競賽試題和答案：透鏡及其應用

1、、選擇題1. （2013全國初中應用物理知識競賽預賽題）如圖所示，凸透鏡的焦距為5厘米，在透鏡左側10厘米處，有一個與主光軸垂直的物體AB,在透鏡右側15厘米處放一個平面鏡，鏡面與凸透鏡的主光軸垂直，則該光具組中，物體AB的成像情況是（）A.一個倒立實像，一個倒立虛像，一個正立實像B.一個正立實像，一個正立虛像，一個倒立虛像C.一個正立虛像，一個倒立實像，一個倒立虛像D.一個正立實像，一個倒立實像，一個正立虛像答案：A。解析：物體AB通過透鏡在透鏡右側10cm處成一個倒立實像，該像通過平面鏡在平面鏡右側成一個倒立虛像，該虛像又通過透鏡在透鏡左側成一個正立實像，選項A正確。P點沿水平方向看到的應

2、該2. （2012年“志英杯”物理競賽）將筷子豎直插入裝水的玻璃杯內，從右邊俯視圖中的是左圖中的哪一個ABCDP點沿水平方向看到的應答案：Do解析：裝水的玻璃杯相當于凸透鏡，筷子成放大虛像，所以從右邊俯視圖中的該是左圖中的D,3. （2011全國初中應用物理知識競賽河南預賽）在做“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當燭焰、凸透鏡及光屏處在如圖所示的位置時，恰能在光屏上得到一個清晰的像。由此可以判斷，他所使用凸透鏡的焦距A. 一定小于8cm八B. 一定在8cm到10cm之間£HC. 一定大于20cmD. 一定在10cm到16cm之間f答案：B【解析】若在光屏上得到清晰的像是放大的像，說明燭

3、焰處于焦點和2倍焦距位置之間，焦距小于10cm；若在光屏上得到清晰的像是縮小的像，說明燭焰處于2倍焦距位置之外（物距大于2倍焦距），成像在焦點與2倍焦距位置之間，焦距大于8cm;所以他所使用凸透鏡的焦距一定在8cm到10cm之間，選項B正確。4. （1994全國初中應用物理知識競賽復賽）為了防盜，在門上裝上一個“貓眼”，使屋內的人能看清屋外的人是一個正立縮小的像，屋外面的人卻看不清屋內的人，則“貓眼”應該是：（）A.凸鏡B,凹鏡C.凹透鏡D.凸透鏡答案：C解：根據(jù)面鏡和透鏡的成像規(guī)律，能成正立縮小的像是凸鏡和凹透鏡；但要使屋內的人看屋外的人；只能用凹透鏡，選項C正確。5. （1997全國初中應

4、用物理知識競賽復賽）放映幻燈時，為了在屏幕上得到更大的像，那么應采取的措施是（）A.幻燈機離屏幕遠一些，鏡頭與幻燈片的距離調小一些B.幻燈機離屏幕遠一些，鏡頭與幻燈片的距離調大一些C.幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調大一些D.幻燈機離屏幕近一些，鏡頭與幻燈片的距離調小一些答案：A解析：放映幻燈時，為了在屏幕上得到更大的像，那么應采取的措施是減小物距（使幻燈片向鏡頭移動）增大像距（幻燈機離屏幕遠一些），選項A正確。6. （2010全國初中應用物理知識競賽河南預賽）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，當凸透鏡、光屏和蠟燭火焰的位置如圖所示時，光屏上能成一個清晰地像，則2倍焦距位置之間，所成的

5、像是倒立放大的A.所成的像是正立縮小的實像B.所成的像是倒立縮小的實像C.把蠟燭向左移動少許，光屏適當向左移動可得到更大的實像D.把蠟燭向右移動少許，光屏適當向右移動可得到更大的實像答案：D解析：根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，由圖可知，蠟燭火焰位于焦點和實像，選項AB錯誤；把蠟燭向左移動少許，光屏適當向左移動可得到減小的實像，選項C錯誤；把蠟燭向右移動少許，光屏適當向右移動可得到更大的實像，選項D正確。7. （1993全國初中物理競賽）圖中畫的是王小剛同學的眼鏡，從眼鏡判斷，他的眼睛（）A.是遠視眼8. 是近視眼C.視力正常，眼鏡是太陽鏡D.一只眼視力基本正常，另一只是近視眼答案：A【解析】：把眼鏡放在

6、紙上看到兩個眼鏡片都是放大的字，說明兩個眼鏡片都是凸透鏡，說明他的兩只眼睛都是遠視眼，選項A正確?！久麕燑c評】佩戴凸透鏡的是遠視眼，佩戴凹透鏡的近視眼。8 .有一種稱之為“七仙女”的神奇玻璃杯，空杯時什么也看不見；斟上酒，杯底立即顯現(xiàn)栩栩如生的仙女圖。下面是對仙女圖形成原因的探討，正確的是（）A.可能是酒具有化學顯影作用B.可能是酒在液面處反射，在酒中出現(xiàn)放大的像C.可能是圖片在杯底凸透鏡焦點處成放大像D.可能是斟酒后使杯底凸透鏡焦距變大，使圖片在一倍焦距以內成放大的虛像答案：D解析：仙女圖形成原因可能是斟酒后使杯底凸透鏡焦距變大，使圖片在一倍焦距以內成放大的虛像。網膜，燭焰看出現(xiàn)燭焰清晰9

7、.如圖所示，將凸透鏡看作是眼睛的晶狀體，光屏看作是眼睛的視作是被眼睛觀察的物體。拿一個近視眼鏡給“眼睛”戴上，光屏上的像，而拿走近視眼鏡則燭焰的像變得模糊。在拿走近視眼鏡后，為了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是A.將蠟燭遠離凸透鏡B.將光屏遠離凸透鏡C.將光屏靠近凸透鏡D.將光屏和蠟燭同時遠離凸透鏡答案：C解析：拿一個近視眼鏡給“眼睛”戴上，光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像說明蠟燭成像在光屏前面。為了能在光屏上重新得到清晰的像，將光屏靠近凸透鏡，或將蠟燭靠近凸透鏡，選項C正確。.10.右圖為我國發(fā)射神州9號飛船的運載火箭上“箭載攝像機”拍得火箭上升時的一幅圖片。攝像機鏡頭相當于一個凸透鏡，像

8、成在感光元件上。若拍攝該圖片時鏡頭的焦距為f,為保證成像清晰A.鏡頭到感光元件的距離v滿足的條件是v>2fB.鏡頭到感光元件的距離v滿足的條件是v<fC.物體經該鏡頭成的像是正立縮小實像D.物體經該鏡頭成的像是倒立縮小實像答案：D解析：“箭載攝像機”拍得火箭上升時的圖片，物距u大于2f，鏡頭到感光元件的距離v（像距）滿足的條件是f<v<2f,選項AB錯誤；物體經該鏡頭成的像是倒立縮小實像，選項C錯誤D正確。11.（2009河南初中應用物理知識競賽）在一個不透明的木板上，鉆一個小孔。用眼睛通過小孔可以觀察到一定的范圍，如圖所示。在小孔中嵌入一定形狀的玻璃制品，可以擴大觀察

9、范圍。則在圖中的四個截面中能夠獲得最大觀察范圍的是答案：Do解析：根據(jù)凹透鏡對光線有發(fā)散作用可知在圖中的四個截面中能夠獲得最大觀察范圍的是D?！久麕燑c評】此題中在小孔中嵌入玻璃凹透鏡后的光路如圖所示，由圖可知，在小孔中嵌入玻璃凹透鏡后可獲得最大觀察范圍。12題至15題應用光路圖解決問題16題變焦距12.（2010上海初中物理競賽題）如圖所示，F(xiàn)1、F2是凸透鏡的焦點，S是放在凸透鏡前的點光源，S'是S經凸透鏡所成的像。當光源S沿平行主軸的方向向透鏡移動時（始終保持u>f）,像S'遠離透鏡移動的情況是（）A.沿平行主軸方向S*B.沿。與S'連線方向1（FpC.乜&a

10、mp;F2與S'連線方向1V25*D.沿Fi與S'連線方向答案：C【解析】：畫出凸透鏡成像的光路圖，如圖所示。由圖可知，當光源S沿平行主軸的方向向透鏡移動時（始終保才Iu>f）,像S'遠離透鏡移動的情況是沿F2與S'連線方向，選項C正確。【名師點評】掌握透鏡成像作圖的三條特殊光線，作圖分析，可簡潔明了、事半功倍。13.（2011全國初中應用物理知識競賽初賽）用一直徑為20cm的凸透鏡正對著陽光方向，在透鏡的另一側15cm處,有一垂直于主軸的光屏，此光屏上呈現(xiàn)一個直徑是10cm的光斑，則該透鏡的焦距（）A.可能是10cmB.可能是15cmC.一一定是30cm

11、D.一定是45cm答案：A【解析】畫出凸透鏡成像光路圖如圖所示。若光屏在凸透鏡與焦點之間，則凸透鏡焦距為30cm；若光屏在凸透鏡的焦點右邊，則凸透鏡焦距為10cm;所以凸透鏡焦距可能為10cm,也可能是30cm,選項A正確。【名師點評】此題考查凸透鏡成像光路。要注意，光屏上呈現(xiàn)一個直徑是10cm的光斑，光屏可能放在凸透鏡與焦點之間，也可能放在凸透鏡的焦點右邊，因此對應兩個可能焦距值。14. （2009上海初中應用物理知識競賽）如圖所示，豎直放置的不透光物體（足夠大）中緊密嵌有一凸透鏡，透鏡左側兩倍焦距處，有一個與主光軸垂直的物體AB,在透鏡右側三倍焦距處豎直放置一平面鏡MN,鏡面與凸透鏡的主光

12、軸垂直，B、N兩點都在主光軸上，AB與MN高度相等，且與透鏡上半部分等高。遮住透鏡的下半部分，則該光具組中，物體AB的成像情況是A.兩個實像，一個虛像_I工8. 一個實像，兩個虛像B*1C.只有一個虛像|D.只有一個實像答案：D解析：畫出成像光路圖，注意題述的AB與MN高度相等，且與透鏡上半部分等高。顯然只能在2倍焦距處成一個等大的實像，選項D正確。15. （2011上海第25界初中物理競賽）平面鏡水平放置且鏡面朝上，在鏡面上方豎直放置一凸透鏡，在凸透鏡左側主光軸上兩倍焦距處有一點光源S關于點光源在該光具組中成像情況的判斷，正確的是（）A.兩個實像,兩個虛像B.兩個實像,一個虛像C. 一個實像

13、,兩個虛像D. 一個實像,三個虛像答案：A|（1）首先可以確定點光源S在凸透鏡右側兩倍焦距處可以成一個等大、倒立的實像，這個實像又可以通過平面鏡成一個虛像；（2）點光源S通過平面鏡可以成一個虛像，形成的這個的虛像又可以通過凸透鏡在第一次成的實像上再成一個等大的實像.因此會出現(xiàn)兩個實像，兩個虛像.16. （2010全國初中應用物理知識競賽）小明在用可變焦的光學照相機（一種鏡頭焦距大小可根據(jù)需要發(fā)生改變的光學照相機）給小蘭拍了一張半身照之后,保持相機和小蘭的位置不變，又給小蘭拍了一張全身照。關于這個過程對相機的調節(jié)，下列說法中正確的是（）A.焦距變大，像距也變大B.焦距變小，像距也變小C.焦距變大

14、，像距變小D.焦距變小，像距變大答案：如圖所示。答案：B【解析】：保持相機和小蘭的位置不變，即保持物像之間距離不變，又給小蘭拍全身照，即減小像距，增大B正確。物距，使小蘭（物）遠離透鏡的焦點，焦距變小，所以選項【名師點評】此題也可根據(jù)凸透鏡成像公式：1/u+1/v=1/f,得出f=uv/（u+v）,式中u+v為物像之間距離不變。照相機拍人身體照片，物距u一定大于相距v。拍全身照時物距更大，uv減小，焦距變小。二、作圖題1. （2010學而思杯”競賽）作圖：S是發(fā)光體，S是它通過凸透鏡成所的像.請畫出凸透鏡的位置并找出焦點（一個即可）答案：如圖所示。2. （2010全國初中應用物理知識競賽河南預

15、賽）下面為近視眼鏡的示意圖。請你根據(jù)近視眼的成因及矯正方法，在圖中虛線框內劃出矯正所需要的透鏡并完成矯正后的光路圖.用在卜圖的兩個方框中各畫出一種組合方式三、實驗題和填空題3. （2010“學而思杯”競賽）實驗中有時需要將一束行平光變成細平行光，這可以利用兩塊透鏡的組合來解決答案：虛凸1. 閱讀文字材料，完成后面的問題:透鏡的焦距f的長短標志著折光本領的大小，焦距越短，折光本領越大。通常把透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡的焦度，用表示，即=1/fO如果某透鏡的焦距是，它的焦度就是：=1/=2m-1.平時說的眼鏡片的度數(shù)，就是鏡片的透鏡焦度乘100的值。例如，400度遠視鏡片的透鏡角度是4m-1,它的焦距

16、是。注意：凸透鏡（遠視鏡片）的度數(shù)是正數(shù)，凹透鏡（近視鏡片）的度數(shù)是負數(shù)。如圖所示是小明的眼睛看物體時的成像情況，則他的眼病是（選填“近視”或“遠視”），需要用來矯正的透鏡是。若他所戴眼鏡鏡片的焦距為，則該鏡片的焦度為m-1,度數(shù)為度。答案：近視凹透鏡5-5002. 如下圖甲所示是現(xiàn)代城市很多路口安裝的監(jiān)控攝像頭，它可以拍下違章行駛或發(fā)生交通事故時的現(xiàn)場照片。攝像頭的鏡頭相當于一個透鏡，它的工作原理與（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）相似。如圖乙和丙是一輛汽車經過路口時與一輛自行車相撞后被先后拍下的兩張照片，由圖可以看出汽車是逐漸（選填“靠近”或“遠離”）攝像頭。乙丙答案：凸透鏡照相機

17、遠離3. （2011上海初中物理競賽復賽題）如圖所示，某同學從桌面上的近視眼鏡中看到自己身后同一個窗戶的兩個像，這兩個像為像（選填：“實”或“虛”）,是面鏡（選填：“平”、“凹”、“凸”）所成的像，解析：根據(jù)凸面鏡成正立縮小虛線可知，這兩個像為凸面鏡所成的虛像。4. (2010上海初中物理競賽題)如圖所示，兩端開口的圓筒內嵌有一凸透鏡，透鏡主光軸恰好與圓筒中軸線重合。為了測出該透鏡的焦距以及透鏡在圓筒內的位置，小李同學做如下實驗：在圓筒左側凸透鏡的主光軸上放置一點光源S,在圓筒右側垂直凸透鏡的主光軸固定一光屏，點光源S與光屏的距離為L。左右移動圓筒，當圓筒左端面距離點光源S為a時，恰好在光屏上

18、成一個清晰的像；將圓筒向右水平移動距離b,光屏上又出現(xiàn)了一個清晰的像。請你根據(jù)凸透鏡成像公式：1/u+1/v=1/f，計算出凸透鏡和圓筒左端面的距離x為，該透鏡白焦距f為4.答案訓5口-/)wHrLj【解析】，由凸透鏡成除公式+上二工，第次成像時物出相盅.即一4-=-j第一次成像時物距u-g滸匕b相臣b>即。十苒£一a-工J+7-:聯(lián)立解得卜。(L/j=2u).占口4-6Xt>J'4£5. (2010“學而思杯”競賽)小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，用裝有6個發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖甲所示.又用這種有同樣大小方格的白紙板做光屏.將發(fā)

19、光物體、凸透鏡和光屏組裝到光具座上并調整好.(1)當發(fā)光物體在a點時，如圖乙所示，在光屏上成的像如圖丙所示.則光屏上的像是倒立、的實像.將發(fā)光物體由a點移動到b點，要想找到像的位置，應移動光屏，直到 為止.(2)用這種發(fā)光物體和光屏做實驗，最主要的一條優(yōu)點是:(3)如圖乙所示，當發(fā)光物體在a點時，物與像之間的距離為Si,當發(fā)光物體在b點時，物與像之間的距離為S2,則 S&.(選填 « >"、或 « <”).發(fā)光體位置不變,(4)小明探究完凸透鏡成像規(guī)律后，接著又做了一個觀察實驗取下光屏，當眼睛在原光屏處會看到發(fā)光體的像嗎,眼睛靠近凸透鏡，是否能

20、看到像.眼睛從原光屏位置遠離凸透鏡，是否能看到像。（填“能看到”或是“不能看到”）答案：（1）縮小光屏上成清晰的像（2）便于比較像與物的大小關系（3）V（4）不能不能能6. （2009上海初中物理競賽）如圖所示，一點光源位于金屬圓筒內部軸線上A點。圓筒軸線與凸透鏡主光軸重合，光屏與圓筒軸線垂直且距離透鏡足夠遠。此時，點光源正好在光屏上形成一個清晰的像，測出此時凸透鏡與圓筒右端面B的距離為L;向右移動凸透鏡到適當位置，光屏上再次出現(xiàn)了清晰的像。由于光源位于圓筒的內部，無法直接測量出A與筒右端面的距離d,為了求出d的大小，在上述過程中還需要測量出的一個物理是；如果用N來表示該物理量的大小，則可以得

21、出d=。6.答案：第二次成像時透鏡與光屏的距離NL（可依據(jù)光路可逆的原理轉換物像距）光屏圓筒凸透鏡k解析：由當物像之間距離一定時兩次成像物距和像距互換可知在上述過程中還需要測量出的一個物理是第二次成像時透鏡與光屏的距離N,由N=d+L,可以得出d=N-Lo7. （2011上海第25界初中物理競賽）如圖所示，不透光小圓盤P和小圓形發(fā)光面S的半徑均為R,平行豎直放置，二者相距為2d。在它們正中間放置一個焦距為2d的凹透鏡，透鏡的主光軸通過P和S的圓心。在P的右側相距d處，放置一平行于圓盤面的光屏M（足夠大）。則不透光圓盤P在光屏M上形成的本影（發(fā)光面S發(fā)出的任何光線都不能進入該區(qū)域內）面積為;不透光圓盤P在光屏M上形成的半影（發(fā)光面S發(fā)出的光線中只有部分能進入該區(qū)域內）面積為。SPI-J-4了【答案】1仃/9;2071/?%解析】畫出光路圖，王曼中幾何關系和