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19. 如图所示的电子后视镜是一种新型后视镜,其通过高清摄像头成像,再通过内部数字视觉处理系统将周围环境呈现在显示屏上。摄像头的镜头相当于
凸
透镜；当侧后方车靠近摄像头时,显示屏上车的像会变大
(选填“变大”“变小”或“不变”)。答案
凸 变大
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以分两步思考：首先回忆生活中光学元件的应用，摄像头的成像原理和照相机一致，而照相机的镜头是凸透镜，所以先确定第一空；接着根据凸透镜成像规律分析像的变化，当物体靠近凸透镜时，物距减小，结合“物近像远像变大”的规律，就能判断像的变化情况。
【解析】
1. 摄像头的镜头相当于凸透镜，它是利用物体位于凸透镜二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像的原理工作的，这是凸透镜在生活中的典型应用。
2. 根据凸透镜成像规律：当物距减小时，像距会增大，像也会变大。当侧后方车靠近摄像头时，物距变小，因此显示屏上车的像会变大。
【答案】
凸；变大
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜的应用
【点评】
本题结合生活中的电子后视镜实例，考查凸透镜成像规律的应用，需要将物理知识与生活实际结合，熟练掌握物距变化对像的影响是解题的核心。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，我们可以分两步思考：首先回忆生活中光学元件的应用，摄像头的成像原理和照相机一致，而照相机的镜头是凸透镜，所以先确定第一空；接着根据凸透镜成像规律分析像的变化，当物体靠近凸透镜时，物距减小，结合“物近像远像变大”的规律，就能判断像的变化情况。
【解析】
1. 摄像头的镜头相当于凸透镜，它是利用物体位于凸透镜二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像的原理工作的，这是凸透镜在生活中的典型应用。
2. 根据凸透镜成像规律：当物距减小时，像距会增大，像也会变大。当侧后方车靠近摄像头时，物距变小，因此显示屏上车的像会变大。
【答案】
凸；变大
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜的应用
【点评】
本题结合生活中的电子后视镜实例，考查凸透镜成像规律的应用，需要将物理知识与生活实际结合，熟练掌握物距变化对像的影响是解题的核心。
【难度系数】
0.7
20. 如图甲所示一幅漫画立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现,透过水杯看到漫画中的老鼠放大了,还掉头奔向猫。如图乙所示,水杯构成的凸透镜的焦距为$f$,透过水杯看到的老鼠放大,此时老鼠到水杯的距离满足
$f ＜ u ＜ 2f$
(选填“$f ＜ u ＜ 2f$”“$u ＞ 2f$”或“$u ＜ f$”)；若想透过水杯看到的老鼠再变大一些,应适当减小
(选填“增大”或“减小”)水杯与漫画的距离。答案
$f ＜ u ＜ 2f$ 减小
解析
$f ＜ u ＜ 2f$ 减小
21. 小明用一个焦距不大的凸透镜自制了一架如图所示的成像装置,外壳的长度为$16$cm。若将凸透镜对准窗外景物,在外壳内前后移动内纸筒,在半透明膜上可以得到景物
缩小
的像；若要使近处的物体也能在半透明膜上成像,则小明所选的凸透镜的焦距应不超过8
cm；若将凸透镜换为带小孔的不透明纸板,在同一位置观察同一个物体时,物体在半透明膜上成像形状不变
。答案
缩小 8 不变
解析
【分析】
1. 分析第一个空：窗外景物到凸透镜的距离远大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，当物距$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，因此半透明膜上成缩小的像。
2. 分析第二个空：外壳长度为16cm，即凸透镜到半透明膜的最大距离为16cm。要使近处物体能在膜上成实像，当物体在2倍焦距处时，像距等于2倍焦距，此时像距不能超过外壳长度，即$2f ≤ 16\mathrm{cm}$，解得$f ≤ 8\mathrm{cm}$，所以焦距应不超过8cm。
3. 分析第三个空：小孔成像的像的形状由物体形状决定，与小孔形状无关，因此换为带小孔的纸板后，成像形状不变。
【解析】
1. 当凸透镜对准窗外景物时，景物到凸透镜的距离远大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，故第一空填“缩小”。
2. 已知外壳长度为16cm，即像距的最大值为16cm。要使近处物体能在半透明膜上成实像，当物体位于2倍焦距处时，像距等于2倍焦距，为保证像能成在外壳内，需满足：
$2f ≤ 16\mathrm{cm}$
解得$f ≤ 8\mathrm{cm}$，故凸透镜的焦距应不超过8cm。
3. 小孔成像的特点是像的形状与物体形状相同，与小孔的形状无关，因此换为带小孔的不透明纸板后，成像形状不变，故第三空填“不变”。
【答案】
缩小；8；不变
【知识点】
凸透镜成像规律；小孔成像特点
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律和小孔成像的特点，需结合成像装置结构，灵活运用成像规律分析问题，理解物距、像距与焦距的关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
1. 分析第一个空：窗外景物到凸透镜的距离远大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，当物距$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，因此半透明膜上成缩小的像。
2. 分析第二个空：外壳长度为16cm，即凸透镜到半透明膜的最大距离为16cm。要使近处物体能在膜上成实像，当物体在2倍焦距处时，像距等于2倍焦距，此时像距不能超过外壳长度，即$2f ≤ 16\mathrm{cm}$，解得$f ≤ 8\mathrm{cm}$，所以焦距应不超过8cm。
3. 分析第三个空：小孔成像的像的形状由物体形状决定，与小孔形状无关，因此换为带小孔的纸板后，成像形状不变。
【解析】
1. 当凸透镜对准窗外景物时，景物到凸透镜的距离远大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，故第一空填“缩小”。
2. 已知外壳长度为16cm，即像距的最大值为16cm。要使近处物体能在半透明膜上成实像，当物体位于2倍焦距处时，像距等于2倍焦距，为保证像能成在外壳内，需满足：
$2f ≤ 16\mathrm{cm}$
解得$f ≤ 8\mathrm{cm}$，故凸透镜的焦距应不超过8cm。
3. 小孔成像的特点是像的形状与物体形状相同，与小孔的形状无关，因此换为带小孔的不透明纸板后，成像形状不变，故第三空填“不变”。
【答案】
缩小；8；不变
【知识点】
凸透镜成像规律；小孔成像特点
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律和小孔成像的特点，需结合成像装置结构，灵活运用成像规律分析问题，理解物距、像距与焦距的关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
22. 小丽通过电脑学习课外知识,长时间盯着电脑屏幕容易使眼睛的晶状体变厚,折光能力变
强
(选填“强”或“弱”),形成近视眼。下图中的甲
(选填“甲”或“乙”)图能反映近视眼的成因,需要佩戴由凹
透镜制作的眼镜进行矫正。答案
强 甲 凹
解析
【分析】
首先回忆近视眼的相关知识：晶状体的厚度影响折光能力，厚度越大，折光能力越强；近视眼是由于晶状体折光能力过强，导致远处物体的像成在视网膜前方。观察图示，甲图中光线经晶状体折射后会聚在视网膜前方，符合近视眼的成因；而凹透镜对光线有发散作用，能使像后移到视网膜上，可用于矫正近视眼。我们按照这个思路依次分析每个空的答案。
【解析】
1. 当眼睛的晶状体变厚时，其折光能力会变强，这是近视眼形成的原因之一；
2. 近视眼的成因是远处物体的光线经晶状体折射后，会聚在视网膜的前方，甲图中光线会聚在视网膜前方，能反映近视眼的成因；
3. 凹透镜对光线具有发散作用，能使原本会聚在视网膜前方的像后移到视网膜上，因此需要佩戴凹透镜制作的眼镜矫正近视眼。
【答案】
强；甲；凹
【知识点】
近视眼的成因与矫正；透镜折光特性
【点评】
本题属于光学基础题，主要考查近视眼的成因及矫正方法，需要学生结合晶状体的折光变化和透镜的光学性质进行分析，理解近视眼的形成原理是解题关键。
【难度系数】
0.8
首先回忆近视眼的相关知识：晶状体的厚度影响折光能力，厚度越大，折光能力越强；近视眼是由于晶状体折光能力过强，导致远处物体的像成在视网膜前方。观察图示，甲图中光线经晶状体折射后会聚在视网膜前方，符合近视眼的成因；而凹透镜对光线有发散作用，能使像后移到视网膜上，可用于矫正近视眼。我们按照这个思路依次分析每个空的答案。
【解析】
1. 当眼睛的晶状体变厚时，其折光能力会变强，这是近视眼形成的原因之一；
2. 近视眼的成因是远处物体的光线经晶状体折射后，会聚在视网膜的前方，甲图中光线会聚在视网膜前方，能反映近视眼的成因；
3. 凹透镜对光线具有发散作用，能使原本会聚在视网膜前方的像后移到视网膜上，因此需要佩戴凹透镜制作的眼镜矫正近视眼。
【答案】
强；甲；凹
【知识点】
近视眼的成因与矫正；透镜折光特性
【点评】
本题属于光学基础题，主要考查近视眼的成因及矫正方法，需要学生结合晶状体的折光变化和透镜的光学性质进行分析，理解近视眼的形成原理是解题关键。
【难度系数】
0.8
23. ($3$分)如图所示,点$F$是凸透镜的焦点,将蜡烛放在如图所示的位置,请画出由点$S$发出的光经过凸透镜后的折射光线,并确定发光点$S的像点S'$。
答案
1. 从点$S$发出的光线平行于主光轴，经凸透镜折射后过焦点$F$，画出此折射光线；
2. 从点$S$发出的光线过光心，方向不变，画出此光线；
3. 两条折射光线交点即为像点$S'$。
2. 从点$S$发出的光线过光心，方向不变，画出此光线；
3. 两条折射光线交点即为像点$S'$。
解析
【分析】
要确定发光点S的像点，需利用凸透镜的特殊光线规律来作图：首先明确凸透镜的两条关键特殊光线，一是平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会过焦点，二是经过光心的光线传播方向不变；我们从S点出发画出这两条光线的折射光线，它们的交点就是S的像点S'。
【解析】
1. 画出从点$S$发出的平行于主光轴的光线，该光线经凸透镜折射后，折射光线通过右侧的焦点$F$；
2. 画出从点$S$发出的经过凸透镜光心的光线，该光线经过凸透镜后传播方向保持不变；
3. 两条折射光线的交点即为发光点$S$的像点$S'$，标注出$S'$。
【答案】
按照上述步骤画出对应的折射光线，并确定像点$S'$（图形为：平行主光轴的光线折射后过右焦点，过光心的光线方向不变，两线交点为$S'$）
【知识点】
1. 凸透镜特殊光线
2. 凸透镜成像作图
【点评】
本题属于凸透镜成像的基础作图题，解题的核心是熟练掌握凸透镜的特殊光线规律，通过两条特殊光线的折射光线交点确定像点，考查对凸透镜光学性质的理解与应用。
【难度系数】
0.8
要确定发光点S的像点，需利用凸透镜的特殊光线规律来作图：首先明确凸透镜的两条关键特殊光线，一是平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会过焦点，二是经过光心的光线传播方向不变；我们从S点出发画出这两条光线的折射光线，它们的交点就是S的像点S'。
【解析】
1. 画出从点$S$发出的平行于主光轴的光线，该光线经凸透镜折射后，折射光线通过右侧的焦点$F$；
2. 画出从点$S$发出的经过凸透镜光心的光线，该光线经过凸透镜后传播方向保持不变；
3. 两条折射光线的交点即为发光点$S$的像点$S'$，标注出$S'$。
【答案】
按照上述步骤画出对应的折射光线，并确定像点$S'$（图形为：平行主光轴的光线折射后过右焦点，过光心的光线方向不变，两线交点为$S'$）
【知识点】
1. 凸透镜特殊光线
2. 凸透镜成像作图
【点评】
本题属于凸透镜成像的基础作图题，解题的核心是熟练掌握凸透镜的特殊光线规律，通过两条特殊光线的折射光线交点确定像点，考查对凸透镜光学性质的理解与应用。
【难度系数】
0.8
24. ($3$分)如图所示,光线$a是发光点S$射向平面镜后的一条反射光线,并平行于主光轴入射到凹透镜上,$S'$为像点。请画出：(1)发光点$S$的位置。(2)光线$a$的入射光线。(3)光线$a$经过凹透镜后的折射光线。
答案
（1）过像点$ S' $作平面镜的垂线（虚线），在平面镜另一侧截取与$ S' $到镜面距离相等的点，即为发光点$ S $。
（2）反射光线$ a $与平面镜交于入射点$ O $，连接$ S $与$ O $（实线，箭头从$ S $指向$ O $），即为入射光线。
（3）光线$ a $平行主光轴入射凹透镜，入射点为$ P $，连接凹透镜左侧焦点$ F $与$ P $（虚线），折射光线从$ P $沿$ FP $反向方向射出（实线，箭头方向背离主光轴）。
（2）反射光线$ a $与平面镜交于入射点$ O $，连接$ S $与$ O $（实线，箭头从$ S $指向$ O $），即为入射光线。
（3）光线$ a $平行主光轴入射凹透镜，入射点为$ P $，连接凹透镜左侧焦点$ F $与$ P $（虚线），折射光线从$ P $沿$ FP $反向方向射出（实线，箭头方向背离主光轴）。
解析
【分析】
1. 确定发光点$S$：根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点，通过像点$S'$作镜面的垂线，在镜面另一侧取与$S'$到镜面距离相等的点，即为发光点$S$。
2. 画光线$a$的入射光线：先找到反射光线$a$与平面镜的入射点，连接$S$和该入射点，箭头从$S$指向入射点，依据光的反射定律，此连线即为入射光线。
3. 画凹透镜的折射光线：平行于主光轴的光线入射凹透镜，根据凹透镜的光学性质，折射光线的反向延长线过焦点，因此连接左侧焦点与入射点，折射光线沿该线的反向延长方向射出。
【解析】
(1) 过像点$S'$作平面镜的垂直虚线，在平面镜另一侧截取与$S'$到镜面距离相等的点，该点即为发光点$S$；
(2) 确定反射光线$a$与平面镜的入射点$O$，用实线连接$S$与$O$，箭头方向从$S$指向$O$，得到光线$a$的入射光线；
(3) 光线$a$平行主光轴入射凹透镜的入射点为$P$，用虚线连接凹透镜左侧焦点$F$与$P$，从$P$点沿$FP$的反向延长线方向画实线，标注箭头（箭头方向背离主光轴），即为光线$a$经过凹透镜后的折射光线。
【答案】
按照上述步骤完成的作图：(1) 确定出发光点$S$；(2) 画出从$S$指向平面镜入射点的入射光线；(3) 画出从凹透镜入射点出发、反向延长线过左侧焦点的折射光线。
【知识点】
平面镜成像特点、光的反射定律、凹透镜光学性质
【点评】
本题综合考查平面镜成像规律、光的反射及凹透镜的光学性质，要求熟练掌握相关规律，作图时需注意虚实线区分、箭头方向的规范标注，是对光学作图基本技能的综合考查。
【难度系数】
0.6
1. 确定发光点$S$：根据平面镜成像“像与物关于镜面对称”的特点，通过像点$S'$作镜面的垂线，在镜面另一侧取与$S'$到镜面距离相等的点，即为发光点$S$。
2. 画光线$a$的入射光线：先找到反射光线$a$与平面镜的入射点，连接$S$和该入射点，箭头从$S$指向入射点，依据光的反射定律，此连线即为入射光线。
3. 画凹透镜的折射光线：平行于主光轴的光线入射凹透镜，根据凹透镜的光学性质，折射光线的反向延长线过焦点，因此连接左侧焦点与入射点，折射光线沿该线的反向延长方向射出。
【解析】
(1) 过像点$S'$作平面镜的垂直虚线，在平面镜另一侧截取与$S'$到镜面距离相等的点，该点即为发光点$S$；
(2) 确定反射光线$a$与平面镜的入射点$O$，用实线连接$S$与$O$，箭头方向从$S$指向$O$，得到光线$a$的入射光线；
(3) 光线$a$平行主光轴入射凹透镜的入射点为$P$，用虚线连接凹透镜左侧焦点$F$与$P$，从$P$点沿$FP$的反向延长线方向画实线，标注箭头（箭头方向背离主光轴），即为光线$a$经过凹透镜后的折射光线。
【答案】
按照上述步骤完成的作图：(1) 确定出发光点$S$；(2) 画出从$S$指向平面镜入射点的入射光线；(3) 画出从凹透镜入射点出发、反向延长线过左侧焦点的折射光线。
【知识点】
平面镜成像特点、光的反射定律、凹透镜光学性质
【点评】
本题综合考查平面镜成像规律、光的反射及凹透镜的光学性质，要求熟练掌握相关规律，作图时需注意虚实线区分、箭头方向的规范标注，是对光学作图基本技能的综合考查。
【难度系数】
0.6
