競賽試題和透鏡及其應用

一、選擇題1.（2013

全國初中應用物理知識比賽初賽題）以下圖，凸面鏡的焦距為

5厘米，在透鏡左邊

l0厘米處，有一個與主光軸垂直的物體

AB，在透鏡右邊

15厘米處放一個平面鏡，鏡面與凸面鏡的主光軸垂直，則該光具組中，物體

AB的成像狀況是

()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。分析：物體AB經(jīng)過透鏡在透鏡右邊10cm處成一個倒立實像，該像經(jīng)過平面鏡在平面鏡右邊成一個倒立虛像，該虛像又經(jīng)過透鏡在透鏡左邊成一個正立實像，選項

A正確。2.（2012

年“志英杯”物理比賽）將筷子豎直插入裝水的玻璃杯內，從右邊俯視圖中的

P點沿水平方向看到的應當是左圖中的哪一個答案：D。分析：裝水的玻璃杯相當于凸面鏡，筷子成放大虛像，所以從右邊俯視圖中的P點沿水平方向看到的應該是左圖中的D，3.（2011全國初中應用物理知識比賽河南初賽）在做“研究凸面鏡成像規(guī)律”的實驗中，當燭焰、凸面鏡及光屏處在以下圖的地點時，恰能在光屏上獲取一個清楚的像。由此能夠判斷，他所使用凸面鏡的焦距A．必定小于8cmB．必定在8cm到10cm之間C．必定大于20cmD．必定在10cm到16cm之間答案：

B【分析】若在光屏上獲取清楚的像是放大的像，說明燭焰處于焦點和

2倍焦距地點之間，焦距小于

10cm；若在光屏上獲取清楚的像是減小的像，說明燭焰處于

2倍焦距地點以外

(物距大于

2倍焦距

)，成像在焦點與

2倍焦距地點之間，焦距大于

8cm；所以他所使用凸面鏡的焦距必定在

8cm

到10cm

之間，選項

B正確。4．（1994

全國初中應用物理知識比賽復賽）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減小的像，屋外面的人卻看不清屋內的人，則“貓眼”應當是：

（）A．凸鏡

B．凹鏡

C．凹面鏡

D．凸面鏡答案：C解：依據(jù)面鏡和透鏡的成像規(guī)律，能成正立減小的像是凸鏡和凹面鏡；但要使屋內的人看屋外的人；只好用凹面鏡，選項C正確。5．（1997全國初中應用物理知識比賽復賽）放映幻燈時，為了在屏幕上獲取更大的像，那么應采納的舉措是（）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分析：放映幻燈時，為了在屏幕上獲取更大的像，那么應采納的舉措是減小物距（使幻燈片向鏡頭挪動），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比賽河南初賽）在“研究凸面鏡成像規(guī)律”的實驗中，當凸面鏡、光屏和蠟燭火焰的地點以下圖時，光屏上能成一個清楚地像，則A.所成的像是正立減小的實像B.所成的像是倒立減小的實像C.把蠟燭向左挪動少量，光屏適合向左挪動可獲取更大的實像D.把蠟燭向右挪動少量，光屏適合向右挪動可獲取更大的實像答案：

D分析：依據(jù)凸面鏡成像規(guī)律，由圖可知，蠟燭火焰位于焦點和

2倍焦距地點之間，所成的像是倒立放大的實像，選項

AB錯誤；把蠟燭向左挪動少量，光屏適合向左挪動可獲取減小的實像，選項

C錯誤；把蠟燭向右挪動少量，光屏適合向右挪動可獲取更大的實像，選項

D正確。7．（1993全國初中物理比賽）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B．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，另一不過近視眼答案：A【分析】：把眼鏡放在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面鏡，說明他的兩只眼睛都是遠視眼，選項A正確?！久麕熢u論】佩帶凸面鏡的是遠視眼，佩帶凹面鏡的近視眼。8．有一種稱之為“七仙女”的奇特玻璃杯，空杯時什么也看不見；斟上酒，杯底立刻展現(xiàn)繪聲繪色的仙女圖。下面是對仙女圖形成原由的商討，正確的選項是（）A．可能是酒擁有化學顯影作用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面鏡焦點處成放大像D．可能是斟酒后使杯底凸面鏡焦距變大，使圖片在一倍焦距之內成放大的虛像答案：D分析：仙女圖形成原由可能是斟酒后使杯底凸面鏡焦距變大，使圖片在一倍焦距之內成放大的虛像。9.以下圖，將凸面鏡看作是眼睛的晶狀體，光屏看作是眼睛的視

網(wǎng)膜，燭焰看作是被眼睛察看的物體。拿一個近視眼鏡給“眼睛”戴上，光屏上

出現(xiàn)燭焰清楚的像，而拿走近視眼鏡則燭焰的像變得模糊。在拿走近視眼鏡后，為了能在光屏上從頭獲取清楚的像，以下操作可行的是A．將蠟燭遠離凸面鏡B．將光屏遠離凸面鏡C．將光屏湊近凸面鏡D．將光屏和蠟燭同時遠離凸面鏡答案：C分析：拿一個近視眼鏡給“眼睛”戴上，光屏上出現(xiàn)燭焰清楚的像說明蠟燭成像在光屏前面。為了能在光屏上從頭獲取清楚的像，將光屏湊近凸面鏡，或將蠟燭湊近凸面鏡，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”拍得火箭上漲時的一幅圖片。攝像機鏡頭相當于一個凸面鏡，像成在感光元件上。若拍攝該圖片刻鏡頭的焦距為f，為保證成像清楚A．鏡頭到感光元件的距離

v知足的條件是

v>2fB．鏡頭到感光元件的距離

v知足的條件是

v<fC．物體經(jīng)該鏡頭成的像是正立減小實像D．物體經(jīng)該鏡頭成的像是倒立減小實像答案：

D分析：“箭載攝像機”拍得火箭上漲時的圖片，物距

u大于

2f，鏡頭到感光元件的距離

v(像距)知足的條件是f<v<2f，選項

AB錯誤；物體經(jīng)該鏡頭成的像是倒立減小實像，選項

C錯誤

D正確。11．（2009河南初中應用物理知識比賽）在一個不透明的木板上，鉆一個小孔。用眼睛經(jīng)過小孔能夠察看到必定的范圍，以下圖。在小孔中嵌入必定形狀的玻璃制品，能夠擴大察看范圍。則在圖中的四個截面中能夠獲取最大察看范圍的是答案：D。分析：依據(jù)凹面鏡對光芒有發(fā)散作用可知在圖中的四個截面中能夠獲取最大察看范圍的是D?！久麕熢u論】本題中在小孔中嵌入玻璃凹面鏡后的光路以下圖，由圖可知，在小孔中嵌入玻璃凹面鏡后可獲取最大察看范圍。12題至15題應用光路圖解決問題16題變焦距12.（2010上海初中物理比賽題）以下圖，F(xiàn)、F是凸面鏡的焦點，S是放在凸面鏡前的點光源，S’是S經(jīng)凸透12鏡所成的像。當光源S沿平行主軸的方向向透鏡挪動時(一直保持u>f)，像S’遠離透鏡挪動的狀況是()A．沿平行主軸方向B．沿

O與

S’連線方向C．沿

F2與

S’連線方向D．沿

F1與

S’連線方向答案：C【分析】：畫出凸面鏡成像的光路圖，以下圖。由圖可知，當光源保持u>f)，像S’遠離透鏡挪動的狀況是沿F2與S’連線方向，選項

S沿平行主軸的方向向透鏡挪動時C正確。

(一直【名師評論】掌握透鏡成像作圖的三條特別光芒，作圖剖析，可簡短了然、事半功倍。13．（2011全國初中應用物理知識比賽初賽）用向來徑為20cm的凸面鏡正對著陽光方向，在透鏡的另一側

15cm

處，有一垂直于主軸的光屏，此光屏上體現(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．必定是

30cmD．必定是

45cm答案：A【分析】畫出凸面鏡成像光路圖以下圖。若光屏在凸面鏡與焦點之間，則凸面鏡焦距為凸面鏡的焦點右邊，則凸面鏡焦距為10cm；所以凸面鏡焦距可能為10cm，也可能是30cm，選項

30cm；若光屏在A正確?！久麕熢u論】本題考察凸面鏡成像光路。要注意，光屏上體現(xiàn)一個直徑是

10cm

的光斑，光屏可能放在凸面鏡與焦點之間，也可能放在凸面鏡的焦點右邊，所以對應兩個可能焦距值。14．（2009上海初中應用物理知識比賽）以下圖，豎直擱置的不透光物體

(足夠大

)中密切嵌有一凸面鏡，透鏡左側兩倍焦距處，有一個與主光軸垂直的物體

AB，在透鏡右邊三倍焦距處豎直擱置一平面鏡

MN，鏡面與凸面鏡的主光軸垂直，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的成像狀況是A．兩個實像，一個虛像B．一個實像，兩個虛像C．只有一個虛像D．只有一個實像答案：

D分析：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。明顯只好在

2倍焦距處成一個等大的實像，選項

D正確。15.（2011上海第25界初中物理比賽）平面鏡水平擱置且鏡面向上，在鏡面上方豎直擱置一凸面鏡，在凸面鏡左邊主光軸上兩倍焦距處有一點光源S,對于點光源在該光具組中成像狀況的判斷，正確的選項是（）A．兩個實像，兩個虛像B．兩個實像，一個虛像C．一個實像，兩個虛像D．一個實像，三個虛像答案：A（1）第一能夠確立點光源S在凸面鏡右邊兩倍焦距處能夠成一個等大、倒立的實像，這個實像又能夠經(jīng)過平面鏡成一個虛像；（2）點光源S經(jīng)過平面鏡能夠成一個虛像，形成的這個的虛像又能夠經(jīng)過凸面鏡在第一次成的實像上再成一個等大的實像．所以會出現(xiàn)兩個實像，兩個虛像．16.（2010全國初中應用物理知識比賽）小明在用可變焦的光學照相機（一種鏡頭焦距大小可依據(jù)需要發(fā)生改變的光學照相機)給小蘭拍了一張半身照以后，保持相機和小蘭的地點不變，又給小蘭拍了一張渾身照。對于這個過程對相機的調理，以下說法中正確的選項是()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，像距變小D.焦距變小，像距變大答案：B【分析】：保持相機和小蘭的地點不變，即保持物像之間距離不變，又給小蘭拍渾身照，即減小像距，增大物距，使小蘭（物）遠離透鏡的焦點，焦距變小，所以選項B正確?！久麕熢u論】本題也可依據(jù)凸面鏡成像公式：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必定大于相距v。拍渾身照時物距更大，uv減小，焦距變小。二、作圖題1.（2010“學而思杯”比賽）作圖：S是發(fā)光體，S是它經(jīng)過凸面鏡成所的像.請畫出凸面鏡的地點并找出焦點（一個即可）答案：以下圖。2.（2010全國初中應用物理知識比賽河南初賽）下邊為近視眼鏡的表示圖。請你依據(jù)近視眼的成因及改正方法，在圖中虛線框內劃出改正所需要的透鏡并達成改正后的光路圖答案：以下圖。3.（2010“學而思杯”比賽）實驗中有時需要將一束行平光變?yōu)榧毱叫泄?，這能夠利用兩塊透鏡的組合來解決.請在以下圖的兩個方框中各畫出一種組合方式.三、實驗題和填空題1．閱讀文字資料，達成后邊的問題：透鏡的焦距f的長短標記著折光本事的大小，焦距越短，折光本事越大。往常把透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡的焦度，用Φ表示，即Φ=1/f。假如某透鏡的焦距是，它的焦度就是：Φ=1/=2m-1.平常說的眼鏡片的度數(shù)，就是鏡片的透鏡焦度乘100的值。比如，400度遠視鏡片的透鏡角度是4m-1，它的焦距是。注意：凸面鏡（遠視鏡片）的度數(shù)是正數(shù)，凹面鏡（近視鏡片）的度數(shù)是負數(shù)。以下圖是小明的眼睛看物體時的成像狀況，則他的眼病是（選填“近視”或“遠視”），需要用來改正的透鏡是。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：近視凹面鏡5-5002．以以下圖甲所示是現(xiàn)代城市好多路口安裝的監(jiān)控攝像頭，它能夠拍下違章行駛或發(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”）相像。如圖乙和丙是一輛汽車經(jīng)過路口時與一輛自行車相撞后被先后拍下的兩張照片，由圖能夠看出汽車是漸漸_________（選填“湊近”或“遠離”）攝像頭。答案：凸面鏡照相機遠離3.（2011上海初中物理比賽復賽題）以下圖，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，答案：虛凸分析：依據(jù)凸面鏡成正立減小虛線可知，這兩個像為凸面鏡所成的虛像。4.（2010上海初中物理比賽題）以下圖，兩頭張口的圓筒內嵌有一凸面鏡，透鏡主光軸恰巧與圓筒中軸線重合。為了測出該透鏡的焦距以及透鏡在圓筒內的地點，小李同學做以下實驗：在圓筒左邊凸面鏡的主光軸上擱置一點光源S，在圓筒右邊垂直凸面鏡的主光軸固定一光屏，點光源S與光屏的距離為L。左右挪動圓筒，當圓筒左端面距離點光源S為a時，恰幸虧光屏上成一個清楚的像；將圓筒向右水平挪動距離b，光屏上又出現(xiàn)了一個清楚的像。請你依據(jù)凸面鏡成像公式：1/u+1/v=1/f，計算出凸面鏡和圓筒左端面的距離x為_____，該透鏡的焦距f為__________。5.（2010“學而思杯”比賽）小明在“研究凸面鏡成像規(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.又用這類有相同大小方格的白紙板做光屏.將發(fā)光物體、凸面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點挪動到b點，要想找到像的地點，應挪動光屏，直到____________為止.（2）用這類發(fā)光物體和光屏做實驗，最主要的一條長處是：___________________.（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S1，當發(fā)光物體在b點時，物與像之間的距離為2S，則S1S2.(選填“>”、“=”或“<”)（4）小明研究完凸面鏡成像規(guī)律后，接著又做了一個察看實驗.發(fā)光體地點不變，取下光屏，當眼睛在原光屏處會看到發(fā)光體的像嗎

，眼睛湊近凸面鏡，能否能看到像

.眼睛從原光屏地點遠離凸面鏡，能否能看到像

。（填“能看到”或是“不可以看到”

）答案：（1）減小光屏上成清楚的像（2）便于比較像與物的大小關系（3）＜（4）不可以不可以能6.（2009

上海初中物理比賽）以下圖，一點光源位于金屬圓筒內部軸線上

A點。圓筒軸線與凸面鏡主光軸重合，光屏與圓筒軸線垂直且距離透鏡足夠遠。此時，點光源正幸虧光屏上形成一個清楚的像，測出此時凸面鏡與圓筒右端面B的距離為L；向右挪動凸面鏡到適合地點，光屏上再次出現(xiàn)了清楚的像。因為光源位于圓筒的內部，沒法直接丈量出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丈量出的一個物理是；假如用該物理量的大小，則能夠得出d=。6.答案：第二次成像時透鏡與光屏的距離N—L（可依照光路可逆的原理變換物像距）

N來表示分析：由當物像之間距離一準時兩次成像物距和像距交換可知在上述過程中還需要丈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，能夠得出d=N—L。7.（2011上海第25界初中物理比賽）以下圖，不透光小圓盤P和小圓形發(fā)光面S的半徑均為R，平行豎直擱置，兩者相距為

2d。在它們正中間擱置一個焦距為

2d的凹面鏡，透鏡的主光軸經(jīng)過

P和

S的圓心。在

P的右邊相距

d處，擱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)出的任何光芒都不可以進入該地區(qū)內）

面積為_____