物理 凸透镜成像的规律的专项 培优 易错 难题练习题及答案解析.docx
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物理凸透镜成像的规律的专项培优易错难题练习题及答案解析
一、初中物理凸透镜成像的规律
1.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。
2.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是()
A.利用了这一原理制成了照相机
B.若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
D.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像
【答案】C
【解析】
【详解】
A.从图中可以看到,蜡烛物距
,像距
,可知
,而照相机的是
,A错误;
B.根据凸透镜成像的规律可知,若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,像是逐渐变小的,B错误;
C.若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路的可逆性,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像,C正确;
D.由题意可知
,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45cm刻度线处,此时
,
,会成正立放大的虚像,适当移动光屏是不能得到清晰的像,D错误.
3.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;
4.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.则下列相关说法正确的是( )
①光屏上成倒立、放大的实像
②照相机是利用这一成像原理工作的
③该透镜的焦距f一定满足8cm<f<15cm
④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜
A.只有①和③B.只有②和④C.只有②和③D.只有①和④
【答案】C
【解析】
根据凸透镜成像的规律分析:
①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,即物距大于像距,所以成倒立缩小的实像,故①错误;
②照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的,故②正确;
③凸透镜成倒立缩小的实像时,物距大于二倍焦距,即
,得:
;
像距为一倍到二倍焦距之间,即
,得:
,
;
综合以上条件得:
,故③正确;
④将近视镜片,即凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于凹透镜对光线有发散作用,所以像将远离凸透镜,所以要使光屏上出现清晰的像,光屏应远离透镜,故④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.
5.用照相机拍摄水池底部的物体时,若保持照相机的位置不变,比较池中有水和无水两种情况(假设两种情况下,人眼看到的物体等大),则有水时()
A.暗箱应略短一些,得到的像会略大些B.暗箱应略长一些,得到的像会略大些
C.暗箱应略短一些,得到的像会略小些D.暗箱应略长一些,得到的像会略小些
【答案】B
【解析】
【详解】
照相机是利用凸透镜成像原理工作的。
当无水时物体在光屏(暗箱)上形成一个倒立、缩小的实像,当有水时,由于光的折射,物体感觉变浅,相当于靠近凸透镜,根据“物近像远像变大”原则,在暗箱上得到的像会比原来的像略大一些。
故B正确。
6.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.
7.某同学将物体放在凸透镜前不同位置,依次得到倒立的放大的像和倒立的缩小的像,测得像距分别为26厘米和16厘米,则该透镜的焦距f为()
A.6厘米 C.13厘米 【答案】B 【解析】 【详解】 根据题意,当凸透镜成倒立放大的像时,像位于二倍焦距以外,即 ,代入数据得: 解得: 当凸透镜成倒立,缩小的像时,像位于一倍焦距和二倍焦距之间,即 ,代入数据得: 解得: 所以 故选B。 8.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; 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,竖直放置的不透光物体(足够大)中紧密嵌有一凸透镜,透镜左侧两倍焦距处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN,镜面与凸透镜的主光轴垂直,B、N两点都在主光轴上,AB与MN高度相等,且与透镜上半部分等高.遮住透镜的下半部分,则该光具组中,物体AB的成像情况是() A.两个实像,一个虚像B.一个实像,两个虚像 C.只有一个虚像D.只有一个实像 【答案】D 【解析】 【详解】 ①按题意,AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像. ②由于成像后的光线是射向右下方的,所以不能在平面镜上成像(平面镜只在主光轴的上方),所以只能成一个实像. ③如果平面镜足够大,则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像”又会在平面镜上成一个等大的虚像,平面像反射后的光线又会经凸透镜成一个缩小的倒立的实像(成在凸透镜左侧f与2f之间.此时相当于物距为4f.当然,也要满足凸透镜是足够大了才有此种情况). 故选D. 【点睛】 此题主要考查凸透镜成像规律及其应用,此题的突破点是,AB只有在主光轴上的那点折射后入MN,其它均没有,故只有一个实像. 11.在探究凸透镜成像规律"的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。 实验前,让一束平行光射向凸透镜,如图乙所示,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点。 实验中,学生多次移动蜡烛和光屏的位置进行实验探究。 探究完成后,小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,且较靠近凸透镜,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到烛焰清晰的像。 下列有关说法中正确的是() A.该凸透镜的焦距为60cm B.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动 C.当学生把蜡烛移动到80cm刻度处,再移动光屏,会成一个倒立、缩小的实像 D.小明拿来的眼镜是近视镜 【答案】BCD 【解析】 【详解】 A.由焦距的概念可知, 所以该凸透镜的焦距为10cm,A错误; B.凸透镜在光屏上成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,B正确; C.由甲图知,80cm刻度处到凸透镜的距离为 所以 因此在光屏上成一个倒立、缩小的实像,C正确; D.只将光屏远离凸透镜到适当的位置又在光屏上得到蜡烛清晰的像,说明物距不变,像距增大了,也就是眼镜对光具有发散作用,因此小明的眼镜是凹透镜,凹透镜用来矫正近视眼也叫近视镜,D正确。 故选BCD。 12.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。 13.如图所示,在“用‘凸透镜’观察周围的景物”活动中,小科将印有绿色环保标志“ ”的纸固定在墙上,再将一只装有水的圆柱形玻璃杯移到标志的正前方,然后改变破璃杯与标志之间的距离。 小科站立时透过玻璃杯和水观察。 下列图象中,不可能看到的是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.因为装有水的圆柱形玻璃杯,中间厚边缘薄,相当于柱形凸透镜,所以成像时左右颠倒,上下不变。 当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,即左右变大,上下不变,故A可能出现,不符合题意; B.当物距大于焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,即左右颠倒变大,上下不变,故B可能出现,不符合题意; C.柱形凸透镜成像时左右颠倒,上下不变,不可能出现左右和上下都颠倒的像,故C不可能出现,C符合题意; D.当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,左右颠倒变小,上下不变,故D可能出现,不符合题意。 故选C。 14.如图为一束入射光线经凸透镜折射后的光路,且 ,若 ,该凸透镜的焦距可能是() A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 根据题意AO<OB可知,A点成像在B点,像距大于物距,满足f<u<2f,成倒立、放大的实像。 因为AO=10cm,则 f<10cm<2f 即 5cm<f<10cm 故选C。 15.如图所示,白板上画有两个黑色箭头(图甲),用玻璃杯装半杯水放在白板前(图乙),人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化,下列判断正确的是( ) A.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜 B.下方箭头是凸透镜形成的虚像 C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机 D.把玻璃杯移得离白板更远一点,观察到下方的箭头比移动前变得更大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.玻璃杯下半部分的中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,故A错误; B.据图能看出,此时成一个倒立、缩小的实像,故B错误; C.据B可知,成倒立、缩小的实像,所以此时相当于物体处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的,故C正确; D.凸透镜成实像时,增大物距,像距缩短,像变小;把玻璃杯移得离白板更远一点,即增大物距,观察到下方的箭头比移动前变得更小,故D错误。 故选C。 16.某同学在探究凸透镜成像的规律时,在光屏上得到了一个清晰的烛焰的像(如图所示),为使光屏上清晰的像变大些,下列调节方法可行的是 A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜 B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜 C.将透镜适当靠近蜡烛 D.将透镜适当靠近光屏 【答案】BC 【解析】 根据凸透镜成实像的规律,要使成像大些,应该减小物距,增大像距,则像变大; A.将蜡烛适当远离透镜,光屏适当靠近透镜,是增大了物距,减小了像距,像会变小,故A错误; B.将蜡烛适当靠近透镜,光屏适当远离透镜,即减小物距,增大像距,则像变大,故B正确; C.将透镜适当靠近蜡烛,此时物距减小,像距增大,像会变大,故C正确; D.将透镜适当靠近光屏,此时物距增大,像距减小,像会变小,故D错误; 故选BC. 点睛: 要掌握凸透镜成实像时物距和像距变化的特点,当物距增大时,像距减小,像也会变小(反之像变大),这里的像变小,是与之前比变小,要比较像与物体的大小,要看像距和物距的比较,像距大于物距,像就放大. 17.小蕊做“研究远视眼的矫正”实验时,她把凸透镜看作眼晴的晶状体,光屏看作眼睛的视网膜,烛焰看作眼睛观察的物体.她拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,如图所示.若拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊.下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是 A.将光屏适当靠近凸透镜B.将蜡烛适当靠近凸透镜 C.将光屏适当远离凸透镜D.将蜡烛适当远离凸透镜 【答案】CD 【解析】 【详解】 远视眼镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,拿一个远视眼镜放在凸透镜前,光屏上出现烛焰清晰的像,而蜡烛烛焰的像实际上在光屏后;拿走远视镜则烛焰的像变得模糊,原因是烛焰清晰的像在光屏的后面; AB.将光屏适当靠近凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜,所成的像会更加模糊,故AB不符合题意; CD.可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛与凸透镜的距离,使得光屏上呈现一个清晰的像的目的,故CD符合题意。 18.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 19.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。 20.某同学在做凸透镜成像实验时,当物距u=30厘米,像距v=20厘米时,光屏上呈现烛焰清晰的像。 若烛焰移到离凸透镜12厘米处,所成的像一定是 A.倒立的B.正立的C.放大的D.缩小的 【答案】C 【解析】 【详解】 当物距u=30cm,像距v=20cm时,光屏上呈现烛焰清晰的像,所以 , , 所以凸透镜的焦距为: 。 若将烛焰置于距凸透镜12cm处时,即u=12cm,有两种情况: 若焦距在10cm和12cm之间则 , 物体通过凸透镜成倒立、放大的实像;若焦距在12cm和15cm之间,则 , 物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。 由以上知,故只有C正确。 故选C。
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