2018中考物理试题分类汇编解析专题5:凸透镜成像规律及应用
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1、专题 5 凸透镜成像规律及应用一选择题(共 21 小题)1(2018自贡)关于凸透镜的应用,下列说法正确的是( )A凸透镜成的像都是实像B照相时,景物在镜头二倍焦距以内C投影仪中的投影片放在镜头二倍焦距以外D远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用【分析】(1)近视眼用凹透镜进行矫正,凹透镜对光线有发散作用;远视眼用凸透镜进行矫正,凸透镜对光线有会聚作用。(2)根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:u2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机,2fvf。2fuf,成倒立、放大的实像,应用于投影仪,v2f。uf,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。【解答】解:A、凸透镜可以成实像,也可以成虚像;当 uf
2、时,凸透镜成正立、放大的虚像,故 A 错误;B、照相机是根据物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像工作的,所以,照相时,景物在镜头二倍焦距以外,故 B 错误;C、投影仪是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距时,凸透镜成倒立、放大的实像工作的,所以,投影仪中的投影片应放在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,故 C 错误;D、远视眼将像成在视网膜之后,远视眼镜利用了凸透镜对光的会聚作用,可使光线提前会聚,故 D 正确。故选:D。2(2018咸宁)一凸透镜的焦距为 15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜 40cm 处沿主光轴移到 20cm 处的过程中,像的大小和像距的变化情况是( )A像变大,像距变大 B像变
3、小,像距变小C像变大,像距变小 D像变小,像距变大【分析】掌握凸透镜成像的三种情况:U2f,成倒立、缩小的实像。2fUf,成倒立、放大的实像。Uf,成正立、放大的虚像。凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,像也越大。【解答】解:凸透镜的焦距是 15cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜 40cm 处移到 20cm 处的过程中,物距始终大于焦距,因此凸透镜成实像,由于物距减小,则像距变大,像变大。故选:A。3(2018烟台)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,所用凸透镜焦距为 10cm,当蜡烛从如图所示的 A 位置逐渐移到 B 位置的过程中,像距及其像的变化情况是( )A像距增大,像变大 B像
4、距减小,像变大C像距减小,像变小 D像距增大,像变小【分析】掌握凸透镜成像的三种情况:U2f,成倒立、缩小的实像。2fUf,成倒立、放大的实像。Uf,成正立、放大的虚像。凸透镜成实像时,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,像也越大。【解答】解:凸透镜的焦距是 10cm,将点燃的蜡烛从 A 位置逐渐移到 B 位置的过程中,由于物距减小,则像距变大,像变大。故选:A。4(2018临沂)在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰等大的实像,下列说法正确的是( )A该凸透镜的焦距是 20cmB将蜡烛移动到 20cm 刻度处,移动光屏可得到倒立、放大的实像C将
5、蜡烛移动到 35cm 刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏D将蜡烛移动到 45cm 刻度处,为使烛焰在光屏上成一清晰的像,应向右移动光屏【分析】(1)根据像距和物距的关系焦距的大小;(2)根据焦距的大小,由物距与焦距的关系进行判断;(3)凸透镜成实像时,具有物近像远像变大的特点;(4)物距小于焦距,成正立、放大的虚像。【解答】解:A、由图可知,此时的物距为 20cm,成的是倒立、等大的实像,则 u=2f,故f=10cm,故 A 错误;B、将蜡烛移动到 20cm 刻度处时,物距为 50cm20cm=30cm2f,成的是倒立、缩小的实像,故 B 错误;C、将蜡烛移动到 35cm 刻
6、度处,u=50cm35cm=15cm,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,像距应大于二倍焦距,故应向右移动光屏,才能在光屏上呈现清晰的像,故 C 正确;D、将蜡烛移动到 45cm 刻度处,u=50cm45cm=5cm,物距小于焦距,成正立、放大的虚像,故光屏上接收不到像,故 D 错误。故选:C。5(2018恩施州)如图,小强在做凸透镜成像实验时,他得到以下结论,你认为正确的是( )A蜡烛置于 c 点时,在光屏上能成一个放大的像B蜡烛置于 b 点时,在光屏上能成一个倒立缩小的像C蜡烛从 a 点向 b 点移动,光屏上的像逐渐变大D蜡烛从 b 点向左移动,光屏上的像逐渐变大【分析】根据凸透镜成像规律来分析
7、,物距小于焦距,成正立放大虚像;物距大于焦距小于二倍焦距,成倒立放大实像;物距大于二倍焦距,成倒立缩小实像。【解答】解:A、蜡烛置于 c 点时,物距小于焦距,成的是虚像,虚像不能呈现在光屏上,故 A 错误;B、蜡烛置于 b 点时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的视线,故 B 错误;C、蜡烛从 a 点向 b 点移动,由于此时的物距都大于焦距,成实像,物距减小,像距变大,光屏上的像逐渐变大,故 C 正确;D、蜡烛从 b 点向左移动,物距增大,像距减小,光屏上的像逐渐变小,故 D 错误。故选:C。6(2018通辽)如图,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,手机摄像头相当于凸透
8、镜,影像传感器相当于光屏,下列说法正确的是( )A物体上的二维码是光源B扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外C要使屏幕上二堆码的像变小,只需将二维码靠近凸透镜D影像传感器上成的是正立的实像【分析】(1)能发光的物体称为光源。(2)手机摄像头的镜头是凸透镜,其是利用物体在 2 倍焦距以外,像成在另一侧的 1 倍焦距和 2 倍焦距之间,成倒立缩小实像的原理制作的。凸透镜成实像时,物近像远像变大的特点。【解答】解:A、二维码本身不发光,不是光源,故 A 错误;B、手机摄像头相当于凸透镜,其是利用物体在 2 倍焦距以外,像成在另一侧的 1 倍焦距和2 倍焦距之间,成倒立缩小实像的原理制作的,故 B 正
9、确;C、如果要让像变小一些,凸透镜成实像时,物远像近像变小,应增大物距,应将二维码远离凸透镜,故 C 错误。D、手机摄像头相当于凸透镜,影像传感器相当于光屏,影像传感器上成的是倒立缩小实像,故 D 错误。故选:B。7(2018湖州)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(
10、)A若蜡烛放置在 10 厘米刻度线处,移动光屏,在光屏上都不能呈清晰的像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若蜡烛放置在 45 厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像【分析】(1)根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点,焦点到凸透镜的距离为焦距,让平行光射到凸透镜上,调出最小最亮的光斑为凸透镜的焦点,亮斑到凸透镜的距离为焦距;(2)根据凸透镜成像规律,u2f,成倒立、缩小的实像。u=2f,成倒立、等大的实像。2fuf,成倒立、放大的实像,物像在凸透镜的异侧。uf,成正立、
11、放大的虚像,物像在凸透镜的同侧来解答此题。【解答】解:A、若蜡烛放置在 10 厘米刻度线处,物距 u=50cm10cm=40cm,满足 u2f,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=50cm30cm=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=50cm35cm,满足 2fuf,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、若蜡烛放置在 35 厘米刻度线处,物距 u=
12、50cm45cm=5cm,满足 uf,由凸透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像,虚像不能成在光屏上,故 D 错误。故选:C。8(2018菏泽)已知凸透镜的焦距为 15cm,下列说法正确的是( )A当物体距凸透镜 10cm 时,成正立、放大的实像B当物体距凸透镜 20cm 时,成倒立、放大的实像C当物体距凸透镜 35cm 时,成倒立、放大的实像D当物体从距凸透镜 20cm 处远离凸透镜时,在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大【分析】(1)根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断:u2f,成倒立、缩小的实像,2fvf,应用于照相机和摄像机。u=2f,成倒立、等大的实像,v=2f,一般用来求凸透镜的焦距。2
13、fuf,成倒立、放大的实像,v2f,应用于幻灯机和投影仪。uf,成正立、放大的虚像,应用于放大镜和老花镜。(2)凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小。【解答】解:A、当 u=10cm 时,uf=15cm,成正立、放大的虚像,故 A 错误;B、当 u=20cm 时,2fuf,成倒立、放大的实像,故 B 正确;C、当 u=35cm 时,u2f,成倒立、缩小的实像,2fvf,故 C 错误;D、当物体从距凸透镜 20cm 处远离凸透镜时,物距增大,在凸透镜另一侧所成的像逐渐变小。故 D 错误。故选:B。9(2018福建)在探究凸透镜成像特点实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图,此时能在
14、光屏上看到烛焰清晰的像。若保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动 10cm,调节光屏位置,可在光屏上看到( )A缩小的实像 B放大的实像 C缩小的虚像 D放大的虚像【分析】(1)u=v 时,成的是倒立、等大的实像;(2)凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小。【解答】解:由图可知,此时的物距为 20cm,像距为 20cm,物距等于像距,物体在二倍焦距处,成的是倒立、等大的实像;保持透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向远离透镜的方向移动 10cm,物距变大,像距变小,像变小,故成缩小的实像,故 A 正确。故选:A。10(2018乌鲁木齐)夜晚,发着光的小萤火虫从放大镜的 2 倍焦距处
15、沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,则萤火虫的像( )A远离放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度B远离放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度C靠近放大镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度D靠近放大镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度【分析】首先根据“萤火虫从放大镜的 2 倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少”判断出萤火虫是靠近放大镜还是远离放大镜;物体从二倍焦距远处移动时,像的范围在一倍焦距和二倍焦距之间。【解答】解:由于萤火虫发出的光向四面传播,萤火虫发出的通过放大镜部分的光逐渐减少,说明萤火虫是远离放大镜的;故 CD 错误;发着光的小
16、萤火虫从放大镜的 2 倍焦距处向远处移动,像的范围在一倍焦距和二倍焦距之间,萤火虫的移动速度要大于像的移动速度,故 A 正确,B 错误。故选:A。11(2018淄博)在探究凸透镜成像规律的实验中,将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后 20cm 的光屏上出现一个等大倒立的像,如果将蜡烛移动到凸透镜前 25cm 处,则( )A光屏上会出现倒立放大的实像B将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像C将光屏远离凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立放大的实像D无论怎样移动光屏,光屏上均找不到像【分析】(1)u=2f,成倒立、等大的实像。(2)u2f,成倒立、缩小的实像。(3)凸透镜成实像时
17、,物距越大,像距越小。【解答】解:距离凸透镜 20cm 的光屏上得到一个清晰的与物体等大的像,所以v=20cm=2f,则 f=10cm;A、若现将蜡烛移至透镜前 25cm 处时,此时物距 u=25cm,则物距 u2f,光屏上成倒立、缩小的实像,故 A 错误。B、C、D、如果将蜡烛移动到凸透镜前 25cm 处,物距增大,像距减小,所以应该将光屏靠近凸透镜一段距离,光屏上会出现倒立缩小的实像,故 B 正确,CD 错误;故选:B。12(2018常德)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利用这一原理制成了投影仪B若保持
18、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C若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放到刻度线 45cm 处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像D若将蜡烛稍稍靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清淅的像【分析】凸透镜成像的规律:当 u2f 时,成倒立、缩小的实像。照相机、摄像机就是根据这个原理制成的;当 u=2f 时,成倒立、等大的实像;当 2fuf 时,成倒立、放大的实像。幻灯机、投影仪就是根据这个原理制成的;当 u=f 时,无像。经凸透镜折射后的光线是平行的,没有会聚点;当 uf 时,成正立、放大的虚像。放大镜就是根据这个原理制成的;成实像时的动态变化规律是:物近像远
19、像变大,物远像近像变小。【解答】解:A、由图可知,物距大于像距,u2f,2fvf,此时光屏上成倒立缩小的实像,照相机利用了此原理。故 A 错误;B、若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,此时 2fuf,成倒立、放大的实像,故 B 错误;C、由图可知,物距大于像距,u=30cm2f,所以 f15cm;2fv=15cmf,所以f7.5cm。所以 15cmf7.5cm。当将蜡烛放在刻度线 45cm 处时 u=5cm,此时 uf 时,成正立、放大的虚像,虚像不能在光屏上承接。故 C 错误;D、凸透镜成实像时的动态变化规律是:物远像近像变小,则若将蜡烛靠近凸透镜,则应将光屏远离凸透镜才能得到清晰
20、的像,且像逐渐变大。故 D 正确。故选:D。13(2018黄石)探究小组将装有半杯清水的圆柱形透明玻璃杯放在水平窗台上,透过玻璃杯观察街对面的指路牌。当从水面上方观察时,看到指路牌上的箭头指向右方;若从水面下方观察,下面有关现象和成像原理说法正确的是( )A箭头指向右方 B指路牌上下宽度变大C指路牌上的字上下颠倒 D原理类似于照相机成像【分析】(1)中间厚,边缘薄的透镜是凸透镜;中间薄,边缘厚的透镜是凹透镜;(2)根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:u2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。2fuf,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机。uf,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。【解答】解:当从
21、水面上方观察时,是通过玻璃、空气看到的,属于光的折射现象,看到的是物体的正立的虚像,故实际指路牌上的箭头指向右方;装有部分水的玻璃杯下半部分中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜;从水面下方观察,看远处的物体时,相当于物体处于 2 倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,该原理类似于照相机成像,故 D 正确;此时指路牌上的字是倒立的像,是指上下左右都颠倒了,即看到的箭头应指向左方,故A、C 错误;由于远处的指路牌处于 2 倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,所以此时看到指路牌上下宽度变小,故 B 错误;故选:D。14(2018包头)如图所示,将焦距为 10cm 的凸透镜固定在光具座 50cm 刻度线处,此时在光
22、屏中心已成烛焰清晰的像,下列说法正确的是( )A此时烛焰在光屏上的成像特点于投影仪成像特点相同B若蜡烛移至 20cm 刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的像C若蜡烛移至 45cm 刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈现烛焰清晰放大的像D在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,将光屏左移可再次成清晰的像【分析】A、当 u2f、fv2f 时,成倒立、缩小的实像,其应用是照相机;B、想使蜡烛在光屏上所成像变大,应减小物距,增大像距;C、当 uf 时,成正立,放大的虚像;D、近视镜是发散透镜,对光线由发散作用。【解答】解:A、由图可知,物距大于像距,成的是倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故
23、A 错误;B、蜡烛移至 20cm 刻度线处,当 u2f、fv2f 时,成倒立、缩小的实像,物距变大,并将光屏向左移动,像距变小,像变小。故 B 正确;C、若蜡烛移至 45cm 刻度线处,uf 时,成正立,放大的虚像,光屏上没用像,故 C 错误;D、在图示中的烛焰和凸透镜之间放一副近视镜,近视镜是发散透镜,对光线由发散作用,成的像要远离凸透镜,故将光屏右移可再次成清晰的像,故 D 错误。故选:B。15(2018河北)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。则下列说法正确的是( )A照相机应用了这一成像规律B蜡烛燃烧一段时间后,光屏上的像会
24、向下移C蜡烛不动,将透镜移至 35cm 处,移动光屏可能得到倒立的清晰像D更换一个焦距小的凸透镜,只移动透镜仍可在光屏上得到清晰的像【分析】(1)凸透镜成像的规律及其应用:当物距 u2f 时,在光屏上得到倒立、缩小的实像,应用于照相机;当物距 2fuf 时,在光屏上得到倒立、放大的实像,应用于投影仪;当物距 uff 时,成正立、放大的虚像,应用于放大镜;(2)根据光线过透镜的光心不改变方向,判断蜡烛变短后,像的移动方向。(3)u=f 时,不成像;(4)凸透镜成实像时的规律:物近像远像变大,物远像近像变小。【解答】解:A、由图可知,此时的像距大于物距,成倒立、放大实像,是投影仪的原理,故 A 错
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