2023-2024初中物理竞赛试题精选精编第05讲凸透镜成像（含解析）

1、第05讲 凸透镜成像（）一、单选题1（2023山东青岛九年级校考竞赛）王亚平曾说：“面对浩瀚宇宙，其实我们都是学生”。时隔八年，王亚平再次为我们带来了精彩的太空授课。这一次，王亚平用一个简单圆环做成了一个特殊的大水球，然后她往大水球中央添加了一个气泡，神奇的一幕出现了：水球中形成了王亚平一正一反两个像（如图），加入气泡后的水球结构如图所示。下列有关该现象的表述，正确的是（）A水球中所形成的倒立的像是虚像B水球中所形成的正立的像是虚像C图丙中间部分相当于两个凸透镜D投影仪成像与我们看到的水球中的倒立的像相同【答案】B【详解】A大水球是处在空气中的一个圆球，相当于一个凸透镜，因为水球在太空的微重力环境中接近标准的圆，所以这个凸透镜的焦距非常小，王亚平距离水球的距离在它的二倍焦距以外，因此通过这个水球成一个倒立的、缩小的实像。故A错误；B光在空气中的速度大于在水中的速度，所以，光在空气通过水球时，会被会聚，水球相当于凸透镜。水球中有一空气球，光线由水球射入空气球时，这个空气球对光起发散作用，相当于一个凹透镜。王亚平通过凹透镜成一个正立、缩小的虚像。故B正确；C这部分中，空气中的水球部分是一个

2、凸透镜；水球中的空气球相当于一个凹透镜。故C错误；D水球倒立的像是缩小的，而投影仪是根据凸透镜成倒立放大的实像来工作的。故D错误。故选B。2（2023湖南衡阳九年级湖南省衡南县第一中学校考竞赛）如图所示，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20cm处，则（）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】A【详解】如图所示，物距为此时成倒立等大的实像所以凸透镜的焦距为：f15cm，若透镜位置不变，将蜡烛移到刻度为20cm处，物距为根据凸透镜成像规律此时成倒立、放大的实像。故选A。3（2022秋江苏南京九年级南京市科利华中学校考竞赛）如图所示，凸透镜位于P处（图中未画出）位置不变，移动蜡烛，光屏先后在P同侧的甲、乙两处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，则（）A甲处可能成的是虚像B乙处像可能是放大的CP点位置在甲的左侧D蜡烛的移动方向向左【答案】B【详解】ACD由题意可知，光屏先后在P同侧的甲、乙两

3、处得到烛焰清晰的像，且甲处的像比乙处大，根据物距变大，像距变小，像变小可知，像在不断的靠近凸透镜，因此凸透镜在乙的右侧，蜡烛在凸透镜的右侧，此时蜡烛在远离凸透镜，因此蜡烛向右移动；由于甲处的像成在光屏上，因此甲处只能成实像，故ACD不符合题意；B由于题干未提供物距和凸透镜的焦距，若物距大于1倍焦距小于2倍焦距，乙处成放大的实像；若物距大于2倍焦距，成缩小的实像；若物距等于2倍焦距，成等大的实像，故B符合题意。故选B。4（2022秋全国八年级校联考竞赛）如图所示，、是凸透镜的两个焦点，S是距凸透镜前距离大于2倍焦距的点光源，是S经凸透镜所成的像。当点光源S沿平行于主光轴方向向右匀速运动靠近透镜时，像的移动情况（）A像沿平行于主光轴方向靠近凸透镜方向匀速运动B像沿O与连线方向远离凸透镜方向移动，速度逐渐变小C像沿平行于主光轴方向远离凸透镜方向移动，速度逐渐变大D像沿与连线方向远离凸透镜方向移动，速度逐渐变大【答案】D【详解】点光源发出无数条光线，取其中的两条：平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后焦点、过光心入射光线其传播方向不变，两条折射光线的交点即为点光源S通过凸透镜成的像，当点光源在

4、远处时成像在S，当点光源移动近处时，成像在S，两者比较可以确定像S远离透镜移动的情况是沿F2与S连线远离平面镜方向；且像移动的距离大于点光源移动的距离，即像远离的速度逐渐变大。故选D。5（2022秋全国八年级校联考竞赛）小明同学在做凸透镜成像实验时，移动光屏，在光屏上呈现清晰放大的像，同时他也看到透镜表面有两个像，其中一个是正立的，一个是倒立的，对于透镜表面的两个像，下列说法正确的是（）A透镜表面的两个像，正立的是光的反射形成的，倒立的是光的折射形成的B透镜表面的两个像，都是光照到透镜表面反射形成的虚像C透镜表面的两个像，都是光照到透镜表面折射形成的实像D透镜表面的两个像，倒立的是实像，正立的是虚像【答案】D【详解】光在传播过程中从一种介质射向另一种介质时，在介质的界面会有部分光返回原介质，即光的反射。光从空气射向玻璃会发生反射，从玻璃射向空气也会发生反射，所以反射图像有两个。凸透镜有两个界面，两个像的原理相同，正立的像是物体在透镜表面成的虚像，倒立的像是物体通过透镜的另一个面成的像，另一个面相当于一个凹面镜，凹面镜成倒立的实像，故D正确，ABC错误。故选D。6（2022秋全国八年级校

5、联考竞赛）某种变焦镜头的变焦范围为15mm85mm，用这个镜头对着远处的某一栋楼房拍照。当使用焦距15mm拍照时，显示屏上所成的清晰像的高度为h1；当使用焦距85mm拍照时，显示屏上所成的清晰像的高度为h2，则h1与h2的比值约为（）A317B173C2899D9289【答案】A【详解】照相机的镜头相当于一个凸透镜，当用镜头对着远处的楼房拍照时，物距相同。当用焦距为15mm的镜头拍照时，根据凸透镜成像时物距、像距、焦距之间的关系得当用焦距为85mm的镜头拍照时，可得设楼房实际高为H，由凸透镜放大倍数公式得由以上四式联立方程组，可解得因楼房在远处，物距远大于焦距，即故故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。7（2021秋河南周口八年级河南省淮阳中学校考竞赛）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

6、动光屏，L屏L烛【答案】A【详解】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、缩小的实像，此时像距为10.00cmC-50.00cm20.00cm则60.00cmC70.00cm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）。故选A。8（2017山东临沂九年级竞赛）老奶奶用放大镜看报纸，为了看到更大的清晰的像，应（）A报纸和放大镜不动，眼睛里报纸近一些B报纸与放大镜不动，眼睛离报纸远一些C报纸和眼睛不动，放大镜离报纸近一些D报纸和眼睛不动，放大镜离报纸远一些【答案】D【详解】根据凸透镜的成像特点知，放大镜成正立放大的虚像时，物体在焦点附近成的像大，故应保持报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些，故D符合题意，ABC

7、不符合题意。故选D。9（2022秋江西赣州八年级校联考竞赛）如图所示，凸透镜的焦距为10cm，此时蜡烛在光屏上成一个清晰的像。下列说法正确的是（）A若蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像将向下移动B若蜡烛向远离凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变大C若保持凸透镜位置不动，交换蜡烛和光屏的位置，能在光屏上得到倒立缩小的实像，成像规律可以应用于照相机D若保持蜡烛和光屏位置不动，向右移动透镜的过程中，可能会在光屏上成一个倒立等大的像【答案】C【详解】A根据光线经过凸透镜的光心将沿直线传播的特点可知，若蜡烛燃烧变短，烛焰在光屏上的像将向上移动，故A错误；B根据凸透镜成像特点可知，物远像近像变小，所以若蜡烛向远离凸透镜方向移动，烛焰所成的像将逐渐变小，故B错误；C由图可知，此时凸透镜成倒立放大的实像，若交换蜡烛和光屏的位置，根据光路是可逆的可知，能在光屏上得到倒立缩小的实像，照相机就是利用这一成像规律，故C正确；D根据凸透镜成像特点可知，光屏上成一个倒立等大的像的要求是，物距像距都等于2倍焦距，即20cm，由图可知，蜡烛与光屏之间的距离为45cm，所以向右移动透镜的过程中，不可能会在光屏上成一个倒立等

8、大的像，故D错误。故选C。10（2022秋陕西渭南八年级校考竞赛）放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光。通过凸透镜后的光路如图所示。则下列说法正确的是（）A凸透镜可以对光线起发散作用B凸透镜只对平行于主光轴的光线起会聚作用C通过凸透镜后的光线是发散的，因为凸透镜的作用是对光线起发散作用D通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，仍然是会聚的一种现象【答案】D【详解】凸透镜对光线起会聚作用，不能起发散作用，如图的光路中，一束发散光线通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，光线的传播范围比原来变得会聚了些，这仍然是会聚的一种现象，故ABC错误，D正确。故选D。11（2021秋河南周口八年级河南省淮阳中学校考竞赛）如果不慎在照相机的镜头上粘上一个灰尘颗粒（如图），那么拍摄的相片（）A其上部将出现一个黑点B其下部将出现一个黑点C其上部和下部皆无黑点D其上部和下部各出现一个黑点【答案】C【详解】照相机的镜头是一个凸透镜，物体由无数点组成，物体上任一点射向照相机镜头有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像，当照相机的镜头上沾上一个黑点，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像，像的

9、大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。12（2021秋河南周口八年级河南省淮阳中学校考竞赛）一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示，则方框内放置的光学元件（）A只能是平面镜或凸透镜B只能是凸透镜或凹透镜C只能是凹透镜或平面镜D平面镜、凸透镜和凹透镜均可【答案】D【详解】对于凸透镜，入射光线与主光轴平行，则折射光线过焦点射出，如图：对于凹透镜，入射光线与主光轴平行，则折射光线的反向延长线过焦点射出如图：平面镜也可以改变光路，使光的方向发生改变，使镜面的法线方向正好为两条光线的角平分线即可，如图：综上分析可知，平面镜、凸透镜和凹透镜均可，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。二、多选题13（2022秋全国八年级校联考竞赛）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之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是（）A凸透镜的焦距是16cmB当u=12cm时，在光屏上能得到一个放大的像C把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小D当u=20cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的【答案】BC【详解】A据凸透镜成像规律可知，当，

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