中考物理凸透镜成像的规律综合练习题.docx
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中考物理凸透镜成像的规律综合练习题
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.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。
2.物体放在凸透镜的主光轴上,在距透镜40cm处的光屏上得到一个倒立、放大的像,则该透镜的焦距可能是
A.40cmB.30cmC.20cmD.10cm
【答案】D
【解析】
在凸透镜成像时,得到的实像都可以用光屏承接,所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像;即2f>U>f,v>2f;
而透镜到光屏的距离为像距,即v=40cm,所以,40cm>2f,解得:
20cm>f,只有D选项符合条件.故选D.
思路分析:
在凸透镜成像时,得到的实像都可以用光屏承接,而虚像则不可以,所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像.而凸透镜成倒立、放大的实像时,此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距,像距大于2倍焦距,从而可以计算出该透镜的焦距.
试题点评:
本题通过凸透镜成像情况,根据物距和焦距、像距和焦距的关系解不等式确定凸透镜的焦距范围.因此解答此题要求学生应具备一定的学科综合能力.需要注意的是透镜到光屏的距离为像距.
3.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.
4.近视的人,戴上近视眼镜,从适当的角度仔细观察镜面,可以看到放大了的自己的眼睛、睫毛和汗毛孔等,这是()
A.凹透镜成的像B.凸透镜成的像
C.凹面镜成的像D.凸面镜成的像
【答案】C
【解析】
【详解】
AB.眼睛和睫毛都在镜子的同侧,所以看到的像应该是面镜形成的,凸透镜和凹透镜都不符合题意.
C.凹透镜由于中间薄,边缘厚,在眼睛一侧镜面相当于一个凹面镜,当物距小于焦距时成正立、放大的虚像.符合题意.
D.凸面镜成正立、缩小的虚像.不符合题意.
5.凸透镜成像实验中,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰放大的像,则下面说法正确的是
A.将物体靠近透镜后,无论如何移动光屏,光屏上都不能呈现物体的像,则一定成虚像
B.保持透镜位置不变,将物体和光屏位置互换,一定可以在光屏上得到清晰缩小的像
C.如果物体靠近透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏必须远离透镜且光屏移动距离小于物体移动距离
D.将透镜遮挡一部分,则一定不能成完整的像
【答案】B
【解析】
【详解】
A.由题意可知,移动物体到某位置时,能在光屏上成清晰放大的像,说明此时
,
;将物体靠近透镜后,只要物距仍在
这个范围,此时只需要把光屏远离凸透镜,还可以成放大的实像;故A项错误;
B.保持透镜位置不变,将物体和光屏位置互换后,此时
,
,故此一定可以在光屏上得到清晰缩小的像;故B项正确;
C.物体靠近透镜即物距减小,像距增大,光屏应远离透镜,当
时光屏移动距离小于物体移动距离,当
时光屏移动距离大于物体移动距离,故C项错误;
D.凸透镜成实像时,所有透过透镜的光会聚到光屏上成像,当将透镜的下半部分挡住后,整个物体发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此,像与原来相同,仍然完整;由于透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱,像会变暗。
故D项错误;
6.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
大于像距
,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
小于像距
,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
会变小,像距
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。
7.有一个点光源放在凸透镜的正前方.当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,如图所示.则()
A.凸透镜应放在C点右侧
B.凸透镜应放在B、C点之间
C.凸透镜应放在A、B点之间
D.凸透镜应放在A点左侧
【答案】D
【解析】
【分析】
解答此题要明确以下知识点:
凸透镜如果成像在同一侧的话应该是成虚像,并且像距大于物距。
【详解】
AB.凸透镜成实像时,物与像在异侧,且物近像远像变大.如果凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧,而不是右侧的B,故选项AB均错误;
C.当光源在A点时,像在透镜另一侧,说明成实像,那么像距应在一倍焦距外,这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像,(也就是A的一侧)而不是成像在C点.故选项C错误;
D.如果凸透镜放在A点左侧,那么当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,成像都是虚像.故选项D正确.
故选D.
8.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,
,此时凸透镜成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距:
.
(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.
9.如图所示,OO'为凸透镜的主光轴,将点光源放在A点时,像在B点;将点光源放在B点时,像在C点。
当将点光源放在C点时,则()
A.一定在B点成一个实像B.一定在A点的左侧成一个虚像
C.可能在B、C之间成一个实像D.可能在C点的右侧成一个虚像
【答案】D
【解析】
如果凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧,而不是右侧的B,所以不可能;当光源在A点时,像在透镜另一侧,说明成实像,那么像距应在一倍焦距外,这样当点光源在B点时就也会在相对于B的另一侧成实像,(也就是A的一侧)而不是成像在C点.所以透镜不可能在AB和BC之间.如果凸透镜放在A点左侧,那么当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,成像都是虚像.故此时凸透镜只能放在A点的左侧;所以该情况下有如下几种可能,即若C点在透镜的1倍焦距以外,像应成在透镜左侧的1倍焦距以外;另一种可能是,若C点还在透镜的1倍焦距以内,即此时所成的像应在C点的右侧.故分析四个选项,只有D是正确的.
故选D.
10.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
;又因为
,所以
,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18cm,由
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;
11.小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中,将凸透镜A固定在光具座上35cm处,移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像,如图甲所示。
接着,他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变,移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。
则下列说法中正确的是( )
A.照相机的物镜成像原理与图甲相同B.放大镜的物镜成像原理与图乙相同
C.凸透镜A的焦距大于凸透镜B的焦距D.凸透镜B的焦距大于凸透镜A的焦距
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图甲可知,光屏上呈现倒立缩小的实像,所以照相机的物镜成像原理与图甲相同,故A正确;
B.由乙图可知,此时成倒立、放大的实像,所以放大镜的物镜成像原理与图乙不相同,故B错误;
CD.由甲图可知,物距
此时成倒立、缩小的实像,所以物距大于两倍焦距,所以
得
由乙图可知,物距仍为30cm,此时成倒立、放大的实像,所以物距处于f和2f之间,即
可得
所以A的焦距小于B的焦距;故C错误,D正确。
故选AD。
12.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.
13.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 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. 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 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.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 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 , 即 , 可得 , 则 透镜的焦距满足 ,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。 16.在做“凸透镜成像”实验时,将点燃的蜡烛放在凸透镜前20cm处,在透镜另一侧的光屏上观察到缩小的像.接着又把点燃的蜡烛置于原来的光屏处,则所成像的性质是 A.倒立等大的实像B.正立放大的虚像C.倒立放大的实像D.倒立缩小的实像 【答案】C 【解析】 当蜡烛放在凸透镜前20cm处时,光屏上成缩小的像,所以u>2f,此时f<v<2f; 若把蜡烛放在光屏的位置,则f<u<2f,所以会成放大、倒立的实像. 故选C. 【点睛】本题是关于凸透镜成像的题目,解答此题的关键是要掌握凸透镜的成像规律;凸透镜成倒立缩小实像的条件是: 物距大于两倍焦距,像在一倍到两倍焦距之间;若把蜡烛放在光屏的位置,物距就在一倍到两倍焦距之间,根据凸透镜的成像规律来分析解答. 17.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰的像,则下列说法正确的是 A.凸透镜的焦距可能是12cm B.照相机利用了这种成像特点 C.若在透镜和蜡烛之间放一片近视镜,光屏适当左移可再次出现清晰的像 D.蜡烛和光屏不动,透镜向光屏适当移动可再次出现清晰的像 【答案】AD 【解析】 【详解】 A、由图可知,像距大于物距,此时凸透镜成倒立放大的实像,物距u=20cm,f2f,即30cm>2f,解得10cm B、此时凸透镜成倒立放大的实像,照相机利用凸透镜成倒立缩小实像的原理制成;故B错误; C、若在透镜和蜡烛之间放一近视镜片,近视镜片是凹透镜,对光线有发散作用,折射光线延迟会聚,光屏要适当右移可再次出现清晰的像;故C错误; D、蜡烛和光屏不动,透镜向光屏适当移动,当物距、像距与上次正好颠倒时,根据光路可逆的特点知,可再次出现清晰的像,故D正确。 18.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 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 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 f cm,此时 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 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; CD.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。 19.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 C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到 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.由图可知,当物距小于像距时,光屏上成倒立、放大的实像,故A正确; B.由图可知 , ,则 ……① ……② 由①②可得透镜焦距 故B正确 C.保持蜡烛和光屏不动,将透镜移动到 刻度线处,物距 ,像距为 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。 20.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 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 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.
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