2020-2021物理一模试题分类汇编——凸透镜综合及详细答案

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=10cm
A．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；
10．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。
A．观察图示可知在光屏上得到一个清晰缩小的实像，则 u 26cm>2 f ，像距 v 61cm-40cm=21cm
满足 f v 2 f ，解得13cm f 10.5cm ，故 A 正确，不符合题意；
B．只将蜡烛向右移动，减小了物距，必须增大像距，才可以在光屏上得到清晰放大的像， 故 B 错误，符合题意； C．像距小于物距，光屏上成倒立、缩小的实像；保持凸透镜不动，只将蜡烛和光屏互换， 像距大于物距时，根据光路的可逆性可知，成倒立、放大的实像，故 C 正确，不符合题 意； D．蜡烛远离凸透镜时，物距增大，为了在光屏上得到清晰的像，应减小像距，光屏应靠 近凸透镜，故 D 正确，不符合题意。 故选 B。
3．如图所示，某同学用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律，在水透镜中注入少量水后光 屏上成清晰的像。以下判断正确的是（ ）
A．光屏上成倒立缩小的实像
B．此时透镜的焦距10cm f 20cm C．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到 40cm 刻度线处光屏仍能得到清晰的像
D．向水透镜注水后，要使光屏上重新得到清晰的像，需要像光屏向右移动 【答案】BC 【解析】 【详解】 A．百度文库图可知，当物距小于像距时，光屏上成倒立、放大的实像，故 A 正确；
即此时的物距等于原来的像距，在光的折射中光路是可逆的，所以光屏上仍能得到清晰的 像，故 C 正确； D．向水透镜注水后，透镜会聚能力变强，焦距变小，使光线提前会聚成像，所以要使光 屏上重新得到清晰的像，应减小像距，需要将光屏向左移动，故 D 错误。 故选 BC。
4．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
11．小军做凸透镜成像规律的实验时，将焦距为 10cm 的凸透镜固定在光具座上 50cm 刻度
线处，光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜两侧，蜡烛放置在 35cm 刻度线处，如图所示。 移动光屏，直到在光屏上呈现烛焰清晰的像。下列说法中正确的是（ ）
A．光屏上呈现的是烛焰的虚像 B．光屏上呈现的是烛焰正立的像 C．光屏上呈现的是烛焰放大的像 D．该实验现象能说明照相机的成像特点 【答案】C 【解析】A. 光屏上能呈现烛焰的像，说明是实像，虚像不能成在光屏上，故 A 错误； B. 凸透镜成实像时，都是倒立的，成虚像时是正立的，如图成的是实像，是倒立的，故 B 错误； C. 由图知，物距位于一倍到二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，成倒立放大的实像，故光 屏上呈现的是烛焰放大的像，故 C 正确； D. 该实验现象能说明投影机的成像特点，而照相机利用的是成缩小实像的规律，故 D 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。
f ＜15cm＜2f
化简可得
7.5cm＜f ＜15cm
此外，由图甲可知，像距为 15cm 时，物距在窗外，说明此时像距接近一倍焦距，即焦距更 靠近 15cm，且光路可逆，若物距为 15cm 时，像的位置应该在窗外，像距超出光具座范 围。选项 A 图中物距为 10cm，此时像距应该超出光具座范围或成虚像，故 A 不符合题意； B．此时物距约为 38cm，稍大于二倍焦距，像距为 25cm，稍小于二倍焦距，满足
7．如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛和凸透镜之间的距离为 26cm 时， 在光屏上得到一个清晰缩小的实像。下列说法不正确的是（ ）
A．该凸透镜的焦距：13cm>f>10.5cm B．只将蜡烛向右移动，可以在光屏上得到清晰放大的像 C．只将蜡烛和光屏互换，可以在光屏上得到清晰放大的像 D．将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
2f v f ，u 2f
即
2 f 16cm f ， 30cm 2 f
可得
16cm f 8cm ， f 15cm
则
8cm f 15cm
透镜的焦距满足 8cm f 15cm ，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。
7.5cm＜f ＜15cm
和焦距更接近 15cm 的条件，此时成倒立、缩小的实像，故 B 符合题意； C．若此时光屏上能看到清晰地像，则物距等于像距为 20cm，则焦距为 10cm，更接近 7.5cm，不符合题意； D．若此时能在光屏上看到清晰地像，则像距为 12cm，此时蜡烛应该才窗外，超出光具座 范围，故 D 不符合题意。 故选 B。
6．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
B．由图可知 u 20cm ， v 40cm ，则 f 20cm 2 f
10cm f 20cm ……① 40cm 2 f
f 20cm ……②
由①②可得透镜焦距
10cm f 20cm
故 B 正确
C．保持蜡烛和光屏不动，将透镜移动到 40cm 刻度线处，物距 u 40cm，像距为 v 60cm 40cm 20cm
2．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。
一、初中物理凸透镜成像的规律
1．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。
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 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。
5．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，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；
8．如图，小明在实验室探究凸透镜成像规律，先把凸透镜、光屏放在光具座上，发现窗外 景物在光屏上成清晰的像。于是把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，在如图的四个实验 情境中，能够在光屏上得到清晰的像是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B 【解析】 【详解】 A．把凸透镜、光屏放在光具座上，发现窗外景物在光屏上成清晰的像，说明此时的成像原 理与照相机相似，物距大于二倍焦距，像距在二倍焦距与一倍焦距之间，由图甲可得，此 时像距为 15cm，故可以得到
9．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．
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