培优 易错 难题凸透镜成像的规律辅导专题训练及答案解析

一、初中物理凸透镜成像的规律1．小明将凸透镜紧靠如图甲所示的一幅卡通图片，然后将凸透镜逐渐远离图片的过程中，通过凸透镜观察到如图乙所示四个不同的像，则四个像出现的先后顺序是A ．③②④①B ．③②①④C ．②①③④D ．①②③④【答案】C【解析】 小明将凸透镜紧靠书上的一幅卡通图片，说明物距小于一倍焦距，凸透镜成的虚像是放大的，物体离凸透镜越近，像越接近物体的大小，也就是成的虚像越小，故先看到②，当在一倍焦距远离凸透镜的过程中，看到的像逐渐变大，当大于一倍焦距时，成倒立的像，即看到的为①，继续远离大于2倍焦距时，看到的是倒立缩小的实像，即为③，成实像时，物距越远，像越小．因此最后看到的是④，故四个像的顺序为②①③④．故选C.2．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】【详解】根据凸透镜的成像规律，当2u f >，2f v f <<，成倒立、缩小的实像，即u v >；由题意可以知道物距30cm u =，像距20cm v =，这种情况是成倒立、缩小的实像，即30cm 2f >20cm 2f f <<化简可得10cm 15cm f <<所以凸透镜的焦距不可能是18cm ；当物体远离凸透镜10 cm ，物距变大，依然大于两倍焦距，像距变小，所成的实像会变小；当物体靠近凸透镜10 cm ，物距20cm u =，那么2f u f <<为了在光屏上得到清晰的实像，根据光路的可逆性，此时像距30cm v =，光屏应远离透镜10 cm ；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 45 cm 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20cm u =，像距30cm v =，可知u v <，而照相机的是u v >，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10cm f >，若保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在45 cm 刻度线处，此时5cm u =，u f <，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。

5．在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，某实验小组所描绘的像距随物距变化的关系图线如图所示．图线中 A、B、C 三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应．则下列说法正确的是A．蜡烛处于 AB 间某一位置时，成倒立、缩小的实像B．蜡烛处于 BC 间某一位置时，成倒立、放大的实像C．将蜡烛从 C 移动到 B 的过程中，所成像逐渐增大D．将蜡烛从 B 移动到 A 的过程中，所成像逐渐减小【答案】C【解析】【分析】（1）根据u=v=2f，成倒立、等大的实像，判断凸透镜的焦距．（2）根据物距和焦距，判断凸透镜成像情况：u＞2f，成倒立、缩小的实像．2f ＞u ＞f ，成倒立、放大的实像．u ＜f ，成正立、放大的虚像．（3）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大．【详解】（1）由图象知，220cm u v f ===，此时凸透镜成倒立、等大的实像，所以凸透镜的焦距：10cm f =．（2）物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像．A 、蜡烛处于AB 间某一位置时，2f ＞u ＞f ，成倒立、放大的实像．选项错误．B 、蜡烛处于BC 间某一位置时，u ＞2f ，成倒立、缩小的实像．选项错误．C 、将蜡烛从C 移动到B 的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像．物距减小，像距增大，像变大．选项正确．D 、将蜡烛从B 移动到A 的过程中，物距大于一倍焦距时，凸透镜成实像．物距减小，像距增大，像变大．选项错误．故选C ．6．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 ＜6cmB ．6cm ＜f ＜18cmC ．9cm ＜f ＜12cmD ．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．7．如图所示，光屏上得到一个清晰的像，此时蜡烛到凸透镜的距离为24cm ，则下列说法正确的是（ ）A ．此时的应用是投影仪，且凸透镜的焦距小于12cmB ．只将凸透镜向左移动，就可以在光屏上得到倒立缩小的像C ．在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜，凸透镜和光屏不动，蜡烛向右移动光屏上会成清晰的像D ．将蜡烛移到距离凸透镜18cm ，向右调节光屏到适当位置，在光屏上可能得到放大的像【答案】D【解析】【详解】A ．物距大于1倍焦距小于2倍焦距成倒立放大的实像，应用是投影仪；则2f u f ＜＜；又因为24cm u ，所以24cm 12cm f ＞＞，故A 错误； B ．只将凸透镜向左移，减小物距，此时应该增大像距，且物像之间的距离增大，故光屏向右移动才可以在光屏上得到清晰放大的像，故B 错误；C ．近视眼镜的镜片是凹透镜，对光线由发散作用；若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜时，光线会延迟会聚，所以像会落在光屏的右侧；如果此时蜡烛向右移动，物距减小，像距增大，像会更加远离光屏，光屏应该向右移动才能得到清晰的像，故C 项错误；D ．将蜡烛右移至距离凸透镜18 cm ，由24cm 12cm f ＞＞可知，此时物距仍大于焦距，故向右调节光屏至适当位置，在光屏上仍可能得到清晰放大的像，故D 正确；8．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．9．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．10．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．11．如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时，光屏恰能成清晰的像。