动还能接收到清晰的像D．凸透镜与蜡烛不动，去掉光屏，人眼在 100cm 处能看到蜡烛的像【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A．由图可知，此时蜡烛到凸透镜的距离等于光屏到凸透镜的距离，在光屏上恰能成清晰的像，则此时物距等于像距等于二倍焦距，成倒立等大的实像，则===f u v230cm则焦距为15cm，故A项错误；B．换成焦距为10cm的凸透镜，在蜡烛和光屏不动的情况下，凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动，当蜡烛到凸透镜的距离在10cm~20cm之间时，光屏到凸透镜的距离在50cm~40cm，移动凸透镜在适当位置能成清晰的像，由光路可逆原理可知，光屏距离凸透镜10cm~20cm 之间时，可以再次成清晰的像，故B项正确；C．在凸透镜左侧放一凹透镜，凹透镜对光有发散作用，所以将光屏向右移动还能接收到清晰的像，故C项正确；D．凸透镜与蜡烛不动，去掉光屏，光依然沿原来的方向传播进，人眼在 100cm 处能看到蜡烛的像，故D项正确。

故选BCD。

2．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60cmB．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，f=-=60cm50cm10cm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u=-=80cm50cm30cm所以>=u f20cm2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。

3．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=10cmA ．若5cm <f 10<cm ，此时f <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 5<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；C D ．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。

4．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．5．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16cmB．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，则成正立、放大的虚像，应用是放大镜；若f<u<2f，成倒立、放大的实像，应用是投影仪，故C错误；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。

6．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。

7．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．8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛距凸透镜36cm 时，在凸透镜另一侧18cm 处的光屏上得到清晰缩小的像，当蜡烛距凸透镜18cm 时，它的像一定是( )A．像距为36cm，且成缩小的实像B．像距为36cm，且成放大的实像C．像距为18cm，且成缩小的实像D．像距为18cm，且成放大的虚像【答案】B【解析】【分析】【详解】当u﹥2f时，成倒立、缩小的实像，f﹤v﹤2f，u﹥v．当蜡烛距凸透镜18cm 时，f﹤u﹤2f．由于f﹤u﹤2f，成倒立、放大的实像，v﹥2f，u﹤v．凸透镜的一个物距对应一个像距，所以，像距为36cm，且成放大的实像．故选B。

9．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．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．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。

12．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5 cm，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5 cm，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．13．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 ＜15cm④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30cm 2f >，得：15cm f <； 像距为一倍到二倍焦距之间，即16cm 2f f <<，得：8f cm >，16cm f <； 综合以上条件得：8cm 15cm f ＜＜，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．14．两平面镜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S 1、S 2、S 3；S 1、S 2分别在凸透镜的焦点处，则不能成像，只有S 3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S 4；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。