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10. 根据凸透镜成像规律,作出图中物体 AB 过凸透镜所成的像 A'B'。
答案
解析
【解析】
1. 从A点作平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线通过右侧焦点F；
2. 从A点作经过凸透镜光心的光线，该光线传播方向保持不变；
3. 两条折射光线的交点即为A点的像A'；
4. 过A'作垂直于主光轴的线段A'B'，B'位于主光轴上，A'B'即为物体AB的像。
【答案】
如图所示：
【知识点】
凸透镜成像规律、凸透镜特殊光线作图
【点评】
本题考查凸透镜成像的作图方法，需熟练掌握凸透镜特殊光线的传播规律，属于对凸透镜成像基础知识点的考查。
【难度系数】
0.6
1. 从A点作平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线通过右侧焦点F；
2. 从A点作经过凸透镜光心的光线，该光线传播方向保持不变；
3. 两条折射光线的交点即为A点的像A'；
4. 过A'作垂直于主光轴的线段A'B'，B'位于主光轴上，A'B'即为物体AB的像。
【答案】
如图所示：
【知识点】
凸透镜成像规律、凸透镜特殊光线作图
【点评】
本题考查凸透镜成像的作图方法，需熟练掌握凸透镜特殊光线的传播规律，属于对凸透镜成像基础知识点的考查。
【难度系数】
0.6
1. 将物体放在焦距为 f 的凸透镜主光轴上,物体距离透镜 18 cm、12 cm、4 cm 时,分别得到缩小的实像、放大的实像和放大的虚像,则该凸透镜的焦距是( )
A.12 cm ＜ f ＜ 18 cm
B.9 cm ＜ f ＜ 12 cm
C.6 cm ＜ f ＜ 9 cm
D.4 cm ＜ f ＜ 9 cm
A.12 cm ＜ f ＜ 18 cm
B.9 cm ＜ f ＜ 12 cm
C.6 cm ＜ f ＜ 9 cm
D.4 cm ＜ f ＜ 9 cm
答案
C
解析
【解析】
根据凸透镜成像规律分析三种成像情况：
1. 物体距透镜18cm成缩小实像时，物距$ u＞2f $，即$ 18\mathrm{cm}＞2f $，解得$ f＜9\mathrm{cm} $；
2. 物体距透镜12cm成放大实像时，物距$ f＜u＜2f $，即$ f＜12\mathrm{cm}＜2f $，解得$ 6\mathrm{cm}＜f＜12\mathrm{cm} $；
3. 物体距透镜4cm成放大虚像时，物距$ u＜f $，即$ 4\mathrm{cm}＜f $。
综合以上三个不等式的解，取交集得$ 6\mathrm{cm}＜f＜9\mathrm{cm} $，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的综合应用，需根据不同成像特点对应的物距与焦距的关系列不等式组，通过求解交集确定焦距范围，要求学生熟练掌握成像规律并具备基本的不等式运算能力。
【难度系数】
0.6
根据凸透镜成像规律分析三种成像情况：
1. 物体距透镜18cm成缩小实像时，物距$ u＞2f $，即$ 18\mathrm{cm}＞2f $，解得$ f＜9\mathrm{cm} $；
2. 物体距透镜12cm成放大实像时，物距$ f＜u＜2f $，即$ f＜12\mathrm{cm}＜2f $，解得$ 6\mathrm{cm}＜f＜12\mathrm{cm} $；
3. 物体距透镜4cm成放大虚像时，物距$ u＜f $，即$ 4\mathrm{cm}＜f $。
综合以上三个不等式的解，取交集得$ 6\mathrm{cm}＜f＜9\mathrm{cm} $，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的综合应用，需根据不同成像特点对应的物距与焦距的关系列不等式组，通过求解交集确定焦距范围，要求学生熟练掌握成像规律并具备基本的不等式运算能力。
【难度系数】
0.6
2. 光刻技术是利用缩图透镜将绘制在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上,从而制造出集成电路,其工作原理如图所示。若图示中掩膜上的电路图恰好在硅片上成清晰缩小的像,下列说法正确的是( )
A.缩图透镜相当于凹透镜
B.掩膜上的电路图在硅片上成虚像
C.掩膜位于缩图透镜的 2 倍焦距以外
D.要使硅片上的像变大,需将掩膜向上移动
A.缩图透镜相当于凹透镜
B.掩膜上的电路图在硅片上成虚像
C.掩膜位于缩图透镜的 2 倍焦距以外
D.要使硅片上的像变大,需将掩膜向上移动
答案
C
解析
【解析】
逐一分析选项：
A. 缩图透镜能成缩小的实像，凹透镜只能成虚像，因此缩图透镜是凸透镜，A错误；
B. 掩膜上的电路图在硅片上成清晰的像，实像可被硅片（相当于光屏）承接，虚像不能，因此成的是实像，B错误；
C. 根据凸透镜成像规律，当物体位于2倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，题目中掩膜上的电路图在硅片上成清晰缩小的像，因此掩膜位于缩图透镜的2倍焦距以外，C正确；
D. 根据“物近像远像变大”的规律，要使硅片上的像变大，需减小物距，将掩膜向缩图透镜移动（向下移动），同时增大像距，硅片远离透镜，D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，需结合成像特点判断物距范围及像的变化，明确实像与虚像的区别，加深对凸透镜成像规律的理解。
【难度系数】
0.7
逐一分析选项：
A. 缩图透镜能成缩小的实像，凹透镜只能成虚像，因此缩图透镜是凸透镜，A错误；
B. 掩膜上的电路图在硅片上成清晰的像，实像可被硅片（相当于光屏）承接，虚像不能，因此成的是实像，B错误；
C. 根据凸透镜成像规律，当物体位于2倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，题目中掩膜上的电路图在硅片上成清晰缩小的像，因此掩膜位于缩图透镜的2倍焦距以外，C正确；
D. 根据“物近像远像变大”的规律，要使硅片上的像变大，需减小物距，将掩膜向缩图透镜移动（向下移动），同时增大像距，硅片远离透镜，D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，需结合成像特点判断物距范围及像的变化，明确实像与虚像的区别，加深对凸透镜成像规律的理解。
【难度系数】
0.7
3. 物体置于焦距为 10 cm 的凸透镜前,得到了一个放大的像,那么下列说法中,正确的是( )
A.若像是正立的,那么物体到凸透镜的距离大于 20 cm
B.若像是正立的,那么物体到凸透镜的距离大于 10 cm,而小于 20 cm
C.若像是倒立的,那么物体到凸透镜的距离大于 10 cm,而小于 20 cm
D.若像是倒立的,那么物体到凸透镜的距离小于 10 cm
A.若像是正立的,那么物体到凸透镜的距离大于 20 cm
B.若像是正立的,那么物体到凸透镜的距离大于 10 cm,而小于 20 cm
C.若像是倒立的,那么物体到凸透镜的距离大于 10 cm,而小于 20 cm
D.若像是倒立的,那么物体到凸透镜的距离小于 10 cm
答案
C
解析
【解析】
已知凸透镜焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $，根据凸透镜成像规律分析：
1. 若成正立、放大的虚像，物距$ u ＜ f $，即$ u ＜ 10\ \mathrm{cm} $，因此A、B选项错误；
2. 若成倒立、放大的实像，需满足$ f ＜ u ＜ 2f $，即$ 10\ \mathrm{cm} ＜ u ＜ 20\ \mathrm{cm} $，因此C选项正确，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，需明确成放大正立虚像和放大倒立实像对应的物距范围，易混淆两种成像情况的条件，需准确记忆规律。
【难度系数】
0.7
已知凸透镜焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $，根据凸透镜成像规律分析：
1. 若成正立、放大的虚像，物距$ u ＜ f $，即$ u ＜ 10\ \mathrm{cm} $，因此A、B选项错误；
2. 若成倒立、放大的实像，需满足$ f ＜ u ＜ 2f $，即$ 10\ \mathrm{cm} ＜ u ＜ 20\ \mathrm{cm} $，因此C选项正确，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，需明确成放大正立虚像和放大倒立实像对应的物距范围，易混淆两种成像情况的条件，需准确记忆规律。
【难度系数】
0.7
4. 某同学在做透镜成像的实验时,将一支点燃的蜡烛放在距离透镜 20 cm 的地方,当它向透镜移动时,其倒立的像移动速度大于蜡烛移动速度,则可以判断此透镜( )
A.是凸透镜,焦距为 20 cm
B.是凸透镜,焦距可能为 15 cm
C.是凹透镜,焦距为 20 cm
D.是凹透镜,焦距可能为 20 cm
A.是凸透镜,焦距为 20 cm
B.是凸透镜,焦距可能为 15 cm
C.是凹透镜,焦距为 20 cm
D.是凹透镜,焦距可能为 20 cm
答案
B
解析
【解析】
首先，凹透镜成正立缩小的虚像，像的移动速度小于物体移动速度，因此排除C、D选项。
对于凸透镜：当物体在二倍焦距以外时，成倒立缩小的实像，像的移动速度小于物体移动速度；当物体在一倍焦距与二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，像的移动速度大于物体移动速度。
题目中蜡烛距透镜20cm，向透镜移动时像移动速度大于蜡烛移动速度，说明物体位于一倍焦距与二倍焦距之间，即$ f ＜ 20\mathrm{cm} ＜ 2f $，解得$ 10\mathrm{cm} ＜ f ＜ 20\mathrm{cm} $。
A选项中焦距为20cm，此时物体在焦点上，不成像，不符合条件；B选项中焦距15cm，满足$ 10\mathrm{cm} ＜ 15\mathrm{cm} ＜ 20\mathrm{cm} $，符合要求，故正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、凹透镜成像特点
【点评】
本题考查透镜成像规律的综合应用，需明确凹透镜成像的特点，以及凸透镜不同物距范围内像的性质与像速、物速的关系，侧重对知识点的理解和应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
首先，凹透镜成正立缩小的虚像，像的移动速度小于物体移动速度，因此排除C、D选项。
对于凸透镜：当物体在二倍焦距以外时，成倒立缩小的实像，像的移动速度小于物体移动速度；当物体在一倍焦距与二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，像的移动速度大于物体移动速度。
题目中蜡烛距透镜20cm，向透镜移动时像移动速度大于蜡烛移动速度，说明物体位于一倍焦距与二倍焦距之间，即$ f ＜ 20\mathrm{cm} ＜ 2f $，解得$ 10\mathrm{cm} ＜ f ＜ 20\mathrm{cm} $。
A选项中焦距为20cm，此时物体在焦点上，不成像，不符合条件；B选项中焦距15cm，满足$ 10\mathrm{cm} ＜ 15\mathrm{cm} ＜ 20\mathrm{cm} $，符合要求，故正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、凹透镜成像特点
【点评】
本题考查透镜成像规律的综合应用，需明确凹透镜成像的特点，以及凸透镜不同物距范围内像的性质与像速、物速的关系，侧重对知识点的理解和应用能力的考查。
【难度系数】
0.6
5. 某物理兴趣小组同学利用光具座、透镜、蜡烛和光屏等器材探究凸透镜成像规律时,用一束平行于主光轴的光射到凸透镜上,经凸透镜折射后会聚于凸透镜另一侧距凸透镜中心 10 cm 的地方。他们又把点燃的蜡烛分别置于主光轴上距透镜 15 cm 和 6 cm 处,观察到两次成的像( )
A.都是放大的像
B.都是正立的像
C.都是实像
D.都是虚像
A.都是放大的像
B.都是正立的像
C.都是实像
D.都是虚像
答案
A
解析
【解析】
首先，平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚在焦点，可知该凸透镜的焦距$ f = 10\ \mathrm{cm} $。
1. 当蜡烛距透镜15cm时，$ f ＜ u ＜ 2f $（$ 10\ \mathrm{cm} ＜ 15\ \mathrm{cm} ＜ 20\ \mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像；
2. 当蜡烛距透镜6cm时，$ u ＜ f $（$ 6\ \mathrm{cm} ＜ 10\ \mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像。
综上，两次成的像都是放大的像。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，关键是先确定凸透镜的焦距，再根据物距与焦距的关系判断成像性质，需熟练掌握不同物距对应的成像特点。
【难度系数】
0.6
首先，平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚在焦点，可知该凸透镜的焦距$ f = 10\ \mathrm{cm} $。
1. 当蜡烛距透镜15cm时，$ f ＜ u ＜ 2f $（$ 10\ \mathrm{cm} ＜ 15\ \mathrm{cm} ＜ 20\ \mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像；
2. 当蜡烛距透镜6cm时，$ u ＜ f $（$ 6\ \mathrm{cm} ＜ 10\ \mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像。
综上，两次成的像都是放大的像。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，关键是先确定凸透镜的焦距，再根据物距与焦距的关系判断成像性质，需熟练掌握不同物距对应的成像特点。
【难度系数】
0.6
6. 小亮同学用一个未知焦距的凸透镜探究凸透镜成像规律：
(1)如图甲所示,为了测出凸透镜的焦距,小明同学将凸透镜正对着太阳光,再把光屏放在它的另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个______的光斑。该凸透镜的焦距为______cm。
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,并使烛焰、透镜和光屏三者的中心在一条与光具座平行的直线上,这样调整的目的是______。
(3)接着小明用不透光的纸板遮挡住凸透镜的上半部分,然后前后移动光屏,他能在光屏上看到______(选填“完整”或“不完整”)的像,像的亮度变______(选填“暗”或“亮”)。
(4)实验中,在如图乙所示位置,光屏上已成清晰的像(像未画出),这个像是______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的。当烛焰远离透镜时,仍要在光屏上得到清晰的像,则光屏应向______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。这个像的成像原理与______(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)相同。
(5)将蜡烛置于凸透镜 1 倍焦距以内,如何观察蜡烛的像？______。
(1)如图甲所示,为了测出凸透镜的焦距,小明同学将凸透镜正对着太阳光,再把光屏放在它的另一侧,改变凸透镜与光屏的距离,直到光屏上出现一个______的光斑。该凸透镜的焦距为______cm。
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上,并使烛焰、透镜和光屏三者的中心在一条与光具座平行的直线上,这样调整的目的是______。
(3)接着小明用不透光的纸板遮挡住凸透镜的上半部分,然后前后移动光屏,他能在光屏上看到______(选填“完整”或“不完整”)的像,像的亮度变______(选填“暗”或“亮”)。
(4)实验中,在如图乙所示位置,光屏上已成清晰的像(像未画出),这个像是______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的。当烛焰远离透镜时,仍要在光屏上得到清晰的像,则光屏应向______(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。这个像的成像原理与______(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)相同。
(5)将蜡烛置于凸透镜 1 倍焦距以内,如何观察蜡烛的像？______。
答案
最小最亮
10.0
使像成在光屏正中央
完整
暗
缩小
靠近
照相
机
烛焰在1倍焦距以内时，
烛焰在透镜同侧成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，因此应在透镜的另一侧正对蜡烛观察
解析
【解析】
(1) 利用太阳光测凸透镜焦距时，需将凸透镜正对太阳光，调节光屏位置，直到光屏上出现最小最亮的光斑，该光斑到凸透镜的距离即为焦距。由图甲可知，凸透镜位于30.0cm刻度处，光斑位于40.0cm刻度处，故焦距为40.0cm - 30.0cm = 10.0cm。
(2) 调整烛焰、透镜和光屏三者中心在与光具座平行的直线上，目的是使像成在光屏正中央，便于观察。
(3) 遮挡凸透镜上半部分后，物体上每个发光点仍有部分光线通过透镜下半部分折射成像，因此光屏上能看到完整的像；由于通过透镜的光线减少，像的亮度变暗。
(4) 图乙中物距大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，该成像原理与照相机相同。当烛焰远离透镜时，物距变大，像距变小，故光屏应向靠近透镜的方向移动才能得到清晰的像。
(5) 蜡烛在1倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，虚像与物体在透镜同侧且无法呈现在光屏上，因此需在透镜的另一侧正对蜡烛观察像。
【答案】
(1) 最小最亮；10.0
(2) 使像成在光屏正中央
(3) 完整；暗
(4) 缩小；靠近；照相机
(5) 烛焰在1倍焦距以内时，烛焰在透镜同侧成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，因此应在透镜的另一侧正对蜡烛观察
【知识点】
凸透镜焦距测量；凸透镜成像规律；凸透镜成像实验操作
【点评】
本题聚焦凸透镜成像实验的核心内容，涵盖焦距测量、实验装置调整、成像特点分析等考点，注重对实验原理和操作细节的考查，是凸透镜成像规律的典型基础题型。
【难度系数】
0.8
(1) 利用太阳光测凸透镜焦距时，需将凸透镜正对太阳光，调节光屏位置，直到光屏上出现最小最亮的光斑，该光斑到凸透镜的距离即为焦距。由图甲可知，凸透镜位于30.0cm刻度处，光斑位于40.0cm刻度处，故焦距为40.0cm - 30.0cm = 10.0cm。
(2) 调整烛焰、透镜和光屏三者中心在与光具座平行的直线上，目的是使像成在光屏正中央，便于观察。
(3) 遮挡凸透镜上半部分后，物体上每个发光点仍有部分光线通过透镜下半部分折射成像，因此光屏上能看到完整的像；由于通过透镜的光线减少，像的亮度变暗。
(4) 图乙中物距大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，该成像原理与照相机相同。当烛焰远离透镜时，物距变大，像距变小，故光屏应向靠近透镜的方向移动才能得到清晰的像。
(5) 蜡烛在1倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，虚像与物体在透镜同侧且无法呈现在光屏上，因此需在透镜的另一侧正对蜡烛观察像。
【答案】
(1) 最小最亮；10.0
(2) 使像成在光屏正中央
(3) 完整；暗
(4) 缩小；靠近；照相机
(5) 烛焰在1倍焦距以内时，烛焰在透镜同侧成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，因此应在透镜的另一侧正对蜡烛观察
【知识点】
凸透镜焦距测量；凸透镜成像规律；凸透镜成像实验操作
【点评】
本题聚焦凸透镜成像实验的核心内容，涵盖焦距测量、实验装置调整、成像特点分析等考点，注重对实验原理和操作细节的考查，是凸透镜成像规律的典型基础题型。
【难度系数】
0.8
