物理凸透镜成像的规律的专项培优练习题含答案附答案.docx
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物理凸透镜成像的规律的专项培优练习题含答案附答案.docx
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物理凸透镜成像的规律的专项培优练习题含答案附答案
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.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
,因为
,所以
,可解得
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
,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。
2.当物体距凸透镜8厘米时,在透镜的另一侧光屏上成一个清晰放大的像,若是将凸透镜向光屏方向移动2厘米,则在光屏上又成一个清晰像,那么这透镜的焦距f为
A.2厘米<f<4厘米B.4厘米<f<5厘米
C.5厘米<f<8厘米D.无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
物体离凸透镜8cm时,在透镜的另一侧得到一个倒立的、放大的实像,2f>u>f,所以,f
8cm
f,即4cm
f
8cm−−−−−①;由“保持物体与光屏的位置不变,把凸透镜向光屏方向移动2cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像”,可知u=10cm>2f,即f<5cm−−−−②,综上所述,由①②可4cm 故选B. 3.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 , ,成倒立、缩小的实像,即 ;由题意可以知道物距 ,像距 ,这种情况是成倒立、缩小的实像,即 化简可得 所以凸透镜的焦距不可能是18cm;当物体远离凸透镜10cm,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10cm,物距 ,那么 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 ,光屏应远离透镜10cm;故选D。 4.城市的很多街口都安装了360°高清晰摄像头,由公安局实施24小时监控,来保护人民的安全,摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示,某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是() A.不管该人走近还是走远,所成的像都是正立缩小的实像 B.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在a点 C.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在c点 D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在b点 【答案】D 【解析】 【详解】 A.该人走近还是走远时,所成的像是倒立的实像,不是正立的,A错误; B.如果该人远离镜头,那么物距变大,像距变小,像更靠近焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变大,焦点不可能在a点,B错误; CD.如果该人靠近镜头,那么物距变小,像距变大,像更远离焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变小,焦点不可能在c点,可能变在b点,C错误、D正确. 5.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。 6.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. 7.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. 8.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<6cmB.6cm<f<18cm C.9cm<f<12cmD.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. 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=15cm,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,纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,蜡烛放在纸筒前,此时光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,同时移动光屏,到某一位置时光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】 三棱镜具有偏折光的能力,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在b、c两处放置的三棱镜的方式应该是凸透镜的形状(中间厚,边缘薄),故BCD项不符合题意,A项符合题意。 11.如图是用手机、凸透镜和纸盒制成的简易“投影仪”,它能将手机画面放大投射到墙上,下列说法正确的是() A.若透镜表面有一只小虫,墙上能看到小虫的像 B.眼睛贴近透镜向纸盒里面看,能看到手机画面放大的像 C.要使墙上的像变大一些,应将手机靠近透镜,同时使透镜离墙远一些 D.要使看到的像更清楚,应将手机屏幕调亮一些,使周围的环境暗一些 【答案】CD 【解析】 【分析】 本题考查凸透镜的成像规律。 【详解】 A.投影仪的成像条件是物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,而小虫在透镜表面,意味着物距小于一倍焦距,则不能在墙上成像,故A错误; B.投影仪所成的像与透镜的距离较大,若眼睛贴近透镜,则无法观察到清晰的像,故B错误; C.根据凸透镜的成像规律: 物近像远像变大,将手机靠近透镜相当于将物体靠近透镜,那么像会变大,且像距变远,所以应将透镜离墙远一些,故C正确; D.将手机屏幕调亮,是让物体本身光线更强,成像更清晰,而环境暗一些可避免环境光线对成像的影响,故D正确。 故选CD。 12.如图所示,AC为入射光线,CB为折射光线,且AO A.f=10cmB.f=5cm C.f=8cmD.f=12cm 【答案】C 【解析】 【详解】 由于AC为入射光线,CB为折射光线,且AO f 已知AO=10m,则 f<10m<2f 解得 5m 故选C。 13.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下: 透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。 由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】 在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距u相等,甲透镜成放大、倒立的实像,说明 ,所以 ;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明 ,所以 ;丙透镜成放大、正立的虚像,说明 ;所以, 。 故选B。 14.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。 15.某物理兴趣小组在研究凸透镜成像实验时,如图所示,当蜡烛距透镜10cm时,在另一侧距凸透镜6cm处的光屏上得到一个清晰的像,下列说法正确的是( ) A.像一定是倒立缩小的实像 B.该凸透镜的焦距可能为6cm C.当蜡烛向凸透镜靠近时,像一定会变小 D.当蜡烛到透镜的距离是4cm时,无论怎样移动光屏都不可能得到烛焰的像 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 A.由题意可知,物体经凸透镜后成的是实像。 物距为10cm,像距为6cm,物距大于像距,此时物体在二倍焦距以外,成的是倒立、缩小的实像,故A正确; B.根据凸透镜成像的规律可知 10cm>2f f<5cm① 此时像成在一倍焦距和二倍焦距之间,即 f<6cm<2f 3cm<f<6cm② 综合①②得 3cm<f<5cm 故B错误; C.凸透镜成实像时,物近像远像变大,当蜡烛向凸透镜靠近时,像一定会变大,故C错误; D.当蜡烛到透镜的距离是4cm时,如果 3cm<f<4cm 物体在一倍焦距和二倍焦距之间,可以在光屏上成倒立、放大的实像,故D错误。 故选A。 16.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 凸透镜的焦距是 ,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。 17.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。 18.如图所示,为凸透镜成像的另一拓展规律在照相问题中的运用。 即用可变焦距的光学照相机把远处的景物“拉近”进行拍摄,就是说,虽然被拍摄的照相机镜头之间的距离基本不变,但仍可以使底片上所成的像变大。 关于这个过程,下列说法中正确的是() A.焦距变大,像距也变大 B.焦距变小,像距也变小 C.焦距变大,像距变小 D.焦距变小,像距变大 故【答案】A 【解析】变焦的照相机,当照相机的焦距增大时,虽然物距基本不变,但是由于照相机的焦距变大,物距相对减小,根据物距和像距的变化关系可知: 当物距相对减小时,像距也变大,像也变大. 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 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 20.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;
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