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培优 易错 难题凸透镜成像的规律辅导专题训练及答案解析

一、初中物理凸透镜成像的规律1.小明将凸透镜紧靠如图甲所示的一幅卡通图片,然后将凸透镜逐渐远离图片的过程中,通过凸透镜观察到如图乙所示四个不同的像,则四个像出现的先后顺序是A .③②④①B .③②①④C .②①③④D .①②③④【答案】C【解析】 小明将凸透镜紧靠书上的一幅卡通图片,说明物距小于一倍焦距,凸透镜成的虚像是放大的,物体离凸透镜越近,像越接近物体的大小,也就是成的虚像越小,故先看到②,当在一倍焦距远离凸透镜的过程中,看到的像逐渐变大,当大于一倍焦距时,成倒立的像,即看到的为①,继续远离大于2倍焦距时,看到的是倒立缩小的实像,即为③,成实像时,物距越远,像越小.因此最后看到的是④,故四个像的顺序为②①③④.故选C.2.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2u f >,2f v f <<,成倒立、缩小的实像,即u v >;由题意可以知道物距30cm u =,像距20cm v =,这种情况是成倒立、缩小的实像,即30cm 2f >20cm 2f f <<化简可得10cm 15cm f <<所以凸透镜的焦距不可能是18cm ;当物体远离凸透镜10 cm ,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10 cm ,物距20cm u =,那么2f u f <<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30cm v =,光屏应远离透镜10 cm ;故选D 。

3.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 45 cm 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20cm u =,像距30cm v =,可知u v <,而照相机的是u v >,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10cm f >,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45 cm 刻度线处,此时5cm u =,u f <,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.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.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,220cm u v f ===,此时凸透镜成倒立、等大的实像,所以凸透镜的焦距:10cm f =.(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 .6.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 <18cmC .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.7.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12cmB .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2f u f <<;又因为24cm u ,所以24cm 12cm f >>,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18 cm ,由24cm 12cm f >>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;8.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.9.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.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.如图所示将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上时,光屏恰能成清晰的像。

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