物理凸透镜成像的规律的专项培优练习题及答案解析

一、初中物理凸透镜成像的规律
1．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。

2．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．
3．两平面镜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。

4．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．
5．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：
8cm 16cm f <<
所以
8cm 13cm f <<
故选B 。

6．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
B ．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；
7．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。

8．小明用自制的“水凸透镜”（向水透镜里注水时，水透镜的焦距将变小）来研究凸透镜成 像规律，当他把自己的近视眼镜给水透镜“戴上”时，如图所示，光屏上原来清晰的像变得模糊，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（ ）
①将光屏靠近“水透镜”②将蜡烛远离“水透镜”③对“水透镜”注水④将光屏和蜡烛同时靠近“水透镜”
A ．①和②都行
B ．②和③都行
C ．①和③都行
D ．②和④都行
【答案】B
【解析】
【详解】 近视镜是凹透镜，给水透镜戴上近视镜后，相当于减弱了凸透镜的会聚能力，所以像远离了凸透镜，若要在光屏上得到像，须将光平远离透镜；或增大凸透镜的会聚能力，向水透镜中注水。

故选B 。

9．小华在研究凸透镜成像规律时，将平行光正对凸透镜照射，另一侧的光屏移动到距凸透
镜10厘米处时，得到一个最小最亮的光斑。

接着把光源换成蜡烛，调整好相关器材的高度，将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处，移动蜡烛到光具座的左端并点燃，再移动光屏至如图所示位置时，在光屏中央得到一个清晰的像。

保持凸透镜位置不变，通过移动蜡烛及光屏的位置，下列成像情况符合实际的是
A．若蜡烛放置在10厘米刻度线处，无论怎么移动光屏，都无法在光屏上呈现清晰的像B．若蜡烛放置在30厘米刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰缩小的像
C．若蜡烛放置在35厘米刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像
D．若在如图位置成一个清晰的像以后，把原透镜更换为f=15cm的新透镜，则光屏应该靠近透镜才能得到一个像
【答案】C
【解析】
【详解】
A、若蜡烛放置在10厘米刻度线处，物距u=50cm﹣10cm=40cm，满足u＞2f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像。

移动光屏，在光屏上能呈清晰的像，故A错误；
B、若蜡烛放置在30厘米刻度线处，物距u=50cm﹣30cm=20cm，满足u=2f。

由凸透镜成像规律可知，成倒立、等大的实像，故B错误；
C、若蜡烛放置在35厘米刻度线处，物距u=50cm﹣35cm=15 cm，满足2f＞u＞f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，移动光屏，可在光屏上呈清晰放大的像，故C正确；
D、在如图位置成一个清晰的像以后，把原透镜更换为f=15cm的新透镜，，物距
u=50cm，满足u>2f，由于凸透镜的焦距增大了，则像距也会相应增大，所以应将光屏远离透镜才能得到一个像，故D错误。

故选：C。

10．如图所示，凸透镜竖直放置，凸透镜焦距f，现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心，在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动，直径为D，且
f<D<2f，则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中，正确的是( )
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
将点光源S运动的轨迹看成一个物体，在物体上找出四个点：上、下、左、右各一个，利用凸透镜成像的规律作出像点，可以发现，四个点正好围成一个不规则的圆，且转动方向为逆时针，所以像点运动图象是选项D的形状；
故选D．
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．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。

13．如图甲测凸透镜的焦距，图乙“探究凸透镜成像的规律”，实验过程中小明同学将蜡烛分别放在甲、乙、丙、丁不同的位置，下列说法正确的是（）
A．图甲可知凸透镜的焦距是40.0cm
B．图乙四个位置中，移动光屏，有4个位置上的蜡烛可以在光屏上成像
C．将蜡烛放在丙位置，若凸透镜上有一个泥点，则在光屏上不会出现泥点的影子
D．将蜡烛放在乙位置，光屏应向左移动才能找到清晰的像，此时的成像特点与投影仪的成像原理相同
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图甲可以看到，凸透镜所在的位置是30.0cm刻度，而光屏所在的位置是40.0cm刻度，而平行光线经凸透镜折射后，会聚于焦点，可知凸透镜的焦距是
f==
40.0cm-30.0cm10.0cm
凸透镜的焦距是10.0cm，A错误；
B．一倍焦距以外是实像，以内是虚像，因为甲乙丙在焦点外，所以成实像，可以成在光屏上，B错误；
C．凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，凸透镜上有一个泥点，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分的光通过凸透镜而会聚成像，因此像与原来的相同，大小不变，但是由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了，像是完好的，只是亮度变暗，不会出现泥点的影子，C正确；
D．将蜡烛放在乙位置，这时物距大于两倍焦距，根据凸透镜的成像规律可知，像距会大于一倍焦距，小于两倍焦距，从图乙可以看到，光屏应向左移动才能找到清晰的像，这是成倒立缩小的实像，此时的成像特点与照相机的成像原理相同，D错误。

故选C。

14．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 。

15．如图为一束入射光线经凸透镜折射后的光路，且<AO OB ，若10cm AO =，该凸透镜的焦距可能是（ ）
A ．10cm f =
B ．50cm f =
C ．8cm f =
D ．12cm f =
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】 根据题意AO ＜OB 可知，A 点成像在B 点，像距大于物距，满足f ＜u ＜2f ，成倒立、放大的实像。

因为AO =10cm ，则
f ＜10cm ＜2f
即
5cm ＜f ＜10cm
故选C 。

16．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 。

17．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。

18．凸透镜成像实验中，移动蜡烛到某位置时，能在光屏上再次成清晰缩小的像，则下列说法能成立的是
A．同时移动蜡烛与光屏，且移动距离相同时，有可能在光屏上再次成清晰缩小的像；B．若将一老花镜放到凸透镜前方，光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰的像；
C．换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜：
D．保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像：【答案】CD
【解析】
【详解】
A．物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离，故A项不符合题意；
B．老花镜是凸透镜，若将一老花镜放到凸透镜前方，则蜡烛发出的光经凸透镜和老花镜后会提前会聚，此时光屏应该靠近透镜才会看到烛焰清晰的像；B项不符合题意；
C．换用焦距较小的凸透镜后，相当于增大物距，当物体成实像时，随着物距u增大，像距减小，同时像也在减小。

故要在光屏上成清晰的像，应将光屏向靠近透镜方向移动；C项符合题意；
D．根据光路可逆性可知，在保持物体和光屏位置不变时，移动凸透镜，可以光屏上成一个倒立、放大、实像，此时物距刚好是原来的像距，像距刚好是原来物距，D项符合题意；
19．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。

20．投影仪是教学中常用的仪器，如图所示是投影仪的结构图，在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平面成角的平面镜，右边竖直放一屏幕物体发出的光线经过凸透镜和平面镜后，可在屏上成一清晰的像一教师在使用投影仪时，发现在屏幕上的画面太小，正确的调节方法是
A．减小投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离
B．减小投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离
C．增大投影仪与屏幕间的距离，上调凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离
D．增大投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离
【答案】D
【解析】
根据凸透镜的成像规律，要使像变大，则应减小物距，增大像距。

投影仪使用时投影仪与屏幕间的距离为像距，凸透镜到物体间的距离为物距，所以应增大投影仪与屏幕间的距离，下调凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离，故D符合题意。

选D。