2020-2021中考物理凸透镜成像的规律-经典压轴题及答案解析

一、初中物理凸透镜成像的规律
1．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 。

2．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．
3．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<u<2f，即f<30cm<2f。

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<v<2f，光屏上得到倒立缩小的实像。

故C正确；
D．当u=15cm时，由30cm<2f可知15cm<f，即u<f，当物距小于f时，成正立放大的虚像，光屏上将承接不到像。

故D错误。

4．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。

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．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2
u
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 。

7．小红在做“探究凸透镜成像的规律”的实验中，在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像。

小红保持凸透镜的位置不变，将光屏和蜡烛的位置互换，这时，她在光屏上可以看到（ ） A ．正立、放大的像 B ．正立、缩小的像 C ．倒立、缩小的像
D ．倒立、放大的像
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知，在光屏上得到了烛焰清晰的缩小的像，那么物距大于两倍焦距，像距小于两倍焦距大于一倍焦距；当保持凸透镜的位置不变，将光屏和蜡烛的位置互换，物距是小于两倍焦距大于一倍焦距，像距是大于两倍焦距，由于光的可逆性，根据凸透镜的成像规律可知，这时成倒立、放大的实像。

故选D。

8．某物理兴趣小组在研究凸透镜成像实验时，如图所示，当蜡烛距透镜10cm时，在另一侧距凸透镜6cm处的光屏上得到一个清晰的像，下列说法正确的是（）
A．像一定是倒立缩小的实像
B．该凸透镜的焦距可能为6cm
C．当蜡烛向凸透镜靠近时，像一定会变小
D．当蜡烛到透镜的距离是4cm时，无论怎样移动光屏都不可能得到烛焰的像
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题意可知，物体经凸透镜后成的是实像。

物距为10cm，像距为6cm，物距大于像距，此时物体在二倍焦距以外，成的是倒立、缩小的实像，故A正确；
B．根据凸透镜成像的规律可知
10cm＞2f
f＜5cm①
此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间，即
f＜6cm＜2f
3cm＜f＜6cm②
综合①②得
3cm＜f＜5cm
故B错误；
C．凸透镜成实像时，物近像远像变大，当蜡烛向凸透镜靠近时，像一定会变大，故C错误；
D．当蜡烛到透镜的距离是4cm时，如果
3cm＜f＜4cm
物体在一倍焦距和二倍焦距之间，可以在光屏上成倒立、放大的实像，故D错误。

故选A。

9．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。

10．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。

11．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 30cm
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，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 v
230cm
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。

12．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成一个清晰的像，则下列判断正确的是（）
A．这个清晰的像是倒立、放大的实像
B．此凸透镜的焦距大于20cm
C．将蜡烛移动到40cm刻度处，移动光屏，会在光屏上得到清晰、放大的像
D．将蜡烛移动到25cm刻度处，应向右移动光屏，才能再次在光屏上得到清晰的像
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图知，像距小于物距，此时成倒立缩小的实像，所以
u=-=
50cm15cm35cm
v=-=
70cm50cm20cm
可知
35cm> 2f
f<20cm< 2f
解得
10cm< f < 17.5cm
u+v>4f
即
35cm + 20cm > 4f
解得
f<13.75 cm
综上所述
10cm< f < 13.5cm
故AB错误；
C．将蜡烛移动到40cm刻度处，物距等于
50cm- 40cm= 10cm
物距小于焦距，所以成正立放大的虚像，不能成在光屏上，故C错误；
D．将蜡烛移动到25cm刻度处，物距减小，像距将变大，像也变大，所以应向右移动光屏，故D正确。

故选D。

13．如图所示，小明将凸透镜（f＝10cm）固定在光具座 40cm 的位置，探究凸透镜的成像规律。

下列说法不正确的是（）
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．当光屏上成清晰像时，在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片，向右移动光屏，光屏上仍能得到清晰的像
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据“无论实像或虚像，物靠近焦点像变大”可知，蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中，即蜡烛远离焦点，所成的虚像将变小，故A正确；
B．发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的，经过成像点后是发散的，所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像；当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像，眼睛靠近凸透镜也不能看到像，当眼睛从原光屏位置远离凸透镜，能看到像。

故B正确；C．当蜡烛放在10cm处，物距
u＝40cm﹣10cm＝30cm＞2f
成倒立缩小的实像，故C正确；
D．若在蜡烛和透镜间放一远视眼镜，远视眼镜为凸透镜，对光线有会聚作用，此时所成的像将靠近透镜，所以应向左移动光屏，故D错误。

故选D。

14．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．
15．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。

16．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。

17．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，
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 f
20cm2
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。

18．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。

19．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。

20．如图所示，购物支付已进入“刷脸”时代，消费者结账时站在摄像头（相当于一个凸透镜）前约1m的位置，面对镜头，经系统自动拍照、扫描等，确认信息后，即可进行后续工作。

则下列说法正确的是（）
A．人脸通过摄像头成像是利用了光的反射
B．“刷脸”时，面部经摄像头成正立缩小的实像
C．“刷脸”时，面部应位于摄像头的一倍焦距和两倍焦距之间
D．摄像头的焦距可能是30cm
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．人脸通过摄像头成像是利用了光的折射，A错误；
B．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立缩小的实像，B错误；
C．“刷脸”时，根据凸透镜的成像规律可知，成倒立缩小的实像，那么物距应该大于两倍焦距，C错误；
D．由于人站在距离镜头1m处，即物距等于1m，成倒立缩小的实像，根据凸透镜的成像规律可知，，解得，所以摄像头的焦距可能是30cm，D正确。

故选D。