一、初中物理凸透镜成像的规律1.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<D<2f,则在下列关于点光源所成的像的运动轨迹的各图中,正确的是( )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.2.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.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 。
4.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2f u f >>,2v f >;将物体靠近透镜后,只要物距仍在2f u f >>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2f v f >>,2u f >,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2u f >时光屏移动距离小于物体移动距离,当2f u f >>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;5.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 .6.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<f<10厘米B .8厘米<f<13厘米C .13厘米<f<16厘米D .16厘米<f<26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12v f >,代入数据得:26cm 2f >解得: 13cm f <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8cm 13cm f <<,代入数据得:16cm 2f f <<解得:8cm 16cm f <<所以8cm 13cm f <<故选B 。
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.投影仪是教学中常用的仪器,如图所示是投影仪的结构图,在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平面成角的平面镜,右边竖直放一屏幕物体发出的光线经过凸透镜和平面镜后,可在屏上成一清晰的像一教师在使用投影仪时,发现在屏幕上的画面太小,正确的调节方法是A.减小投影仪与屏幕间的距离,下调凸透镜,减小凸透镜到物体间的距离B.减小投影仪与屏幕间的距离,上调凸透镜,增大凸透镜到物体间的距离C.增大投影仪与屏幕间的距离,上调凸透镜,增大凸透镜到物体间的距离D.增大投影仪与屏幕间的距离,下调凸透镜,减小凸透镜到物体间的距离【答案】D【解析】根据凸透镜的成像规律,要使像变大,则应减小物距,增大像距。
投影仪使用时投影仪与屏幕间的距离为像距,凸透镜到物体间的距离为物距,所以应增大投影仪与屏幕间的距离,下调凸透镜,减小凸透镜到物体间的距离,故D符合题意。
选D。
11.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.12.如图所示,在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛和凸透镜之间的距离为 26cm 时,在光屏上得到一个清晰缩小的实像。