【物理】物理 凸透镜的专项 培优练习题及答案
一、初中物理凸透镜成像的规律
1．在探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，下列说法正确的是（）
A．该凸透镜的焦距是 30cm
B．换成焦距为 10cm 的凸透镜，在蜡烛和光屏不动的情况下，凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动，在光屏上可以得到两次清晰倒立的像
C．在凸透镜左侧放一凹透镜，将光屏向右移动还能接收到清晰的像
D．凸透镜与蜡烛不动，去掉光屏，人眼在 100cm 处能看到蜡烛的像
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，此时蜡烛到凸透镜的距离等于光屏到凸透镜的距离，在光屏上恰能成清晰的像，则此时物距等于像距等于二倍焦距，成倒立等大的实像，则
===
230cm
f u v
则焦距为15cm，故A项错误；
B．换成焦距为10cm的凸透镜，在蜡烛和光屏不动的情况下，凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动，当蜡烛到凸透镜的距离在10cm~20cm之间时，光屏到凸透镜的距离在50cm~40cm，移动凸透镜在适当位置能成清晰的像，由光路可逆原理可知，光屏距离凸透镜10cm~20cm 之间时，可以再次成清晰的像，故B项正确；
C．在凸透镜左侧放一凹透镜，凹透镜对光有发散作用，所以将光屏向右移动还能接收到清晰的像，故C项正确；
D．凸透镜与蜡烛不动，去掉光屏，光依然沿原来的方向传播进，人眼在 100cm 处能看到蜡烛的像，故D项正确。
故选BCD。
2．小磊在“探究凸透镜成像规律”的实验中，将凸透镜A固定在光具座上35cm处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图甲所示。接着，他将凸透镜A换成凸透镜B并保持烛焰和透镜位置不变，移动光屏再次得到清晰的像如图乙所示。则下列说法中正确的是（）
A ．照相机的物镜成像原理与图甲相同
B ．放大镜的物镜成像原理与图乙相同
C ．凸透镜A 的焦距大于凸透镜B 的焦距
D ．凸透镜B 的焦距大于凸透镜A 的焦距
【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由图甲可知，光屏上呈现倒立缩小的实像，所以照相机的物镜成像原理与图甲相同，故A 正确；
B ．由乙图可知，此时成倒立、放大的实像，所以放大镜的物镜成像原理与图乙不相同，故B 错误；
CD ．由甲图可知，物距
35cm 5cm 30cm u =-=
此时成倒立、缩小的实像，所以物距大于两倍焦距，所以
A 30cm 2f >
得
A 15cm f <
由乙图可知，物距仍为30cm ，此时成倒立、放大的实像，所以物距处于f 和2f 之间，即
B B 30cm 2f f <<
可得
B 15cm 30cm f <<
所以A 的焦距小于B 的焦距；故C 错误，D 正确。 故选AD 。
3．凸透镜成像实验中，移动蜡烛到某位置时，能在光屏上再次成清晰缩小的像，则下列说法能成立的是
A ．同时移动蜡烛与光屏，且移动距离相同时，有可能在光屏上再次成清晰缩小的像；
B ．若将一老花镜放到凸透镜前方，光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰的像；
C ．换用焦距较小的凸透镜后，仍要在光屏上得到清晰的像，如果只移动光屏，光屏必须靠近凸透镜：
D ．保持物体和光屏位置不变，移动凸透镜，一定可以在光屏上得到另一个清晰的像： 【答案】CD
【解析】
【详解】
A．物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离，故A项不符合题意；
B．老花镜是凸透镜，若将一老花镜放到凸透镜前方，则蜡烛发出的光经凸透镜和老花镜后会提前会聚，此时光屏应该靠近透镜才会看到烛焰清晰的像；B项不符合题意；
C．换用焦距较小的凸透镜后，相当于增大物距，当物体成实像时，随着物距u增大，像距减小，同时像也在减小。故要在光屏上成清晰的像，应将光屏向靠近透镜方向移动；C项符合题意；
D．根据光路可逆性可知，在保持物体和光屏位置不变时，移动凸透镜，可以光屏上成一个倒立、放大、实像，此时物距刚好是原来的像距，像距刚好是原来物距，D项符合题意；
4．小蕊做“研究远视眼的矫正”实验时，她把凸透镜看作眼晴的晶状体，光屏看作眼睛的视网膜，烛焰看作眼睛观察的物体．她拿一个远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，如图所示．若拿走远视眼镜则烛焰的像变得模糊．下列操作能使光屏上重新得到清晰像的是
A．将光屏适当靠近凸透镜B．将蜡烛适当靠近凸透镜
C．将光屏适当远离凸透镜D．将蜡烛适当远离凸透镜
【答案】CD
【解析】
【详解】
远视眼镜是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，拿一个远视眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，而蜡烛烛焰的像实际上在光屏后；拿走远视镜则烛焰的像变得模糊，原因是烛焰清晰的像在光屏的后面；
AB．将光屏适当靠近凸透镜或将蜡烛适当靠近凸透镜，所成的像会更加模糊，故AB不符合题意；
CD．可以用增大光屏与凸透镜的距离或增大蜡烛与凸透镜的距离，使得光屏上呈现一个清晰的像的目的，故CD符合题意。
5．如图所示，为凸透镜成像的另一拓展规律在照相问题中的运用。即用可变焦距的光学照相机把远处的景物“拉近”进行拍摄，就是说，虽然被拍摄的照相机镜头之间的距离基本不变，但仍可以使底片上所成的像变大。关于这个过程，下列说法中正确的是（）
A ．焦距变大，像距也变大
B ．焦距变小，像距也变小
C ．焦距变大，像距变小
D ．焦距变小，像距变大 故【答案】A
【解析】变焦的照相机，当照相机的焦距增大时，虽然物距基本不变，但是由于照相机的焦距变大，物距相对减小，根据物距和像距的变化关系可知：当物距相对减小时，像距也变大，像也变大．
6．在探究“凸透镜成像规律”的实验中，小明将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐向远离凸透镜的方向移动，物距u 随时间t 的变化图像如图甲所示，则像距v 与t 的大致变化关系为乙图中的
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透,物距逐渐增大,根据凸透镜成的实像时有:物远(物距变大)像近(像距变小)像变小,像距逐渐减小,从υ2f >到f υ2f <<,但像距只能接近1倍焦距,而不能小于1倍焦距,故只有C 正确,ABD 错误. 所以C 选项是正确的.
【点睛】
根据凸透镜成实像时:物远(物距变大)像近(像距变小)像变小分析.
7．在“探究凸透镜成像的规律”时，将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm 处，在透镜另一侧距离透镜16cm 处的光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（ ） A ．此时的成像特点与投影仪相同 B ．该透镜的焦距满足8cm < f <15cm
C ．将蜡烛和光屏互换后，光屏上不能承接到清晰的像
D ．将蜡烛和光屏同时远离凸透镜，可再次承接到清晰的像 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由题可知，蜡烛放在距凸透镜30cm 处，在透镜另一侧距离透镜16cm 处的光屏上得到烛焰清晰的像，物距大于像距，光屏上成倒立缩小的实像，与照相机原理相同，故A 不正确；
B ．由凸透镜成像规律可知，此时物距在二倍焦距以外，像距在一倍焦距和二倍焦距之间，即
2f v f >>，2u f >
即
216cm f f >>，30cm 2f >
可得
16cm 8cm f >>，15cm f <
则
8cm 15cm f <<
透镜的焦距满足8cm 15cm f <<，故B 正确；
C ．由光路可逆原理可知，将蜡烛和光屏互换后，光屏上能承接到清晰的像，故C 项不正确；
D ．将蜡烛远离凸透镜时，光屏要靠近凸透镜，才能在光屏上成清晰的像，故D 项不正确。 故选B 。
8．如图所示，在探究凸透镜成像规律的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏之间的距离为下图时，在光屏上得到一个清晰缩小的实像。下列说法错误的是
A ．该凸透镜的焦距大于10㎝、小于15㎝
B ．只将凸透镜向左移，可以在光屏上得到清晰放大的像
C ．只将蜡烛和光屏互换，可以在光屏上得到清晰的缩小像
D ．将蜡烛远离凸透镜时，为了在光屏上得到清晰的像，可在凸透镜前放一个凹透镜。 【答案】C 【解析】 【分析】
凸透镜成像规律：u ＞2f ，成倒立、缩小的实像，2f ＞v ＞f ； u=2f ，成倒立、等大的实像，v=2f ，求焦距； 2f ＞u ＞f ，成倒立、放大的实像，v ＞2f ； u ＜f ，成正立、放大的虚像。 【详解】
A 、观察图示可知，物距大于像距，则在光屏上得到一个清晰缩小的实像，所以u=30cm ＞2f ，解得f ＜15cm ；而像距v=20cm ，f ＜20cm ＜2f ，解得10cm ＜f ＜20cm ；故凸透镜的焦距的范围是：10cm ＜f ＜15cm ，故A 正确；
B 、只将凸透镜向左移，减小物距，增大像距，根据光路可逆的特点，可知在光屏上能得到清晰放大的像，故B 正确；
C 、只将蜡烛和光屏互换，根据光路可逆可知，可以在光屏上得到清晰放大的像，故C 错误；
D 、蜡烛远离凸透镜时，物距变大，像距将变小，为了在光屏上得到清晰的像，应使光线发散一些，所以用一个凹透镜，D 正确。 故选：C 。
9．用三块凸透镜做成像实验，在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下，得到的实验结果如下：透镜甲成放大、倒立、实像；透镜乙成缩小、倒立、实像；透镜丙成放大、正立、虚像。由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为（ ） A ．f f f >>甲乙丙 B ．f f f >>丙甲乙 C ．f f f <<甲乙丙 D ．f f f <<乙丙甲
【答案】B 【解析】 【详解】
在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下，说明物距u 相等，甲透镜成放大、倒立的实像，说明2f u f 甲甲＞＞，所以2
u
u f 甲＞＞；乙透镜成缩小、倒立的实像，说明2u f 乙＞，所以2
u
f 乙＜
；丙透镜成放大、正立的虚像，说明f u 丙＞；所以，f f f 甲乙丙＞＞。 故选B 。
10．某同学在做凸透镜成像实验时，当物距u =30厘米，像距v = 20厘米时，光屏上呈现
烛焰清晰的像。若烛焰移到离凸透镜12厘米处，所成的像一定是
A．倒立的B．正立的C．放大的D．缩小的
【答案】C
【解析】
【详解】
当物距u=30cm，像距v=20cm时，光屏上呈现烛焰清晰的像，所以
＞，
30cm2f
f f
＞＞，
220cm
所以凸透镜的焦距为：
＜＜15。
10cm cm
f
若将烛焰置于距凸透镜12cm处时，即u=12cm，有两种情况：若焦距在10cm和12cm之间则
＜＜，
f u f
2
物体通过凸透镜成倒立、放大的实像；若焦距在12cm和15cm之间，则
＜，
u f
物体通过凸透镜成正立、放大的虚像。由以上知，故只有C 正确。故选C。
11．以下关于实像和虚像的说法，正确的是
A．实像不可能与物体是等大的
B．实像一定是光发生折射形成的
C．虚像在成像时没有光进入人眼
D．虚像不能在光屏上呈现
【答案】D
【解析】
【详解】
A．凸透镜成像中当物距等于二倍焦距时成倒立等大的实像，故错误；
B．小孔成像所成的实像是由光的直线传播形成的，故错误；
C．平面镜成虚像时，是平面镜反射的光线进入人的眼睛，故错误；
D．虚像不是真实光线会聚而成的，不能在光屏上呈现，故正确。
12．用照相机拍摄水池底部的物体时，若保持照相机的位置不变，比较池中有水和无水两种情况（假设两种情况下，人眼看到的物体等大），则有水时( )
A．暗箱应略短一些，得到的像会略大些B．暗箱应略长一些，得到的像会略大些C．暗箱应略短一些，得到的像会略小些D．暗箱应略长一些，得到的像会略小些
【答案】B
【解析】
【详解】
照相机是利用凸透镜成像原理工作的。当无水时物体在光屏(暗箱)上形成一个倒立、缩小的实像，当有水时，由于光的折射，物体感觉变浅，相当于靠近凸透镜，根据“物近像远
像变大”原则，在暗箱上得到的像会比原来的像略大一些。 故B 正确。
13．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 。
14．物体放在凸透镜的主光轴上，在距透镜40cm 处的光屏上得到一个倒立、放大的像，则该透镜的焦距可能是 A ．40cm B ．30cm
C ．20cm
D ．10cm
【答案】D 【解析】
在凸透镜成像时，得到的实像都可以用光屏承接，所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像；即2f ＞U ＞f ，v ＞2f ；
而透镜到光屏的距离为像距，即v=40cm ，所以，40cm ＞2f ，解得：20cm ＞f ，只有D 选项符合条件．故选D ．
思路分析：在凸透镜成像时，得到的实像都可以用光屏承接，而虚像则不可以，所以在光屏上得到一个倒立、放大的实像．而凸透镜成倒立、放大的实像时，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，像距大于2倍焦距，从而可以计算出该透镜的焦距．
试题点评：本题通过凸透镜成像情况，根据物距和焦距、像距和焦距的关系解不等式确定凸透镜的焦距范围．因此解答此题要求学生应具备一定的学科综合能力．需要注意的是透
镜到光屏的距离为像距．
15．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
A．若蜡烛放置在10厘米刻度线处，无论怎么移动光屏，都无法在光屏上呈现清晰的像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．若在如图位置成一个清晰的像以后，把原透镜更换为f=15cm的新透镜，则光屏应该靠近透镜才能得到一个像
【答案】C
【解析】
【详解】
A、若蜡烛放置在10厘米刻度线处，物距u=50cm﹣10cm=40cm，满足u＞2f，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=50cm﹣30cm=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=50cm﹣35cm=15 cm，满足2f＞u＞f，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、在如图位置成一个清晰的像以后，把原透镜更换为f=15cm的新透镜，，物距
u=50cm，满足u>2f，由于凸透镜的焦距增大了，则像距也会相应增大，所以应将光屏远离透镜才能得到一个像，故D错误。
故选：C。
二、初中物理声现象问题求解方法
16．医生给病人检查身体时，经常使用到听诊器，可以听到心脏跳动发出的微弱声音。下
列说法中正确的是（）
A．我们平时不能听到心跳的声音，因为这个声音属于次声波
B．听诊器增大了心脏的振幅，从而增大了声音的响度
C．听诊器是利用了固体可以传声的原理
D．医生可以判断病人的病情，是因为声音可以传递信息
【答案】D
【解析】
【详解】
A．我们平时不能听到心跳的声音，是心跳声音的强度太弱，故A错误；
BC．听诊器前端实际是一个面积较大的膜腔，被体检者体内的声波振动后，听诊器内的密闭气体随之震动，传到耳塞的一端，由于腔道狭窄，气体的震幅就比前端要大很多，医生听到传来的声音也就大了很多，故BC错误；
D．医生是根据声音传递信息来判断病人的病情，故D正确。
17．“教室外狂风暴雨，雷声大作”，这里的“雷声大作”指的是声音特征中的（）A．响度B．音调C．音色D．反射
【答案】A
【解析】
【分析】
声音的特征有音调、响度、音色；音调表示声音的高低，响度表示声音的大小，音色是声音的品质与特色。
【详解】
A．响度指声音的大小，与振幅有关，“教室外狂风暴雨，雷声大作”，这里的“雷声大作”指的是声音特征中的响度，故A正确；
B．音调指声音的高低，与发声体振动的频率有关，故B错误；
C．音色与发声体的结构和材料有关，故C错误；
D．反射指声音在传播过程中遇到障碍物又反射回来的现象，故D错误。
故选A。
18．山西民歌具有悠久的发展历史和深厚的文化底蕴，伴随着历史的足迹代代传唱。如图是某歌手在台上演唱晋北河曲民歌《走西口》的情景，关于歌手的歌声，下列说法正确的是（）
A．歌手停止演唱时麦克风还会传出她的歌声
B．歌手使用麦克风是为了提高声音的音调
C．台下观众听到的歌声是通过空气传播到人耳中的
D．优美的歌声一定不会成为噪音
【答案】C
【解析】
【分析】
(1)声音是由物体的振动产生的，振动停止，发声停止；
(2)麦克风可将声音的响度扩大，但不能提高音调；
(3)声音的传播是需要介质的，它既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播，但不能在真空中传播；
(4)凡是影响人们正常的学习、生活、休息等的一切声音，都称之为噪声。
【详解】
A．歌手停止演唱时，即声带振动停止，发声也停止，则麦克风不会再传出她的歌声，故A 错误；
B．歌手使用麦克风是为了提高声音的响度，但不能提高声音的音调，故B错误；
C．台下观众听到的歌声是通过空气传播到人耳中的，故C正确；
D．歌手们动听的歌声，如果影响了他人的休息或学习时，就属于噪声，故D错误。
故选C。
19．中华古诗词、俗语中蕴含着丰富的声学知识，下列有关理解正确的是（）A．“柴门闻犬吠，风雪夜归人”说明声音可传递信息
B．“响鼓还需重锤敲”说明声音的音调与振幅有关
C．“谁家玉笛暗飞声”中的笛声由笛管的振动产生
D．“闻其声而知其人”是根据声音的响度来辨别的
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．诗人根据听到的犬吠声，猜想大概是芙蓉山主人披风戴雪归来了，说明声音可以传递信息，故A正确；
B．重锤敲鼓时，鼓面振动幅度大，声音的响度大，所以“响鼓还要重锤敲”说明声音的响度与振幅有关，故B错误；
C．声音是由物体振动产生的，笛声是由笛管内空气柱振动产生的，故C错误；
D．不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色不同，所以“闻其声而知其人”是根据声音的音色来辨别的，故D错误。
故选A。
20．下列关于声现象的说法中，不正确的是
A．我们听到的上课铃声是由铃的振动产生的
B ．太空行走的宇航员之间可以直接对话
C ．噪声监测装置可以防止噪声的产生
D ．工人师傅们通过听机器产生的次声波来判断其工作状况 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A ．铃的振动发出声音，所以我们听到的上课铃声是由铃的振动产生的，故A 正确；A 不符合题意；
B ．太空行走的宇航员之间不可以直接对话，因为声音传播需要介质，太空中没有空气，声音不能传播，故B 错误；B 符合题意；
C ．噪声监测装置不可以防止噪声的产生，只能测量出噪声的等级，故C 错误；C 符合题意；
D ．工人师傅们通过听机器产生的声波来判断其工作状况，不是次声波，次声波是听不到的，故D 错误；D 符合题意。 故选BCD 。
21．在平直的路面上，一辆轿车正匀速驶向一座高山，司机鸣笛6s 后听到回声，若汽车行驶时的速度是20m/s ，则汽车司机听到回声时距离高山有多远？（15℃，声音在空气中的速度是340m/s ） 【答案】960m 【解析】 【分析】
司机鸣笛后，声音传到高山返回汽车时，汽车以20m/s 的速度已经前行了6s ，根据速度公式可求汽车行驶的距离；在这段时间内，声音和汽车行驶的路程之差是司机听到回声时汽车与高山距离的2倍，根据速度公式求司机听到回声时汽车与高山距离。 【详解】 由s
v t
=
可得，在6s t =的时间内，汽车行驶的距离： 1120m/s 6s 120m s v t ==?=，
声音传播的距离：
22340m/s 6s 2040m s v t ==?=，
则汽车司机听到回声时距离高山为
212040m 120m
960m 22
s s s --=
==； 答：汽车司机听到回声时距离高山960m 。 【点睛】
本题主要考查回声测距。
22．如图所示，将一把钢尺压在桌面上，一部分伸出桌面，用手拨动其伸出桌外的一端，轻拨与重拨钢尺，使钢尺振动的_______不同，则钢尺发出声音的_________就不同；若改变钢尺伸出桌面的长度，用相同的力拨尺，钢尺振动的___________不同，则钢尺发出声音的__________就不同。
【答案】幅度响度频率音调
【解析】
【分析】
声音的响度与声源振动的幅度有关，振动幅度越大，响度越大；而音调的高低与发声物体振动快慢有关，物体振动越快，音调越高。
【详解】
[1][2]轻拨与重拨钢尺，会导致钢尺振动幅度不同，响度就不同。
[3][4]改变钢尺伸出桌面的长度，用同样大小的力拨动其伸出桌面的一端，这样会导致钢尺振动的频率不同，即发声音调不同。
23．利用超声波给金属工件探伤是利用声波传递________(选填“能量”或“信息”)；为提高全体市民的防空安全意识，某市每年都要进行防空警报演练．为了使警报声传的更远，应该提高警报声的________(选填“音调”“响度”或“音色”)．
【答案】信息响度
【解析】
【详解】
利用超声波给金属工件探伤是利用声波传递信息；进行防空警报演练时，为了使警报声传的更远，应该提高警报声的响度．
【点睛】
本题考查声音可以传递信息，也可以传递能量；响度与物体振幅有关，振幅越大，响度越大，距离发声体越远，声波的振幅越小，响度越小．