2023-2024全国初中物理竞赛试题第05讲凸透镜成像（原卷版）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页第05讲凸透镜成像（原卷版）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∶17 B．17∶3 C．289∶9 D．9∶2897．（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16cmB．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．10cm B．15cm C．20cm D．25cm16．（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h2cm（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“>”、“<”或“=”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=（用L0、L表示）23．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）凸透镜是初中物理中常见的光学器材，小明所在的实验小组对凸透镜进行以下实验。(1)他们决定先从测凸透镜的焦距开始，如图所示：①在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心O'。②将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和在同一水平直线上。③固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距。④为了验证测出的焦距值是否准确，小明提出可以左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不变，则测出的焦距准确。若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值。(2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中①他们调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的上。②随着蜡烛越烧越短，小明发现烛焰的像成在光屏上方，要想使像成在光屏中央，应把凸透镜向（选填“上”或“下”）调节。③为了使光源更加稳定，小明用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上替代烛焰，使“F”正立面对凸透镜，如图乙所示，给二极管通电，移动光屏至图示位置，此时恰从M处看到光屏上呈现一个清晰的像，此像是倒立（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像，像的形状是图中的（填写序号）24．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：（1）如图1，让一束平行于主光轴的平行光射向凸透镜，移动光屏，直到在光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为cm。（2）如图2，要使像成在光屏的中央，应将光屏向调整（选填“上”或“下”）。（3）当烛焰距离凸透镜12cm处时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的像，生活中的就是利用这个原理制成的。（4）当烛焰逐渐远离凸透镜时，烛焰所成的实像将（选填“变大”或“变小”）。（5）蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图，此时光屏上得到了一个清晰的像，这个像是倒立、（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的实像。（6）随着实验的进行，蜡烛在逐渐变短，出现了如图甲所示现象，为了把像调整到光屏中央，应选。A．将蜡烛向下移动

B．将凸透镜向下移动

C．将光屏向下移动（7）在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前（如图乙），要使光屏上再次成清晰的像，可将蜡烛向（左/右）移。（8）如图，蜡烛在光具座上A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向左移动，光屏移动距离为s′s（填“>”“=”或“<”）。25．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）某同学利用图示装置来研究凸透镜成像．

（1）如图所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，成的是（正立/倒立）的像．蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的方；（2）在保持（1）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，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，成的是（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像；

（3）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图所示，则该透镜焦距fL（选填“＞”、“＜”或“=”），透镜先后两次所在位置A、B之间的距离S=（用L0、L表示）．（4）当光屏上呈现清晰的像时，保持发光体“F”和凸透镜位置不变，取一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜，替代原来的凸透镜再次实验，所成的像与原来的像相比，你可观察到的现象有．五、作图题26．（2023春·陕西渭南·九年级校考竞赛）凸透镜也可以成正立放大的虚像，请你利用凸透镜三条特殊光线画出蜡烛烛焰S的像S′的光路图。

27．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）完成下面两个光路图28．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）如图甲所示，是凹透镜的三条特殊光线画法。实际上凹透镜也可以成像，物体经凹透镜所成的像是正立缩小的虚像。如图乙所示，MN是主光轴，A'B'是物体AB通过凹透镜所成的像，请你根据凹透镜的三条特殊光线，在乙图中画出凹透镜的位置并标出其中一个焦点的位置。（保留作图痕迹）29．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）有一点光源S，它在平面镜中的像与凸透镜的焦点F重合，S发出的一条光线经平面镜反射后，反射光线为a，如图所示，并且光线a经凸透镜折射后的折射光线与凸透镜的光轴平行。请在图中画出：（1）凸透镜的焦点F；（2）点光源S的位置。六、综合题30．（2022秋·全国·八年级校联考竞赛）阅读下列短文，完成下列小题的填空：人类的眼睛很像一架照相机，眼睛与照相机的不同之处是：人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的实像，如图所示；普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。由眼睛的调节作用所能看清楚的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处；眼睛所能看清楚的最近点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。眼睛是人体的重要器官，长时间的用眼，如看书、看电视、计算机，都可以引起眼睛的疲劳，连续看书或屏幕一小时以上应让眼睛休息一下，休息的较好方法是看看远处或看看绿色的植物或花朵。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼的明视距离为25cm。据调查，我国低视力近千万人，尤其是在儿童及青少年当中，患病率极高。全国学生体质健康调研最新数据表明，我国小学生近视眼发病率为