物理凸透镜成像的规律的专项培优 易错 难题练习题(含答案)含答案

一、初中物理凸透镜成像的规律

1．小明用放大镜看自己的指纹，如图所示。随后小明拿着同一个放大镜看窗外的物体，并且离窗外的物体越来越远，如图所示。以下说法正确的是（ ）

A．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的实像

B．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是倒立、放大的虚像

C．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像越来越小

D．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，看到的是像虚像

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

AB．小明用放大镜看自己的指纹，看到的是正立、放大的虚像，不是实像，也不是倒立的，A、B错误；

CD．小明拿同一个放大镜看窗外的物体，离窗外的物体越来越远时，根据凸透镜的动态成像规律可知，物体到凸透镜的距离越大时，像到凸透镜的距离越小，所成的像是越来越小的，并且是实像；C正确、D错误。

故选C。

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．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．某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，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=20cm时成放大的像．投影仪就是根据这一原理制成的

D．当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像 【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A. 根据凸透镜成像的规律，在物体等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距，此时成倒立等大的实像，如图，物距为16cm时，像距也为16cm，即都等于二倍焦距，所以该凸透镜的焦距是8cm，故A错误；

B. 由图可知，把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，即物距增大时，像距变小，像会逐渐变小，故B正确；

C. 当20cmu时，大于二倍焦距，成缩小的像，投影仪根据凸透镜成放大的实像原理制成，故C错误；

D. 当12cmu时，即物距处于一倍到二倍焦距之间，成倒立放大的实像，故D错误．

故选B．

【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．

6．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。

7．在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜左侧某一位置，把光屏放在凸透镜的右侧，然后移动光屏，恰好在凸透镜右侧26cm处的光屏上出现一个倒立缩小的像，则（ ） A．焦距可能是8cm

B．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时，将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大实像

C．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中，像的大小会变小

D．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后把凸透镜往右移动2f，所成的像也会往右移动，且移动距离小于2f

【答案】C

【解析】

【详解】

A．根据凸透镜的成像规律可知，在光屏上出现一个倒立缩小的像，那么像距符合关系式2fvf，因为26cmv，所以26cm2ff，可解得

13cm26cmf

所以焦距不可能是8cm，A项不合题意；

B．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时，由于13cm26cmf，这时物距小于一倍焦距，在凸透镜的右侧是不能成像的，B项不合题意；

C．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后将蜡烛逐渐靠近凸透镜的过程中，根据凸透镜的动态成像规律可知，像的大小会变小，选项C符合题意；

D．若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处，然后把凸透镜往右移动2f，这个过程分两个阶段，物距还在小于一倍焦距时，所成的虚像往左移动到无穷远处，当物距大于一倍焦距后，会成实像，所成的实像会从右端无穷远处往左移动，D项不合题意。

8．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、光屏和凸透镜的位置及它们之问的距离如图所示时，在光屏上得到烛焰清晰的像，下列说法正确的是

A．此时光屏上的像跟投影仪的成像原理相似

B．用白纸遮住凸透镜的上半部分，光屏上像变为原来一半

C．此凸透镜的焦距范围是f＞15cm

D．将凸透镜换为焦距更小的凸透镜后，为了在光屏上得到清晰的像，应将光屏靠近凸透镜

【答案】D

【解析】

【分析】

（1）凸透镜成像时，u2＞f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机．

（2）物体由无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像．所以遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像． （3）由图知，凸透镜成的是缩小倒立的像，应有物距u＞2f，像距v：f＜v＜2f，求解不等式即可．

（4）凸透镜成实像时，遵循物远像近像变小的特点．

【详解】

A、由图可知，物距大于像距，在光屏上得到倒立、缩小的实像，蜡烛应该在距凸透镜的二倍焦距以外，此原理应用于照相机，故A错误；

B、用白纸遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小和形状不发生变化，因此光屏上所成的像仍然是完整的，会聚成的像变暗．故B错误；

C、凸透镜成倒立缩小的像，应有：(50cm-20cm)>2f；f<(70cm-50cm)<2f，解得此凸透镜的焦距范围是：10cm＜f＜15cm，故C错误；

D、将凸透镜换为焦距更小的凸透镜后，对光线的折射能力变强，成像会提前，即像距变小，为了在光屏上得到清晰的像，应该将光屏靠近凸透镜，故D正确．

故选D．

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；