第05讲凸透镜成像-2023-2024全国初中物理竞赛试题精选精编（含答案解析）

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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
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
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
C．P点位置在甲的左侧D．蜡烛的移动方向向左
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
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
6．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）某种变焦镜头的变焦范围为15mm~85mm，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（ ）
A．3∶17B．17∶3C．289∶9D．9∶289
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．向右移动光屏，L屏＞L烛
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
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
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
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
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
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16cm
B．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
14．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图所示的两种情景。以下说法中正确的是（ ）
A．甲图中成的是虚像；乙图中成的是实像
B．甲图中书本在凸透镜倍焦距以外；乙图中书本在凸透镜倍焦距以内
C．甲图中成像规律可应用于投影仪；乙图中成像规律可应用于照相机
D．甲图中凸透镜靠近书本，所成的像变小；乙图中凸透镜远离书本，所成的像也变小
15．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）物体的高度为12cm，与凸透镜的主光轴垂直放置，经凸透镜成高度为6cm的缩小像。若将物体朝透镜方向靠近24cm，经凸透镜成高度为30cm的放大像，则此凸透镜的焦距大小可能为（ ）
A．10cmB．15cmC．20cmD．25cm
16．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）如图所示，将凸透镜固定在光具座上某位置（图中未标出），点燃的蜡烛放在光具座上的a点，调节光屏的位置，在光屏上得到烛焰清晰缩小倒立的像，将蜡烛从a点滑到b点后，再移动光屏，屏上得到清晰的像变小，则（ ）
A．凸透镜位于a点左侧
B．凸透镜位于b点右侧
C．蜡烛在a点时，物距大于二倍焦距
D．蜡烛在b点时，像距大于二倍焦距
三、填空题
17．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）小明测焦距时先将凸透镜和光屏的位置固定，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动到某一位置，光屏上出现一个与透镜直径相近的光斑，此时固定光源、凸透镜，再将光屏远离透镜，移动的过程中，若光屏上光斑的大小 （选填“逐渐变大”“几乎不变”“先变小后变大”），则说明光源到凸透镜的距离即为凸透镜的焦距；在准确测量焦距时，小明发现在光屏上光斑外侧还有一个暗环，他猜想可能是凸透镜的边框造成的，于是他拆除边框直接将凸透镜固定在原位置，进行实验验证，发现暗环仍然存在。你认为暗环形成的原因是光的直线传播和光的 形成；若光源在左焦点处，光屏在右焦点处，如图所示，请算出暗环的面积 。
18．（2023春·陕西渭南·九年级校考竞赛）望远镜在战地侦查中发挥着重要作用，常用望远镜由两个凸透镜组成，对光线有 作用，望远镜物镜的成像原理和照相机相同，成 （选填“倒立”“正立”）缩小的 （选填“实”“虚”）像。利用凸透镜可以矫正 （选填“近视眼”或“远视眼”）
19．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图1所示。a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距点。
（l）在a、b、c、d、e这五个点中：
①把烛焰放在 点上，可以成正立、放大的虚像，像与物在凸透镜的 侧（“同”、“异”）；
②把烛焰放在 点上，光屏所成的像最小，放在 点上，所成的像最大；
③把烛焰放在 点上是属于照相机原理；
④把烛焰放在 点上是属于投影仪原理；
⑤当蜡烛从a点逐渐向d点移动的过程中，要得到清晰的像，光屏必须逐渐 （选填“靠近”或“远离”）透镜，并且得到的像会逐渐 （选“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）根据图2中的坐标画出该凸透镜物距u和像距v的关系图像可知该凸透镜的焦距为 cm。
20．（2022秋·江西赣州·八年级校联考竞赛）小芳和妈妈到位于抚州城东抚河之畔的著名古楼——拟岘台游玩时，用单反相机拍了两张照片，如图所示，如果拍摄这两张照片时的照相机镜头的焦距相同，则在拍完甲照片后改拍乙照片时，应将照相机 （选填“靠近”或“远离”）拍摄对象，同时 （选填“增大”或“减小”）照相机暗箱的长度。
四、实验题
21．（2023春·江苏苏州·九年级校考竞赛）小明同学在学了“第四章在光的世界里”以后，找来了如下实验器材，进一步研究光的折射和凸透镜成像规律的问题
（1）如图甲所示，将透明的薄壁（厚度可忽略不计）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光笔沿图示方向发出一细光束，小明通过缓慢改变水槽中的水量来探究光的传播现象。①为使B处的光点移至C处，应使水槽中的水量 （选填“增加”或“减少”）；②若BC间距离为2cm，则水面高度的变化量h 2cm（选填“>”“=”或“＜”）；
（2）小明转换实验器材，利用图乙的器材研究凸透镜成像问题。①上午第二节下课后阳光明媚，他将一凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明用刻度尺测出此点到凸透镜光心的距离视为焦距，老师告诉他这个距离不是凸透镜的焦距，小明的错误之处是 。②如图乙所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，若将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s= （用L0、L表示）。
22．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
（1）实验前，应调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 ；
（2）图甲中光屏上所成的像是倒立 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实像，生活中 （选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）利用这一原理制成；
（3）完成实验后，继续模拟远视眼的缺陷：给透镜戴上远视眼镜，调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成一个清晰的像；取下远视眼镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏 （选填“远离”或“靠近”）透镜；
（4）当光屏上呈现清晰的像时，不改变图甲中蜡烛和透镜位置：
①若将凸透镜换成焦距相同但镜面较小的凸透镜，再次做实验，光屏上所成的像与原来相比 （选填“变小”、“变暗”或“变不完整”）了；
②若将凸透镜换成镜面大小相同焦距稍小的凸透镜，再次实验，则需将光屏 （选填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像，光屏上所成的像与原来的像相比 （选填“变大”“不变”或“变小”）；
（5）如图乙，线段AB为凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系，则凸透镜焦距为 cm；
（6）如图丙所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的 方；
（7）在保持（6）中蜡烛和光屏位置不变的情况下将凸透镜向左移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，成的是 （选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像；
（8）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，蜡烛与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图丁所示，则该透镜焦距f （选填“>”、“