中考物理专题13 凸透镜成像规律及其应用集中练解析版.docx

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中考物理专题13凸透镜成像规律及其应用集中练解析版

2021年中考物理查缺补漏再训练35个微专题（全国通用）

专题13凸透镜成像规律及其应用集中练（共20道题）

一、选择题

1．（2020苏州）如图所示，烛焰在光屏上刚好成清晰的像。

透镜不动，将蜡烛移至40cm刻度处，移动光屏，在光屏上能观察到（　　）

A．倒立、缩小的实像B．倒立、放大的实像

C．正立、放大的实像D．光屏上不能呈现像

【答案】D

【解析】如图，u＝50cm﹣20cm＝30cm，v＝80cm﹣50cm＝30cm，此时光屏上出现清晰的像，

u＝v＝2f＝30cm，所以f＝

＝15cm，

将蜡烛移至40cm刻度处，u'＝50cm﹣40cm＝10cm，

物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，所以光屏上不能呈现像。

2.（2020青海西宁）小明在房间里进行探究凸透镜成像特点的情景如图所示。

保持蜡烛的位置不变，只移动透镜，小明发现透镜在A、B两处时，墙壁上都能得到清晰的像，则两次所成的像（  ）

A.都是正立的

B.都是虚像

C.透镜在B处时墙上成的像较大

D.透镜在A处时墙上成的像较大

【答案】D

【解析】发现透镜在A、B两处时，墙壁上都能得到清晰的像，可知透镜在A、B两处时成的是实像。

由图可知透镜在A处时，物距小于像距，此时墙壁上成的是倒立放大的实像，物距在一倍焦距与两倍焦距之间；由图可知透镜在B处时，物距大于像距，此时墙壁上成的是倒立缩小的实像，物距在两倍焦距之外。

故ABC不符合题意，D符合题意。

3.（2021绥化模拟）在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，恰好在凸透镜后30cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像：

若将此蜡烛移至凸透镜前12cm处时，则（　　）

A.光屏上出现倒立放大

实像

B.光屏上出现倒立缩小的实像

C

无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像

D.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的实像

【答案】C

【解析】距离凸透镜30cm的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像，所以v=30cm=2f

则f=15cm

若现将物体移至透镜前12cm处时，此时物距u=12cm

则物距应小于焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，故光屏上不会出现像，故ABD不符合题意，C符合题意．

4.（2020四川绵阳）如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜焦距是10cm，蜡烛放在A处，位于C处的光屏（图中未画出）上得到了清晰的像；保持透镜位置不变，将蜡烛移到B处，移动光屏再次得到清晰的像。

关于光屏移动的方向和移动距离L屏与蜡烛移动距离L烛的大小关系，正确的是（）

A.向右移动光屏，L屏＜L烛

B.向左移动光屏，L屏＜L烛

C.向左移动光屏，L屏＞L烛

D.向右移动光屏，L屏＞L烛

【答案】A

【解析】蜡烛放在A处时物距为u=50.00cm-23.00cm=27.00cm

满足当物距大于2倍焦距时，像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小

实像，此时像距为

10.00cm

则60.00cm

即C位置在60.0cm至70.0cm之间；保持透镜位置不变，将蜡烛移到B处时物距为

u'=50.00cm-30.00cm=20.00cm

满足当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像，此时C位置在70.00cm处，应向右移动光屏；在此过程中像距一直小于物距，则光屏移动距离L屏（像距变化量）小于蜡烛移动距离L烛（物距变化量）。

5.（2021云南模拟）当蜡烛、凸透镜、光屏在如图所示的位置时，蜡烛的像在光屏上依稀可见（如图），则下列结论正确的是（）

A．物距u=15cmB．像距v=80cm

C．凸透镜焦距f一定是10cmD．凸透镜焦距f在7.5cm——15cm之间

【答案】AD

【解析】会准确观察，会读取数据。

能根据凸透镜成像的性质推出物距与焦距的关系，然后解不等式。

熟练掌握凸透镜成像规律，应用这个规律去分析解决物距与焦距的关系、像距与焦距的关系是解决类似问题的基本解题思路方法。

本题重在考查物距、像距、焦距概念以及凸透镜成像的基本规律。

同时也测试了学生的观察能力、读取数据的能力。

A.物体与凸透镜光心间的距离为物距，图中情况u=15cm。

选项A正确；

B.光屏的像到凸透镜间的距离为像距，图中情况v=30cm。

选项B错误；

C.凸透镜焦点到光心间的距离为焦距。

根据图所示情况得不出来焦距的大小。

但我们能根据凸透镜成像的规律判断其焦距的范围。

C错误；

D.由图中情景知道，蜡烛经过凸透镜作用后，在光屏上得到一个倒立的、放大的、实像。

这种情况只有f＜u＜2f时出现。

我们知道u=15cm，所以f＜15cm＜2f。

解得：

7.5cm＜f＜15cm。

所以选项D正确。

6.（2021河北模拟）凸透镜是应用最广泛的光学元件之一，如图所示，一束平行光经过凸透镜后，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑。

下列说法正确的是（）

30

40

cm

光具座

光屏

A.图中的透镜对光具有会聚作用；

B.图中的透镜焦距为11.0cm；

C.图中的透镜对光具有发散作用；

D.近视眼所佩戴的眼镜属于凸透镜。

【答案】AB

【解析】A.图中的透镜是凸透镜，凸透镜对光具有会聚作用，A正确；

B.图中的透镜焦距为11.0cm；B正确；

C.图中的透镜对光具有发散作用；C错误；

D.近视眼所佩戴的眼镜属于凹透镜，D错误。

二、填空题

7.（2020山东东营）在探究凸透镜成像规律时，兴趣小组用某凸透镜完成了一次成像，如图所示｡然后，保持蜡烛､凸透镜的位置不变，将该透镜替换为焦距为20cm的凸透镜，那么此时烛焰成的像为___（选填“虚”或“实”）像，生活中的____（选填“照相机”､“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理成像的｡

【答案】虚放大镜

【解析】将该透镜替换为焦距为20cm的凸透镜，此时物距u=50cm-35cm=15cm

所以所成的像为正立、放大的虚像，生活中的应用是放大镜。

8．（2020黑龙江龙东农垦森工）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜正对着太阳，在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为　　cm；若将一个物体放在此透镜前40cm处，可在透镜另一侧光屏上得到一个倒立　　（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像。

【答案】15；缩小。

【解析】将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。

可知蜡烛正好放在凸透镜的焦点上了，则该凸透镜焦距为15cm；

将一物体放在此透镜前40cm处，2f＜40cm，成倒立、缩小的实像。

9.（2020甘肃天水）小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜（f＝10cm）前18cm处，光屏上得到了烛焰倒立、

　　的清晰像。

然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一个远视眼镜片，由于远视眼镜片对光线有　　作用，所以光屏上烛焰的清晰像变模糊了（如图所示）．若想在光屏上重新得到清晰的烛焰像，他可将光屏　　凸透镜。

【答案】放大；会聚；靠近。

【解析】已知f＝10cm，则2f＝20cm，蜡烛在凸透镜前18cm处，处于f和2f之间，成倒立放大的实像；

远视眼镜片是凸透镜，所以远视眼镜片对光线有会聚作用；

将远视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，经过凸透镜的光线会比原来提前会聚成像，所以将光屏靠近凸透镜，才能在光屏上重新得到清晰的像。

【点评】本题主要考查了凸透镜成像规律的应用，要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系。

10．（2021牡丹江模拟）如图所示，在探究“凸透镜成像的规律”实验中，蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示，光屏上成一个清晰的像，应用这一原理可制成　　；再将蜡烛远离透镜，同时将光

屏　　（填“远离”或“靠近”）透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。

【答案】投影仪；靠近。

【解析】由图知，v＞u，所以此时在光屏上得到的是倒立、放大的实像，其应用是投影仪；再将蜡烛远离透镜，物距增大，所以像距减小，需要将光屏靠近凸透镜，才能在光屏上再次成一个清晰的像。

11.（2020新疆兵团）如图所示，在探究凸透镜成像规律时，将焦距为10cm的凸透镜A固定在光具座上50cm刻线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。

首先调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在_________高度，再将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm刻线处，移动光屏到_________cm刻线处，烛焰在光屏上成清晰的像，接着保持蜡烛的位置不变，将凸透镜A换成焦距为8cm的凸透镜B并保持位置不变，为使烛焰在光屏上成清晰的像，应将光屏向_________（填“左”或“右”）移动。

【答案】

（1）同一

（2）70（3）左

【解析】

（1）首先调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一高度上。

（2）将点燃的蜡烛放置在光具座上30cm刻线处，此时物距为20cm，等于2倍焦距，移动光屏到70cm刻线处，此时像距也是2倍焦距，烛焰在光屏上成倒立等大的实像。

（3）保持蜡烛的位置不变，换成焦距为8cm的凸透镜B并保持位置不变，此时物距大于2倍焦距，应将光屏向在左移动，使像距在1倍焦距和2倍焦距之间，可使烛焰在光屏上成倒立缩小的实像。

12.（20121上海模拟）小明在做“探究凸透镜成像规律”实验中，将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调至　　。

已知凸逶镜焦距为10厘米，现蜡烛的位置如图所示，蜡烛到凸透镜的距离为10厘米，移动光屏寻找像的位置，发现光屏上有一个倒立、　　的像（选填“放大”、“等于”或“缩小”）。

【答案】同一高度，放大。

【解析】做“探究凸透镜成像规律”实验中，将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调至同一高度，使像成在光屏的中央，如图所示，因为像距大于物距，所以凸透镜成的是倒立放大的实像。

13.（2020甘肃金昌）新冠疫情期间，不少学生用手机上网课，长时间盯着屏幕，容易导致视力下降，患上近视眼，图______（选填“甲”或“乙”）是近视眼的光路示意图，人眼的成像原理与______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）相同。

【答案】乙照相机

【解析】甲图将光线会聚在视网膜后方，因此甲图表示远视眼，乙图将光线会聚在视网膜前方，因此乙图表示近视眼。

人的眼睛成倒立、缩小的实像，人的眼睛的成像规律与照相机相同。

14.（2020江苏连云港）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题。

实验次数

物距u/cm

像距v/cm

成像性质

1

30

15

倒立缩小实像

2

20

20

倒立等大实像

3

15

倒立放大实像

（1）此凸透镜的焦距为______cm；

（2）第3次实验中像距为______cm，判断依据是_____。

【答案】

（1）10

（2）30（3）光路可逆

【解析】

（1）由表中第2次实验的数据，物距等于像距，像和物等大，可知，此时

u2=v2=2f=20cm

f=10cm

即该凸透镜的焦距为10cm。

（2）由实验第1次

u1=30cm，v1=15cm

成倒立缩小实像，由光路的可逆性可知

u3=15cm，v3=30cm

三、实验题

15.（2020黑龙江绥化）下图是“探究凸透镜成像的规律”的装置图，凸透镜的焦距是10cm。

（1）点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在______上；

（2）将实验器材按图中位置放置，光屏上烛焰的像是倒立、______的实像，应用此规律工作的是______；（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）

（3）将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，要在光屏上成清晰的像，光屏应向______凸透镜的方向移动；（填“靠近”或“远离”）

（4）实验中，不小心用指尖触摸到了凸透镜，这时光屏上的像______。

（填“变暗”“无变化”或“变残缺”）

【答案】

（1）同一高度或同一水平直线或凸透镜的主光轴

（2）放大投影仪（3）靠近（4）变暗

【解析】

（1）为了使像成在光屏的中央，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在同一高度。

（2）由图可知，此时的物距为15cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，光屏上成倒立、放大的实像，投影仪应用此原理制成的。

（3）将图中的凸透镜换成焦距是8cm的凸透镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，相当于增大了物距，凸透镜成实像，物远像近像变小，要在光屏上成清晰的像，需要减小像距，即光屏应向靠近凸透镜的方向移动。

（4）不小心用手指指尖触摸了凸透镜，由于凸透镜的其他部分仍能会聚光线而成像，所以光屏上呈现的仍然是烛焰完整的像；因为此时凸透镜会聚光线的数量减少，所以此时的像比手指指尖触摸前的像要暗一些。

16．（2021天津模拟）小王用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律．实验桌上现有A、B两个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为50cm，凸透镜B的焦距为10cm．光具座上标尺的刻度范围如图所示．

①小王想探究凸透镜成像的规律，应选用（选填“A”或“B”）凸透镜．

②实验时首先要使烛焰的中心、凸透镜和光屏的中心大致在．

③小王在图13的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如右表所示．

实验

次序

物体到凸透镜

的距离u/cm

光屏上像到凸透

镜的距离v/cm

光屏上像

的大小

1

60

12

缩小

2

30

15

缩小

3

20

20

等大

4

15

30

放大

5

12

60

放大

分析实验数据可知：

从实验序号可以看出，当成实像时，物体到凸透镜的距离越短，光屏上像的大小就越大；同一凸透镜，成实像时，像距v随物距u的增大而；当物距等于焦距时，凸透镜成等大的实像．

④有些同学认为小王的实验过程不够全面，提出了多种看法．其中甲同学认为他只记录了像的大小，没有记录像的正倒，所以他的记录不够全面；乙同学认为他只通过一块凸透镜成像的情况，要得出凸透镜的成像规律，欠普遍性；丙同学认为他只研究凸透镜成实像的情况，没有研究凸透镜成虚像的情况，欠完整．你认为这些看法正确的是（可填“甲”、“乙”、“丙”）．

【答案】

（1）B；

（2）同一高度；（3）2、3、4（或1、3、4或1、3、5或2、3、5）（说明：

必须写三组数据，但如1与2或4、与5写入则不得分）；减小；两倍（4）甲、乙、丙。

（说明：

错选、漏选均不得分）

【解析】①凸透镜A的焦距为50cm，若用A探究凸透镜成像规律，凸透镜位于光具座的中点位置，物距最大大于焦距，无法完成实验，所以只能选B凸透镜；

②实验时首先要使烛焰的中心、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，使像成在光屏的中央；

③从实验序号2、3、4（或1、3、4或1、3、5或2、3、5）可以看出，当成实像时，物体到凸透镜的距离越短，光屏上像的大小就越大；同一凸透镜，成实像时，像距v随物距u的增大而减小；当物距等于两倍焦距时，凸透镜成等大的实像；

④小王的实验过程不够全面，只记录了像的大小，没有记录像的正倒；只通过一块凸透镜探究成像的情况，结论没有普遍意义；也没有研究成虚像的情况。

因此甲、乙、丙三位同学的看法都正确。

17.（2021大连模拟）如图所示，小明和实验小组同学利用透镜、光屏、蜡烛等实验器材探究凸透镜成像的规律。

实验数据记录如下：

物距u/cm

像距v/cm

像的性质

缩放

正倒

虚实

35

14

缩小

倒立

实像

25

17

缩小

倒立

实像

20

20

等大

倒立

实像

16

25

放大

倒立

实像

5

﹣

放大

正立

虚像

根据以上实验回答下列问题：

（1）在实验过程中，要使透镜中心、烛焰和光屏中心大致在　　；

（2）由实验数据可判断，该透镜的焦距约为　　cm；

（3）分析实验数据可知，凸透镜成实像时，随着物距的减小，像逐渐　　（选填“变大”或“变小”或“不变”），像距逐渐增大；

（4）如果用该实验中的透镜来矫正视力，可以制成　　（选填“近视”或“远视”）眼镜。

【答案】

（1）同一高度；

（2）10；（3）变大；（4）远视。

【解析】

（1）使光具座上的蜡焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，可使像成在光屏中央；

（2）由实验数据可判断，u＝v＝2f＝20cm，成倒立、等大的实像，所以凸透镜的焦距是：

f＝10cm；

（3）分析实验数据可知，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大，随着物距的减小，像逐渐变大，像距逐渐增大；

（4）物距减小，像距增大，像变大，用该实验中的透镜来矫正视力，说明对光线起了会聚作用，则为凸透镜，可以制成远视眼镜。

18.（2020甘肃金昌）吴江小组进行“探究凸透镜成像规律”实验，如图所示，实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、一个凸透镜、平行光光源（接通电源后可发出平行光）、光具座等器材，他们进行了如下操作并得出了相关结论。

（1）如图甲所示，让平行光光源正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离。

直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距是______

；

（2）将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在______；

（3）吴江小组按照实验步骤做了四次实验，如图乙所示是第一次实验中蜡烛、透镜和光屏的位置。

实验序号

物距

像距

像的性质

1

40

13

△

2

20

20

倒立、等大的实像

3

13

40

倒立、放大的实像

4

6

无

正立、放大的虚像

①吴江小组忘了记录第1次像的性质，表格中标有“△”的位置像的性质是______；

②当烛焰从远处靠近透镜时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应______透镜（选填“远离”或“靠近”）；

③第4次实验中，光屏上接收不到像；在透镜的右侧观察，看到的像在透镜的______侧（选填“左”或“右”）。

【答案】

（1）10.0cm

（2）同一高度（3）倒立缩小的实像远离左

【解析】

（1）由图可知，凸透镜在50.0cm处，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点，此时光屏在60.0cm处，则凸透镜的焦距为10.0cm。

（2）为了使像成在光屏中央应使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度。

（3）①第1次实验物距40cm大于二倍焦距由凸透镜成像规律可知，此时成倒立缩小的实像。

②成实像像时，烛焰从远处靠近透镜时，即物距减小时，像距增大，光屏应远离透镜。

③第4次实验中，物体在一倍焦距以内，成正立放大的虚像。

所以在透镜的右侧观察，看到的像在透镜的左侧。

19.（2020辽宁盘锦）小明对如图甲所示的投影仪产生了兴趣，了解到投影仪主要由一个镜头（相当于一个凸透镜）和靠近镜头的液晶元件（相当于投影片）组成。

于是利用蜡烛（S为烛焰中心）、焦距f=10cm的凸透镜和光屏等器材，探究屏幕上成放大像时物距应满足的条件。

（1）正确安装和调整器材后，保持透镜位置不动，将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动，同时移动光屏，光屏上一直出现的是______（填“光斑”或“像”）。

（2）请在图乙中画出光线SP经过透镜后的折射光线______。

（3）继续将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动，同时移动光屏发现

①光屏上烛焰的像______（填“变大”、“变小”或“不变”）。

②从30cm刻度线处开始，光屏上不再出现放大的像。

（4）通过实验得出，屏幕上成放大的像时，物距u应满足______（填“u2f”）。

【答案】

（1）光班

（2）

（3）变小（4）f

【解析】

（1）将蜡烛从贴近透镜的位置向焦点移动，由于物距小于焦距，光屏上不成像，一直出现的是光班。

（2）由图乙可知，物距为u=50cm-40cm=10cm

物距等于焦距，SP是从焦点出发的光线，经过凸透镜折射后平行于主光轴，如图所示：

（3）①将蜡烛从焦点位置向远离透镜的方向移动，成实像，物远像近像变小，光屏上烛焰的像变小。

③由实验现象可知，当f

20.（2021成都模拟）某小组同学在“探究凸透镜成像规律”实验中，得到凸透镜成实像的初步规律后，为了进一步研究凸透镜成实像时，像的大小与物距u、像距v之间的关系，他们计算了像与物体的距离l，并将相关数据记录在下表中。

实验序号

物距u

（厘米）

像距v

（厘米）

像高h像

（厘米）

像与物体的大小比较

物像之间距离l（厘米）

1

48.0

9.6

0.6

缩小

57.6

2

28.0

11.2

1.2

39.2

3

16.0

14.4

2.4

32.4

4

13.0

20.8

4.8

放大

33.8

5

12.0

24.0

6.0

36.0

6

10.0

40.0

12.0

50.0

①根据实验序号1～6的数据，分析比较像距v、像高h像随物距u的变化情况，可得出的初步结论是：

同一凸透镜成实像时，物距u变小，_。

②根据实验序号1～6的数据，分析比较像与物体的距离l随物距u的变化情况，可得出的初步结论是：

（a）同一凸透镜成缩小的实像时，_______；

（b）同一凸透镜成放大的实像时，_______。

③请根据表中信息判断：

当像与物体的距离l为35厘米时，像高h像的范围。

__________

【答案】①像距v变大、像高h像变大。

②（a）物距u变小，像与物体的距离l变小；（b）物距u变小，像与物体的距离l变大。

③成缩小实像时，h像的范围为1.2厘米～2.4厘米；成放大实像时，h像的范围为4.8厘米～6.0厘米。

【解析】分析：

（1）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。

（2）逐一分析实验数据，在分析表格中数据时，要注意分析物距的变化、像与物体的距离l的变化；（3）根据物像距离l＝35厘米，结合表中像的高度即可得出结论。

（1）根据实验序号1﹣6的数据可以看出，物距在不断减小，像距却不断增大，像在不断增大，故可得出结论：

凸透镜成像时，同一凸透镜成像时，物距u变小，像距v增大，像高h像也增大。

（2）（a）根据实验序号1、2、3的数据知：

同一凸透镜成缩小的实像时，物距u减小，像与物体的距离l也减小；（b）根据实验序号4、5、6的数据知：

同一凸透镜成放大的实像时，物距u减小，像与物体的距离l增大；（3）在1、2、3中，成缩小的像，当L为32.4cm时，像高度为2.4cm，当l为39.2cm时，像高度为1.2cm，物像距离l＝35厘米，则像高h的范围为1.2cm～2.4cm。

在4、5、6中，成放大的像，当l为33.8cm时，像高度为4.8cm，当l为36.2cm时，像高度为6.0cm，物像距离l＝35厘米，则像高h的范围为4.8cm～6.0cm。