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 ．③②④①

B ．③②①④

C ．②①③④

D ．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A

B 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B

C 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 ＜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．

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12cm