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透镜及其应用 专题分层练
类型一 物距、像距大小与成像大小的关系
1．小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时,所用凸透镜的焦距为f,保持凸透镜位置不变,如图所示,
先后使烛焰位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置,则烛焰位于a点时,屏上出现的实像最
(选填“大”或“小”),烛焰位于 (选填“a”“b”“c”或“d”)点时,成正立、放大的虚像。
【答案】小；d
【解析】图中a点处,u>2f,成倒立、缩小的实像; b、c点处,f2f),接着把物距调整为刚才的一半,则此时的物距应大于焦距(u'>f);若此时的物距大于二倍焦距时,
成的是倒立、缩小的实像;若此时的物距等于二倍焦距时,成的是倒立、等大的实像;若此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间时,成的是倒立、放大的实像;由此可知,光屏上的像可能是放大的,可能是缩
小的,也可能是等大的,故D正确。
5．用凸透镜成像时，定义像与物的大小之比为“放大率”，则在物体成像的情况下（ ）
A．物距一定时，焦距越小放大率越大
B．物距一定时，焦距越大放大率越大
C．焦距一定时，物体离透镜越近放大率越大
D．焦距一定时，物体离同侧焦点越近放大率越大
【答案】D
【解析】：A、由凸透镜成像公式可得 ，而像与物的大小之比等于像距与物距之比，所以
“放大率”k= ，由此可知，物距一定时，焦距越小放大率越小，故A错误；
B、若物距小于焦距，物距一定时，焦距越大放大率越小，故B错误；
C、焦距一定时，若物距小于焦距，物体离透镜越近放大率越小，故C错误；
D、焦距一定时，物体离同侧焦点越近放大率越大，故D正确．
类型二 “物近像远像变大”“物远像近像变小”的应用
6．近年来流行一种“自拍神器”给旅行者自拍带来方便,如图所示,与直接拿手机自拍相比,利用
“自拍神器”可以(B D)
A．增大像距 B．增大像的大小 C．缩短景物到镜头距离 D．增大取景范围
【答案】D
【解析】凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小。“自拍神器”与直接拿手机自拍相比,利用自
拍杆可以增大物距,减小像距,减小人像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果,故D正
确,A、B、C错误。
7．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,所用凸透镜焦距为10 cm,当蜡烛从如图所示的A位置逐
渐移到B位置的过程中,像距及其像的变化情况是( )
A．像距增大,像变大 B．像距减小,像变大C．像距减小,像变小 D．像距增大,像变小
【答案】A
【解析】凸透镜的焦距是10 cm,将点燃的蜡烛从A位置逐渐移到B位置的过程中,由于物距减小,则
像距变大,像变大。
8．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,凸透镜焦距为10 cm,把蜡烛放在凸透镜前18 cm处,光屏
上可承接到烛焰放大、倒立、清晰的实像,然后保持凸透镜位置不变,将蜡烛缓慢向凸透镜靠近,最终
停在距凸透镜12 cm处,为在光屏上得到烛焰清晰的实像,则光屏的移动方向和光屏上所得到像的大
小变化分别是( )
A．靠近凸透镜,变大 B．远离凸透镜,变大
C．靠近凸透镜,变小 D．远离凸透镜,变小
【答案】B
【解析】凸透镜焦距为10 cm,最终停在距凸透镜12 cm处,u>f,在蜡烛移动过程中凸透镜成实像,保持
凸透镜位置不变,将蜡烛缓慢向凸透镜靠近,物距减小,则像距增大,像变大,即光屏需向远离透镜的方
向移动,并且光屏上的像会变大。
9．为保护人民的安全,满足城市治安防控和管理的需要,国家在公共聚集地区安装了先进的360°高清
摄像头,它的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示,某犯罪嫌
疑人在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像
保持清晰),下列说法正确的是 ( )
A．如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在b点
B．如果该人远离镜头,镜头的焦距会变短
C．如果该人靠近镜头,镜头的聚光能力会减弱
D．如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在b点
【答案】D
【解析】如果该人远离镜头,物距变大,像距要相对变小,不改变镜头和成像板之间的距离,则应通过增
大凸透镜的焦距,来使像距相对变小,才能在屏上得到清晰的像,所以镜头的焦点将可能变在c点,故
A、B错误;如果该人靠近镜头,物距减小,像距要相对增大,不改变镜头和成像板之间的距离时,则应通
过减小凸透镜的焦距,来使像距相对变大,才能在屏上得到清晰的像,所以镜头的焦点可能变在a、b点,
此时镜头的聚光能力增强,故C错误,D正确。
类型三 凸透镜焦距的判定
10．用手机看视频,图像太小,屏幕放大器(凸透镜)来帮忙,小明通过透镜可看到放大了的图像,如图所
示,手机距离透镜15 cm,凸透镜的焦距可能为(B A)A．20 cm B．15 cm C．10 cm D．5 cm
【答案】A
【解析】由图可知,凸透镜成正立、放大的虚像,所以u15 cm。B、C、D均不符合题意,A
符合题意。
11．在“探究凸透镜成像的规律”时,当烛焰离透镜14 cm时成放大的实像,当烛焰离透镜8 cm时成
放大的虚像,则这个透镜的焦距可能是( )
A．4 cm B．7 cm C．10 cm D．16 cm
【答案】C
【解析】当烛焰离透镜14 cm时,得放大的实像,则物体在一倍焦距和二倍焦距之间,即2f>14 cm>f,所
以7 cm2f、2f>10 cm>f,解得7.5 cm>f>5 cm。
13．某同学在做透镜成像的实验时,将一支点燃的蜡烛放在距离透镜20 cm的地方,当它向透镜移动
时,其倒立的像移动速度大于蜡烛移动速度,则可判断此透镜( )
A．是凸透镜,焦距为20 cm B．是凸透镜,焦距可能为15 cm
C．是凸透镜,焦距为10 cm D．是凹透镜,焦距可能为15 cm
【答案】B
【解析】蜡烛经透镜成倒立的像,说明此透镜一定是凸透镜,故D错误;蜡烛放在距离透镜20 cm的地
方,当它向透镜移动时,其倒立的像移动速度大于蜡烛移动速度,说明蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍
焦距之间,所以2f>20 cm>f,所以20 cm>f>10 cm。所以A、C错误,B正确。
14．在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时,恰能在光屏
上得到一个清晰的像。由此判断这个凸透镜的焦距可能是( )
A．大于20 cm B．14 cm C．小于8 cm D．9 cm
【答案】D
【解析】由图可知:u=20 cm,v=16 cm,且u>v;由凸透镜成像规律可知:此时的像是倒立、缩小的实像;
则u=20 cm>2f,2f>16 cm>f,解得10 cm>f>8 cm。类型四 凸透镜成像规律在生活中的应用
15．如图所示,用手机摄像头(相当于凸透镜)扫描二维码向商家进行支付,给人们生活带来了许多方便。
扫码时,二维码应位于摄像头的 ,要使屏幕上二维码的像变小,只需将手机
(选填“靠近”或“远离”)二维码。
【答案】二倍焦距以外；远离
【解析】用手机摄像头扫描二维码和照相机的原理相同,即u>2f,成倒立、缩小的实像,所以二维码放
在摄像头二倍焦距以外的地方。要使屏幕上二维码的像变小,由凸透镜成实像的规律可知,应使像距
变小,物距增大,所以手机要远离二维码。
16．为加强交通管理和社会治安,临沂市安装了“海燕系统”,该系统具有跟踪、抓拍及人脸识别功
能。如图所示,系统摄像机的镜头是 透镜,拍摄时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是
。
【答案】凸；u>2f
【解析】摄像头的镜头相当于凸透镜,u>2f时,成倒立、缩小的实像。可应用于照相机和摄像头,拍摄
时车辆和行人离镜头的距离应满足的条件是u>2f。
17．当汽车经过十字路口时,监控摄像头就会拍下照片。摄像头相当于一个透镜,影像传感器相当于
光屏。下列说法正确的是( )
A．监控摄像头和近视眼镜的镜片都对光有会聚作用
B．拍照时,汽车位于摄像头二倍焦距以外
C．当汽车远离摄像头时,影像传感器上的像变大
D．影像传感器上成的是正立的虚像
【答案】B
【解析】监控摄像头相当于凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用;近视眼镜的镜片是凹透镜,凹透镜对光
线有发散作用,故A错误;监控摄像头是利用物体在二倍焦距以外,成倒立、缩小实像的原理工作的,即
影像传感器上成的是倒立、缩小的实像,故B正确,D错误;凸透镜成实像时,物远像近像变小,则当汽
车远离摄像头时,影像传感器上的像变小,故C错误。
18．如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪,它能将手机上的画面放大投射到白墙
上。下列说法正确的是(CB )A．手机到透镜的距离应大于透镜的两倍焦距
B．墙上呈现的是手机画面的正立、放大的虚像
C．制作简易投影仪的透镜,可以制作老花镜镜片
D．要使墙上的像变大,应增大手机与透镜间的距离
【答案】C
【解析】根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于一倍焦距,小于二倍焦距,故A错误;投
影仪成的像是倒立、放大的实像,故B错误;投影仪利用凸透镜成像的规律,老花镜镜片也是凸透镜,因
此,制作简易投影仪的透镜,可以制作老花镜镜片,故C正确;要使墙上的像变大,根据物近像远像变大
的规律可知,应减小手机与透镜间的距离,故D错误。
19．如图所示,站在对面的人(甲)可以通过放大镜看到手拿放大镜的人(乙)的放大的眼睛。对此,下列
说法正确的是( )
A．乙通过放大镜看到甲是倒立、缩小的实像
B．甲位于放大镜的焦距之内
C．乙通过放大镜看不清甲
D．甲距离放大镜一定在两倍焦距之内一倍焦距之外
【答案】C
【解析】甲同学通过放大镜看到了乙同学眼睛成正立、放大的虚像,那么放大镜与乙同学的距离一
定小于一倍焦距,由图可知,甲距离放大镜一定在两倍焦距以外,由凸透镜成像规律可知,u>2f时,成倒
立、缩小的实像,像距的范围在2f>v>f;所以,甲通过放大镜(凸透镜)成倒立、缩小的实像,但像距的范
围在2f>v>f,而乙位于放大镜的焦距之内,所以乙通过放大镜看不清甲,故C正确,A、B、D错误。
20．老奶奶用放大镜看报纸时,为了看到更大的清晰的像,她常常这样做(B A)
A．报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些 B．报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近一些
C．报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些 D．报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近一些
【答案】A
【解析】根据凸透镜的成像规律可知,物距在一倍焦距内时,凸透镜成放大、正立的虚像,离焦点越远时,像越大,故应保持报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些。
21．如图所示,早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的。有几位同学对此现象展开了讨论:
甲:将照相机靠近两位照相的人,可以看到两位照相人的全身像。
乙:调整相机和两位照相人之间的距离,人像变小时,应减小相机镜头和胶片之间的距离。
丙:要使人像更亮,必须在两位照相的人身后进行“补光”。
丁:现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察。
这些说法正确的是( )
A．甲与乙 B．甲与丙 C．乙与丁 D．丙与丁
【答案】C
【解析】甲、乙:若要照全身像,是要把成的像变小点,则必须使物距变大,所以应增大相机和两位照相
人之间的距离,物距增大后,像距跟着变小,故乙正确,甲错误。丙:“补光”可以使照片更亮,但若要在两
位照相的人身后进行“补光”,则像的背景更亮,而不是人像更亮,故丙错误。丁:现在的相机利用光学
或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察,故丁正确。
22．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷．有
一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上
都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷．这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是（ ）
A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
【答案】B
【解析】简易“傻瓜”照相机镜头的焦距不能改变，暗箱长度也不能改变．拍照时只要把景物全部
纳入取景器内，无论物距如何变化，都能拍出比较清晰的照片，这主要是因为这种照相机的焦距小
物距都远大于2倍焦距，像距接近焦距，这样远近不同的物体成像的位置相差不大，所以不用调节．
通过以上分析，只有选项B是正确的．
类型五 探究凸透镜成像规律
23．（2021黄石）在探究“凸透镜成像的规律”的实验中，光具座上各元件位置如图所示，此时在
光屏上恰好成一个清晰的像，则下列说法正确的是（ ）A．若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变大
B．若保持凸透镜位置不变，将蜡烛放在刻度线45cm处，适当移动光屏，也能在光屏上得到一个
清晰的像
C．若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜，则光屏应靠近凸透镜才能得到清晰的像
D．图中此时成像原理与显微镜物镜的成像原理相同
【答案】D
【解析】A、成实像时的动态变化规律是：物远像近像变小，则若将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏
靠近凸透镜才能得到清晰的像，且像逐渐变小，故A错误；
BD、由图可知，物距小于像距，成倒立放大的实像，显微镜物镜成倒立、放大的实像，原理相同；
此时f＜u＜2f，v＞2f，即f＜15.0cm＜2f，30.0cm＞2f，则7.5cm＜f＜15.0cm，当将蜡烛放在刻度
线45cm处时u＝5.0cm，此时u＜f时，成正立、放大的虚像，虚像不能在光屏上承接，故B错误，
D正确；
C、若在蜡烛和凸透镜之间放一个近视眼镜，近视眼镜是凹透镜，对光线具有发散作用，像会推迟
会聚，则光屏应远离凸透镜才能得到清晰的像，故C错误。
24．在“探究凸透镜成像特点”的实验中,将凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处不动,移动蜡烛
和光屏至如图所示位置时,光屏上承接到清晰的像。
(1)该凸透镜的焦距为 cm。
(2)将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置,此时应将光屏向 (选填“左”或
“右”)移动,才能再次承接到清晰的像。
(3)取走镜片,将蜡烛向左移动一段距离后,应将光屏移至 (选填序号)范围内才能承接到
清晰的像。
A．50~65 cm B．65~80 cm C．80~95 cm
(4)将蜡烛移到37 cm刻度线上,观察到的像是 (选填“倒立”或“正立”)的。
【答案】(1)15 (2)左 (3)B (4)正立
【解析】(1)根据图可知,烛焰距凸透镜u=50 cm-20 cm=30 cm时,移动光屏至某一位置,在光屏上承接
到清晰的像,此时像距v=80 cm-50 cm=30 cm=u=2f,所以f=15 cm。
(2)将远视眼镜的镜片放在蜡烛和透镜之间适当位置,对光线能够起到提前会聚的作用,此时应将光屏
向左移动,才能再次承接到清晰的像。
(3)取走镜片,将蜡烛向左移动一段距离后,此时物距大于2倍焦距,像距应在2倍焦距与1倍焦距之间,
凸透镜在50 cm处,应将光屏移至65~80 cm范围内才能承接到清晰的像,故选B。(4)将蜡烛移到37 cm刻度线上,u'=50 cm-37 cm=13 cmu>f,凸透镜成倒立放大的实像;挡住透镜下
半部分,上半部分仍能折射光线成像,所以光屏上所成的像是完整的,只是会聚光线比原来变少,像变暗
了。(3)把蜡烛往左移动10 cm,物距变大,像距变小,光屏应向左移动;眼睛在光屏处观察时,像在视网膜
上成像,人能看到像,蜡烛变短时,像向上移动。(4)将一副眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,结果,光屏上原
来清晰的像变模糊了,他只将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到蜡烛清晰
的像,说明提前成像了,故放置的是使光线会聚的凸透镜,这种眼镜是用来矫正远视眼的。
28．（2021苏州）用蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像规律”的实验。
（1）当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图时，在光屏上能成 、缩小的实像。
生活中的 （照相机/放大镜/幻灯机）就是利用这个原理制成的；
（2）这个凸透镜的焦距可能是 ：
A．8cm B．12cm C．16cm D．20cm
（3）若仅将图中凸透镜移动到刻度值为 cm处，光屏上可再次呈现一个清晰的像；
（4）若仅将图中光屏向右移动一小段距离，在凸透镜和烛焰之间放置一个合适的 （近
视/远视）眼镜，可使光屏上再次得到烛焰清晰的像。
【答案】（1）倒立；照相机；（2）B；（3）40；（4）近视。有
【解析】（1）当烛焰、凸透镜、光屏在光具座标尺上位置如图所示时，光屏上出现一个清晰倒立
的实像，此时物距大于像距，成缩小的实像，是照相机的原理；
（2）此时物距为50cm﹣20cm＝30cm，此时u＞2f，即30cm＞2f﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
像距v＝70cm﹣50cm＝20cm，此时2f＞20cm＞f﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
综合①②得10cm＜f＜15cm，故选B；
（3）蜡烛与光屏在光具座上的位置不动，要在光屏上再次得到清晰的像，此时的像距 v′＝30cm
（即此时的像距与原来的物距相等），根据光路的可逆性，此时的物距 u′＝v＝20cm，所以此时凸
透镜的位置在20cm+20cm＝40cm处，蜡烛位于1倍焦距和2倍焦距之间，所以成倒立、放大的实
像；
（4）仅将图中光屏向右移动一小段距离，在凸透镜和烛焰之间放置一个合适的凹透镜即近视眼镜，
使光线延迟会聚。
29．（2021武汉）某同学用蜡烛、凸透镜和光屏等器材探究凸透镜成像的规律。（1）用焦距为10cm的凸透镜进行实验，蜡烛和凸透镜放置在如图甲所示的位置，将光屏移动到图
示位置时，光屏上得到烛焰清晰的、 、 立的实像。
（2）保持凸透镜和光屏的位置不变，换用焦距为20cm的凸透镜继续实验，下列说法正确的是
（填序号）。
①向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰缩小的清晰的实像
②向左移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
③向右移动蜡烛，可以在光屏上得到烛焰放大的清晰的实像
④无论怎样移动蜡烛，在光屏上都得不到烛焰的清晰的像
（3）如图乙所示，F表示凸透镜的焦点，S表示烛焰，S′表示S经凸透镜所成的像，请在图乙中画
出入射光线SA经过凸透镜之后的光线。
【答案】（1）缩小；倒；（2）④；
（3）如图所示 。
【解析】（1）由图可知，物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机；
（2）由题意可知，透镜焦距：f ＝10cm，原来蜡烛通过凸透镜成的是倒立、缩小的实像，根据凸
1
透镜成像规律可知像距v：f＜v＜2f，所以v＜20cm；
1 1
把凸透镜换成一个焦距为f 的凸透镜：f＝20cm，
2 2
保持凸透镜和光屏的位置不变，即若能在光屏上成像，像距仍然是 v，此时，f ＜v＜2f ，需v＞
2 2
20cm，这与原来的v＜20cm相矛盾；
所以无论怎样移动蜡烛的位置，都不能在光屏上成实像；故选：④；
（3）通过凸透镜光心的光不改变传播方向，虚像是折射光线的反向延长线的焦点，所以凸透镜的
位置及SA的折射光线如答案图所示。
