2023-2024全國初中物理競賽試題第05講凸透鏡成像（原卷版）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁第05講凸透鏡成像（原卷版）一、單選題1．（2023·山東青島·九年級?？几傎悾┩鮼喥皆f：“面對浩瀚宇宙，其實我們都是學生”。時隔八年，王亞平再次為我們帶來了精彩的太空授課。這一次，王亞平用一個簡單圓環(huán)做成了一個特殊的大水球，然后她往大水球中央添加了一個氣泡，神奇的一幕出現(xiàn)了：水球中形成了王亞平一正一反兩個像（如圖），加入氣泡后的水球結構如圖所示。下列有關該現(xiàn)象的表述，正確的是（）A．水球中所形成的倒立的像是虛像B．水球中所形成的正立的像是虛像C．圖丙中間部分相當于兩個凸透鏡D．投影儀成像與我們看到的水球中的倒立的像相同2．（2023·湖南衡陽·九年級湖南省衡南縣第一中學校考競賽）如圖所示，當蠟燭和透鏡放在圖示位置時，通過移動光屏可以在光屏上得到與物體等大的像。若透鏡位置不變，將蠟燭移到刻度為20cm處，則（）A．移動光屏，可以在屏上得到倒立放大的像B．移動光屏，可以在屏上得到倒立縮小的像C．移動光屏，可以在屏上得到正立放大的像D．不論光屏移到什么位置，都不能在屏上得到清晰的像3．（2022秋·江蘇南京·九年級南京市科利華中學校考競賽）如圖所示，凸透鏡位于P處（圖中未畫出）位置不變，移動蠟燭，光屏先后在P同側的甲、乙兩處得到燭焰清晰的像，且甲處的像比乙處大，則（）A．甲處可能成的是虛像 B．乙處像可能是放大的C．P點位置在甲的左側 D．蠟燭的移動方向向左4．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）如圖所示，、是凸透鏡的兩個焦點，S是距凸透鏡前距離大于2倍焦距的點光源，是S經凸透鏡所成的像。當點光源S沿平行于主光軸方向向右勻速運動靠近透鏡時，像的移動情況（）A．像沿平行于主光軸方向靠近凸透鏡方向勻速運動B．像沿O與連線方向遠離凸透鏡方向移動，速度逐漸變小C．像沿平行于主光軸方向遠離凸透鏡方向移動，速度逐漸變大D．像沿與連線方向遠離凸透鏡方向移動，速度逐漸變大5．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）小明同學在做凸透鏡成像實驗時，移動光屏，在光屏上呈現(xiàn)清晰放大的像，同時他也看到透鏡表面有兩個像，其中一個是正立的，一個是倒立的，對于透鏡表面的兩個像，下列說法正確的是（）A．透鏡表面的兩個像，正立的是光的反射形成的，倒立的是光的折射形成的B．透鏡表面的兩個像，都是光照到透鏡表面反射形成的虛像C．透鏡表面的兩個像，都是光照到透鏡表面折射形成的實像D．透鏡表面的兩個像，倒立的是實像，正立的是虛像6．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）某種變焦鏡頭的變焦范圍為15mm~85mm，用這個鏡頭對著遠處的某一棟樓房拍照。當使用焦距15mm拍照時，顯示屏上所成的清晰像的高度為h1；當使用焦距85mm拍照時，顯示屏上所成的清晰像的高度為h2，則h1與h2的比值約為（）A．3∶17 B．17∶3 C．289∶9 D．9∶2897．（2021秋·河南周口·八年級河南省淮陽中學?？几傎悾┤鐖D所示，在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，凸透鏡焦距是10cm，蠟燭放在A處，位于C處的光屏（圖中未畫出）上得到了清晰的像；保持透鏡位置不變，將蠟燭移到B處，移動光屏再次得到清晰的像。關于光屏移動的方向和移動距離L屏與蠟燭移動距離L燭的大小關系，正確的是A．向右移動光屏，L屏＜L燭B．向左移動光屏，L屏＜L燭C．向左移動光屏，L屏＞L燭D．向右移動光屏，L屏＞L燭8．（2017·山東臨沂·九年級競賽）老奶奶用放大鏡看報紙，為了看到更大的清晰的像，應（）A．報紙和放大鏡不動，眼睛里報紙近一些B．報紙與放大鏡不動，眼睛離報紙遠一些C．報紙和眼睛不動，放大鏡離報紙近一些D．報紙和眼睛不動，放大鏡離報紙遠一些9．（2022秋·江西贛州·八年級校聯(lián)考競賽）如圖所示，凸透鏡的焦距為10cm，此時蠟燭在光屏上成一個清晰的像。下列說法正確的是（）A．若蠟燭燃燒變短，燭焰在光屏上的像將向下移動B．若蠟燭向遠離凸透鏡方向移動，燭焰所成的像將逐漸變大C．若保持凸透鏡位置不動，交換蠟燭和光屏的位置，能在光屏上得到倒立縮小的實像，成像規(guī)律可以應用于照相機D．若保持蠟燭和光屏位置不動，向右移動透鏡的過程中，可能會在光屏上成一個倒立等大的像10．（2022秋·陜西渭南·八年級?？几傎悾┓旁谕雇哥R主軸上焦點以內的點光源S發(fā)出的光。通過凸透鏡后的光路如圖所示。則下列說法正確的是（）A．凸透鏡可以對光線起發(fā)散作用B．凸透鏡只對平行于主光軸的光線起會聚作用C．通過凸透鏡后的光線是發(fā)散的，因為凸透鏡的作用是對光線起發(fā)散作用D．通過凸透鏡后的光線發(fā)散程度比原來小，仍然是會聚的一種現(xiàn)象11．（2021秋·河南周口·八年級河南省淮陽中學?？几傎悾┤绻簧髟谡障鄼C的鏡頭上粘上一個灰塵顆粒（如圖），那么拍攝的相片（

）A．其上部將出現(xiàn)一個黑點B．其下部將出現(xiàn)一個黑點C．其上部和下部皆無黑點D．其上部和下部各出現(xiàn)一個黑點12．（2021秋·河南周口·八年級河南省淮陽中學?？几傎悾┮皇饩€經過某光學元件后的出射光線如圖所示，則方框內放置的光學元件（

）A．只能是平面鏡或凸透鏡B．只能是凸透鏡或凹透鏡C．只能是凹透鏡或平面鏡D．平面鏡、凸透鏡和凹透鏡均可二、多選題13．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）某班同學在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，記錄并繪制了像到凸透鏡的距離v跟物體到凸透鏡的距離u之間關系的圖像，如圖所示，下列判斷正確的是（）A．凸透鏡的焦距是16cmB．當u=12cm時，在光屏上能得到一個放大的像C．把物體從距凸透鏡12cm處移動到24cm處的過程中，像逐漸變小D．當u=20cm時成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的14．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）小明用凸透鏡先后兩次觀察書本上的字，看到如圖所示的兩種情景。以下說法中正確的是（）A．甲圖中成的是虛像；乙圖中成的是實像B．甲圖中書本在凸透鏡倍焦距以外；乙圖中書本在凸透鏡倍焦距以內C．甲圖中成像規(guī)律可應用于投影儀；乙圖中成像規(guī)律可應用于照相機D．甲圖中凸透鏡靠近書本，所成的像變?。灰覉D中凸透鏡遠離書本，所成的像也變小15．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）物體的高度為12cm，與凸透鏡的主光軸垂直放置，經凸透鏡成高度為6cm的縮小像。若將物體朝透鏡方向靠近24cm，經凸透鏡成高度為30cm的放大像，則此凸透鏡的焦距大小可能為（）A．10cm B．15cm C．20cm D．25cm16．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）如圖所示，將凸透鏡固定在光具座上某位置（圖中未標出），點燃的蠟燭放在光具座上的a點，調節(jié)光屏的位置，在光屏上得到燭焰清晰縮小倒立的像，將蠟燭從a點滑到b點后，再移動光屏，屏上得到清晰的像變小，則（）A．凸透鏡位于a點左側B．凸透鏡位于b點右側C．蠟燭在a點時，物距大于二倍焦距D．蠟燭在b點時，像距大于二倍焦距三、填空題17．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）小明測焦距時先將凸透鏡和光屏的位置固定，將光源從緊貼凸透鏡的位置緩慢向外移動到某一位置，光屏上出現(xiàn)一個與透鏡直徑相近的光斑，此時固定光源、凸透鏡，再將光屏遠離透鏡，移動的過程中，若光屏上光斑的大小（選填“逐漸變大”“幾乎不變”“先變小后變大”），則說明光源到凸透鏡的距離即為凸透鏡的焦距；在準確測量焦距時，小明發(fā)現(xiàn)在光屏上光斑外側還有一個暗環(huán)，他猜想可能是凸透鏡的邊框造成的，于是他拆除邊框直接將凸透鏡固定在原位置，進行實驗驗證，發(fā)現(xiàn)暗環(huán)仍然存在。你認為暗環(huán)形成的原因是光的直線傳播和光的形成；若光源在左焦點處，光屏在右焦點處，如圖所示，請算出暗環(huán)的面積。18．（2023春·陜西渭南·九年級校考競賽）望遠鏡在戰(zhàn)地偵查中發(fā)揮著重要作用，常用望遠鏡由兩個凸透鏡組成，對光線有作用，望遠鏡物鏡的成像原理和照相機相同，成（選填“倒立”“正立”）縮小的（選填“實”“虛”）像。利用凸透鏡可以矯正（選填“近視眼”或“遠視眼”）19．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）小宇在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗，其實驗裝置的示意圖如圖1所示。a、b、c、d、e是主光軸上的五個點，F(xiàn)點和2F點分別是凸透鏡的焦點和二倍焦距點。（l）在a、b、c、d、e這五個點中：①把燭焰放在點上，可以成正立、放大的虛像，像與物在凸透鏡的側（“同”、“異”）；②把燭焰放在點上，光屏所成的像最小，放在點上，所成的像最大；③把燭焰放在點上是屬于照相機原理；④把燭焰放在點上是屬于投影儀原理；⑤當蠟燭從a點逐漸向d點移動的過程中，要得到清晰的像，光屏必須逐漸（選填“靠近”或“遠離”）透鏡，并且得到的像會逐漸（選“變大”、“變小”或“不變”）；（2）根據(jù)圖2中的坐標畫出該凸透鏡物距u和像距v的關系圖像可知該凸透鏡的焦距為cm。20．（2022秋·江西贛州·八年級校聯(lián)考競賽）小芳和媽媽到位于撫州城東撫河之畔的著名古樓——擬峴臺游玩時，用單反相機拍了兩張照片，如圖所示，如果拍攝這兩張照片時的照相機鏡頭的焦距相同，則在拍完甲照片后改拍乙照片時，應將照相機（選填“靠近”或“遠離”）拍攝對象，同時（選填“增大”或“減小”）照相機暗箱的長度。四、實驗題21．（2023春·江蘇蘇州·九年級?？几傎悾┬∶魍瑢W在學了“第四章在光的世界里”以后，找來了如下實驗器材，進一步研究光的折射和凸透鏡成像規(guī)律的問題（1）如圖甲所示，將透明的薄壁（厚度可忽略不計）方形水槽水平放置，固定在水槽底部的激光筆沿圖示方向發(fā)出一細光束，小明通過緩慢改變水槽中的水量來探究光的傳播現(xiàn)象。①為使B處的光點移至C處，應使水槽中的水量（選填“增加”或“減少”）；②若BC間距離為2cm，則水面高度的變化量h2cm（選填“>”“=”或“＜”）；（2）小明轉換實驗器材，利用圖乙的器材研究凸透鏡成像問題。①上午第二節(jié)下課后陽光明媚，他將一凸透鏡與水平地面平行放置，調節(jié)凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現(xiàn)一個最小的亮點，小明用刻度尺測出此點到凸透鏡光心的距離視為焦距，老師告訴他這個距離不是凸透鏡的焦距，小明的錯誤之處是。②如圖乙所示，當凸透鏡位于光具座上A處時，恰好在光屏上成清晰的像，若將凸透鏡向右移到B處（圖中未標出），光屏上再次成清晰的像，透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離s=（用L0、L表示）。22．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中:（1）實驗前，應調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在；（2）圖甲中光屏上所成的像是倒立（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像，生活中（選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”）利用這一原理制成；（3）完成實驗后，繼續(xù)模擬遠視眼的缺陷：給透鏡戴上遠視眼鏡，調節(jié)光屏的位置，使燭焰在光屏上成一個清晰的像；取下遠視眼鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，為使光屏上再次得到清晰的像，應將光屏（選填“遠離”或“靠近”）透鏡；（4）當光屏上呈現(xiàn)清晰的像時，不改變圖甲中蠟燭和透鏡位置：①若將凸透鏡換成焦距相同但鏡面較小的凸透鏡，再次做實驗，光屏上所成的像與原來相比（選填“變小”、“變暗”或“變不完整”）了；②若將凸透鏡換成鏡面大小相同焦距稍小的凸透鏡，再次實驗，則需將光屏（選填“向左”或“向右”）移動才能成清晰的像，光屏上所成的像與原來的像相比（選填“變大”“不變”或“變小”）；（5）如圖乙，線段AB為凸透鏡成像的物距倒數(shù)和像距倒數(shù)的對應關系，則凸透鏡焦距為cm；（6）如圖丙所示，當凸透鏡位于光具座上A處時，恰好在光屏上成清晰的像，蠟燭燃燒一段時間后，燭焰的像將位于光屏中心的方；（7）在保持（6）中蠟燭和光屏位置不變的情況下將凸透鏡向左移到B處（圖中未標出），光屏上再次成清晰的像，成的是（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的像；（8）在上述探究活動中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L0，蠟燭與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L，如圖丁所示，則該透鏡焦距f（選填“>”、“<”或“=”），透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離s=（用L0、L表示）23．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）凸透鏡是初中物理中常見的光學器材，小明所在的實驗小組對凸透鏡進行以下實驗。(1)他們決定先從測凸透鏡的焦距開始，如圖所示：①在光屏中央畫一個與凸透鏡直徑相同的圓，找出圓心O'。②將光源、凸透鏡和光屏放在光具座上，調節(jié)它們的高度，使光源、凸透鏡光心和在同一水平直線上。③固定凸透鏡的位置，將光源從緊貼凸透鏡的位置緩慢向外移動，直到光屏上的光斑，就可以從光具座上讀出凸透鏡的焦距。④為了驗證測出的焦距值是否準確，小明提出可以左右移動光屏，若光屏上的光斑大小不變，則測出的焦距準確。若向右移動光屏，光斑變大，說明本次測出的凸透鏡的焦距比真實值。(2)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中①他們調整實驗器材，使燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的上。②隨著蠟燭越燒越短，小明發(fā)現(xiàn)燭焰的像成在光屏上方，要想使像成在光屏中央，應把凸透鏡向（選填“上”或“下”）調節(jié)。③為了使光源更加穩(wěn)定，小明用發(fā)光二極管按“F”字樣拼裝在不透明的紙板上替代燭焰，使“F”正立面對凸透鏡，如圖乙所示，給二極管通電，移動光屏至圖示位置，此時恰從M處看到光屏上呈現(xiàn)一個清晰的像，此像是倒立（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的像，像的形狀是圖中的（填寫序號）24．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）小明在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中：（1）如圖1，讓一束平行于主光軸的平行光射向凸透鏡，移動光屏，直到在光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距為cm。（2）如圖2，要使像成在光屏的中央，應將光屏向調整（選填“上”或“下”）。（3）當燭焰距離凸透鏡12cm處時，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰的像，生活中的就是利用這個原理制成的。（4）當燭焰逐漸遠離凸透鏡時，燭焰所成的實像將（選填“變大”或“變小”）。（5）蠟燭、凸透鏡、光屏的位置如圖，此時光屏上得到了一個清晰的像，這個像是倒立、（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的實像。（6）隨著實驗的進行，蠟燭在逐漸變短，出現(xiàn)了如圖甲所示現(xiàn)象，為了把像調整到光屏中央，應選。A．將蠟燭向下移動

B．將凸透鏡向下移動

C．將光屏向下移動（7）在上一步實驗獲得清晰的像后，小明取了一副近視眼鏡放在凸透鏡前（如圖乙），要使光屏上再次成清晰的像，可將蠟燭向（左/右）移。（8）如圖，蠟燭在光具座上A處向左移動距離s到C，為在光屏上再次成清晰的像，則他應將光屏向左移動，光屏移動距離為s′s（填“>”“=”或“<”）。25．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）某同學利用圖示裝置來研究凸透鏡成像．

（1）如圖所示，當凸透鏡位于光具座上A處時，恰好在光屏上成清晰的像，成的是（正立/倒立）的像．蠟燭燃燒一段時間后，燭焰的像將位于光屏中心的方；（2）在保持（1）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標出），光屏上再次成清晰的像，成的是（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的像；

（3）在上述探究活動中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L0，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L，如圖所示，則該透鏡焦距fL（選填“＞”、“＜”或“=”），透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離S=（用L0、L表示）．（4）當光屏上呈現(xiàn)清晰的像時，保持發(fā)光體“F”和凸透鏡位置不變，取一只與原實驗中焦距相同但鏡面直徑較小的凸透鏡，替代原來的凸透鏡再次實驗，所成的像與原來的像相比，你可觀察到的現(xiàn)象有．五、作圖題26．（2023春·陜西渭南·九年級校考競賽）凸透鏡也可以成正立放大的虛像，請你利用凸透鏡三條特殊光線畫出蠟燭燭焰S的像S′的光路圖。

27．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）完成下面兩個光路圖28．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）如圖甲所示，是凹透鏡的三條特殊光線畫法。實際上凹透鏡也可以成像，物體經凹透鏡所成的像是正立縮小的虛像。如圖乙所示，MN是主光軸，A'B'是物體AB通過凹透鏡所成的像，請你根據(jù)凹透鏡的三條特殊光線，在乙圖中畫出凹透鏡的位置并標出其中一個焦點的位置。（保留作圖痕跡）29．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）有一點光源S，它在平面鏡中的像與凸透鏡的焦點F重合，S發(fā)出的一條光線經平面鏡反射后，反射光線為a，如圖所示，并且光線a經凸透鏡折射后的折射光線與凸透鏡的光軸平行。請在圖中畫出：（1）凸透鏡的焦點F；（2）點光源S的位置。六、綜合題30．（2022秋·全國·八年級校聯(lián)考競賽）閱讀下列短文，完成下列小題的填空：人類的眼睛很像一架照相機，眼睛與照相機的不同之處是：人的眼睛是通過調節(jié)晶狀體的彎曲程度，改變晶狀體的焦距來獲得清晰的實像，如圖所示；普通照相機是在物距確定的情況下通過改變像距使像變得清晰。由眼睛的調節(jié)作用所能看清楚的最遠點，叫遠點，正常眼的遠點在極遠處；眼睛所能看清楚的最近點，叫近點，正常眼的近點約距眼睛10cm。眼睛是人體的重要器官，長時間的用眼，如看書、看電視、計算機，都可以引起眼睛的疲勞，連續(xù)看書或屏幕一小時以上應讓眼睛休息一下，休息的較好方法是看看遠處或看看綠色的植物或花朵。看物體時間較長也不易感到疲勞的距離叫明視距離，正常眼的明視距離為25cm。據(jù)調查，我國低視力近千萬人，尤其是在兒童及青少年當中，患病率極高。全國學生體質健康調研最新數(shù)據(jù)表明，我國小學生近視眼發(fā)病率為