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8.[2024·聊城中考]在学习了凸透镜的成像规律后，小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下：焦距分别为10 cm、20 cm、30 cm的凸透镜各一个，手机一部，长为30 cm的纸盒，胶带和剪刀等。“投影仪”模型如图所示，将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端，调整“投影仪”到墙面的距离，可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是（
A.应选择焦距为10 cm的凸透镜
B.应选择焦距为20 cm的凸透镜
C.将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的
D.墙上手机画面的像是虚像
B
）A.应选择焦距为10 cm的凸透镜
B.应选择焦距为20 cm的凸透镜
C.将手机正立放置，在墙上看到的像是正立的
D.墙上手机画面的像是虚像
答案
8.B
解析
【分析】
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律分析：投影仪的成像原理是当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，此时像距大于二倍焦距。本题中手机与凸透镜分别固定在长30cm的纸盒两端，因此物距u=30cm，需据此判断所需凸透镜的焦距，再逐一分析选项。
【解析】
根据凸透镜成像规律，投影仪成清晰放大实像的条件是：$f ＜ u ＜ 2f$（$u$为物距，本题中$u=30cm$），代入得$f ＜ 30cm ＜ 2f$，解得$15cm ＜ f ＜ 30cm$。
选项A：焦距为10cm，不满足$15cm ＜ f ＜ 30cm$，此时$u=30cm ＞ 2×10cm=20cm$，成倒立缩小的实像，不符合投影仪要求，A错误。
选项B：焦距为20cm，满足$15cm ＜ 20cm ＜ 30cm$，符合投影仪成像条件，B正确。
选项C：投影仪成的是倒立的实像，与物体放置方向无关，即使手机正立放置，墙上的像也是倒立的，C错误。
选项D：投影仪成的是实像，虚像无法呈现在光屏（墙面）上，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、投影仪原理
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在投影仪中的应用，需准确掌握投影仪的成像条件，结合题目给定的物距分析焦距的选择，同时区分实像与虚像的特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律分析：投影仪的成像原理是当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，此时像距大于二倍焦距。本题中手机与凸透镜分别固定在长30cm的纸盒两端，因此物距u=30cm，需据此判断所需凸透镜的焦距，再逐一分析选项。
【解析】
根据凸透镜成像规律，投影仪成清晰放大实像的条件是：$f ＜ u ＜ 2f$（$u$为物距，本题中$u=30cm$），代入得$f ＜ 30cm ＜ 2f$，解得$15cm ＜ f ＜ 30cm$。
选项A：焦距为10cm，不满足$15cm ＜ f ＜ 30cm$，此时$u=30cm ＞ 2×10cm=20cm$，成倒立缩小的实像，不符合投影仪要求，A错误。
选项B：焦距为20cm，满足$15cm ＜ 20cm ＜ 30cm$，符合投影仪成像条件，B正确。
选项C：投影仪成的是倒立的实像，与物体放置方向无关，即使手机正立放置，墙上的像也是倒立的，C错误。
选项D：投影仪成的是实像，虚像无法呈现在光屏（墙面）上，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、投影仪原理
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在投影仪中的应用，需准确掌握投影仪的成像条件，结合题目给定的物距分析焦距的选择，同时区分实像与虚像的特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
变式训练
小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5 cm和10 cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距$f$与盒高$h$选择合理的是 （
A.$f=5\ \mathrm{cm}, h=10\ \mathrm{cm}$
B.$f=10\ \mathrm{cm}, h=12\ \mathrm{cm}$
C.$f=5\ \mathrm{cm}, h=12\ \mathrm{cm}$
D.$f=10\ \mathrm{cm}, h=6\ \mathrm{cm}$
小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5 cm和10 cm的两种凸透镜，为了在盒盖上方附近，通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，凸透镜焦距$f$与盒高$h$选择合理的是 （
D
）A.$f=5\ \mathrm{cm}, h=10\ \mathrm{cm}$
B.$f=10\ \mathrm{cm}, h=12\ \mathrm{cm}$
C.$f=5\ \mathrm{cm}, h=12\ \mathrm{cm}$
D.$f=10\ \mathrm{cm}, h=6\ \mathrm{cm}$
答案
【变式训练】D
解析
【分析】要通过凸透镜观察到标本正立、放大的像，需利用凸透镜成正立、放大虚像的规律：当物距小于焦距（$u ＜ f$）时，凸透镜成正立、放大的虚像，这是放大镜的应用。本题中，标本到凸透镜的距离（物距）等于盒高$h$，因此需要满足$h ＜ f$，据此分析各选项是否符合条件。
【解析】根据凸透镜成像规律，成正立、放大虚像的条件是物距$u ＜$焦距$f$。本题中物距$u = h$，故需$h ＜ f$。逐一分析选项：
A选项：$f=5\ \mathrm{cm}$，$h=10\ \mathrm{cm}$，此时$h=10\ \mathrm{cm} ＞ f=5\ \mathrm{cm}$，不满足$u ＜ f$，无法成正立放大虚像，错误；
B选项：$f=10\ \mathrm{cm}$，$h=12\ \mathrm{cm}$，$h=12\ \mathrm{cm} ＞ f=10\ \mathrm{cm}$，不满足条件，错误；
C选项：$f=5\ \mathrm{cm}$，$h=12\ \mathrm{cm}$，$h=12\ \mathrm{cm} ＞ f=5\ \mathrm{cm}$，不满足条件，错误；
D选项：$f=10\ \mathrm{cm}$，$h=6\ \mathrm{cm}$，$h=6\ \mathrm{cm} ＜ f=10\ \mathrm{cm}$，满足$u ＜ f$，能成正立放大虚像，正确。
【答案】D
【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，核心是掌握“物距小于焦距时成正立放大虚像”的规律，结合题目中物距为盒高的条件分析即可，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
【解析】根据凸透镜成像规律，成正立、放大虚像的条件是物距$u ＜$焦距$f$。本题中物距$u = h$，故需$h ＜ f$。逐一分析选项：
A选项：$f=5\ \mathrm{cm}$，$h=10\ \mathrm{cm}$，此时$h=10\ \mathrm{cm} ＞ f=5\ \mathrm{cm}$，不满足$u ＜ f$，无法成正立放大虚像，错误；
B选项：$f=10\ \mathrm{cm}$，$h=12\ \mathrm{cm}$，$h=12\ \mathrm{cm} ＞ f=10\ \mathrm{cm}$，不满足条件，错误；
C选项：$f=5\ \mathrm{cm}$，$h=12\ \mathrm{cm}$，$h=12\ \mathrm{cm} ＞ f=5\ \mathrm{cm}$，不满足条件，错误；
D选项：$f=10\ \mathrm{cm}$，$h=6\ \mathrm{cm}$，$h=6\ \mathrm{cm} ＜ f=10\ \mathrm{cm}$，满足$u ＜ f$，能成正立放大虚像，正确。
【答案】D
【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，核心是掌握“物距小于焦距时成正立放大虚像”的规律，结合题目中物距为盒高的条件分析即可，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
9.如图甲是用照相机拍摄的蝴蝶照片,为了拍摄出图乙中的效果,应该将（
A.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C.相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D.相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
A
）A.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B.相机适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C.相机适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D.相机适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
答案
9.A
解析
【分析】首先对比甲、乙两图，乙图中蝴蝶的像比甲图中的更大。照相机的成像原理是凸透镜成倒立、缩小的实像，根据凸透镜成实像的规律：物距减小，像距增大，像会变大。要得到更大的像，需要减小物距（相机靠近蝴蝶），同时增大像距（镜头向外伸），据此分析选项即可。
【解析】照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作。观察甲、乙两图可知，乙图中蝴蝶的像更大。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律：要使像变大，需减小物距，即相机适当靠近蝴蝶；同时增大像距，即镜头略向外伸（增大镜头与底片之间的距离），符合该要求的是选项A。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、照相机成像原理
【点评】本题考查凸透镜成像规律在实际拍照中的应用，核心是理解“物近像远像变大”的规律，结合像的大小变化分析物距和像距的调整，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
【解析】照相机利用凸透镜成倒立、缩小的实像的原理工作。观察甲、乙两图可知，乙图中蝴蝶的像更大。根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律：要使像变大，需减小物距，即相机适当靠近蝴蝶；同时增大像距，即镜头略向外伸（增大镜头与底片之间的距离），符合该要求的是选项A。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、照相机成像原理
【点评】本题考查凸透镜成像规律在实际拍照中的应用，核心是理解“物近像远像变大”的规律，结合像的大小变化分析物距和像距的调整，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
10. [现代科技·光刻技术]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的方法，其工作原理如图所示。若图示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.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
C.硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内
D.要减小硅片上的像，需将掩膜向下移动
B
）A.缩图透镜相当于凹透镜
B.掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外
C.硅片位于缩图透镜的一倍焦距以内
D.要减小硅片上的像，需将掩膜向下移动
答案
10.B
解析
【分析】
本题结合光刻技术的实际场景考查凸透镜成像规律的应用，首先明确缩图透镜需成实像，凹透镜无法成实像，因此缩图透镜为凸透镜；再根据凸透镜成缩小实像的条件，以及物距、像距与像大小的变化规律，逐一分析选项即可。
【解析】
1. 判断缩图透镜类型：凹透镜只能成正立、缩小的虚像，无法在硅片上形成清晰的实像，因此缩图透镜是凸透镜，故A选项错误。
2. 分析掩膜的位置：根据凸透镜成像规律，当物体经凸透镜成倒立、缩小的实像时，物距需满足$u＞2f$（$f$为透镜焦距），即掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外，故B选项正确。
3. 分析硅片的位置：成缩小实像时，像距需满足$f＜v＜2f$，即硅片位于缩图透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，而非一倍焦距以内，故C选项错误。
4. 分析像的大小变化：根据“物远像近像变小”的规律，要减小硅片上的像，需增大物距，即应将掩膜向上移动（远离透镜），而非向下移动，故D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜的应用
【点评】
本题将物理知识与现代光刻技术结合，考查凸透镜成像规律的应用，属于基础应用型题目，需要学生掌握凸透镜成缩小实像的条件及成像时物距、像距的变化关系。
【难度系数】
0.6
本题结合光刻技术的实际场景考查凸透镜成像规律的应用，首先明确缩图透镜需成实像，凹透镜无法成实像，因此缩图透镜为凸透镜；再根据凸透镜成缩小实像的条件，以及物距、像距与像大小的变化规律，逐一分析选项即可。
【解析】
1. 判断缩图透镜类型：凹透镜只能成正立、缩小的虚像，无法在硅片上形成清晰的实像，因此缩图透镜是凸透镜，故A选项错误。
2. 分析掩膜的位置：根据凸透镜成像规律，当物体经凸透镜成倒立、缩小的实像时，物距需满足$u＞2f$（$f$为透镜焦距），即掩膜位于缩图透镜的二倍焦距以外，故B选项正确。
3. 分析硅片的位置：成缩小实像时，像距需满足$f＜v＜2f$，即硅片位于缩图透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，而非一倍焦距以内，故C选项错误。
4. 分析像的大小变化：根据“物远像近像变小”的规律，要减小硅片上的像，需增大物距，即应将掩膜向上移动（远离透镜），而非向下移动，故D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜的应用
【点评】
本题将物理知识与现代光刻技术结合，考查凸透镜成像规律的应用，属于基础应用型题目，需要学生掌握凸透镜成缩小实像的条件及成像时物距、像距的变化关系。
【难度系数】
0.6
11. 小明用自制的“水凸透镜”探究凸透镜成像规律，当蜡烛、“水凸透镜”和光屏位于如图所示的位置时，光屏上呈现烛焰清晰的像，下列说法正确的是（
A.此时成像特点与照相机的相同
B.此时“水凸透镜”的焦距为15.0 cm
C.向“水凸透镜”里注水可使其焦距变小
D.此时将光屏移走，烛焰通过“水凸透镜”不能成实像
C
）A.此时成像特点与照相机的相同
B.此时“水凸透镜”的焦距为15.0 cm
C.向“水凸透镜”里注水可使其焦距变小
D.此时将光屏移走，烛焰通过“水凸透镜”不能成实像
答案
11.C
解析
【分析】
要解决本题，需先从图中读取物距、像距，再结合凸透镜成像规律逐一分析选项：首先确定蜡烛、水凸透镜、光屏的刻度位置，计算物距和像距，再回忆凸透镜成像的相关规律，判断各选项的正误。
【解析】
1. 计算物距和像距：由图可知，蜡烛在25cm刻度处，水凸透镜在40cm刻度处，光屏在70cm刻度处，因此物距$ u = 40\mathrm{cm} - 25\mathrm{cm} = 15\mathrm{cm} $，像距$ v = 70\mathrm{cm} - 40\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm} $。
2. 分析选项A：此时$ u ＜ v $，根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜ 2f $、$ v ＞ 2f $时，成倒立、放大的实像，与投影仪成像特点相同；而照相机成倒立缩小实像的条件是$ u ＞ 2f $，故A错误。
3. 分析选项B：成倒立放大实像时满足$ f ＜ u ＜ 2f $、$ v ＞ 2f $，代入$ u=15\mathrm{cm} $、$ v=30\mathrm{cm} $，可得$ 7.5\mathrm{cm} ＜ f ＜ 15\mathrm{cm} $，并非焦距为15.0cm，故B错误。
4. 分析选项C：向水凸透镜注水，透镜的凸度增大，凸透镜的焦距随凸度变大而变小，故C正确。
5. 分析选项D：实像是实际光线会聚形成的，与是否有光屏承接无关，移走光屏后，烛焰仍会通过水凸透镜成实像，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜焦距、实像特点
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，需准确读取刻度计算物距和像距，理解凸透镜焦距与凸度的关系，以及实像的本质，是光学基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需先从图中读取物距、像距，再结合凸透镜成像规律逐一分析选项：首先确定蜡烛、水凸透镜、光屏的刻度位置，计算物距和像距，再回忆凸透镜成像的相关规律，判断各选项的正误。
【解析】
1. 计算物距和像距：由图可知，蜡烛在25cm刻度处，水凸透镜在40cm刻度处，光屏在70cm刻度处，因此物距$ u = 40\mathrm{cm} - 25\mathrm{cm} = 15\mathrm{cm} $，像距$ v = 70\mathrm{cm} - 40\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm} $。
2. 分析选项A：此时$ u ＜ v $，根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜ 2f $、$ v ＞ 2f $时，成倒立、放大的实像，与投影仪成像特点相同；而照相机成倒立缩小实像的条件是$ u ＞ 2f $，故A错误。
3. 分析选项B：成倒立放大实像时满足$ f ＜ u ＜ 2f $、$ v ＞ 2f $，代入$ u=15\mathrm{cm} $、$ v=30\mathrm{cm} $，可得$ 7.5\mathrm{cm} ＜ f ＜ 15\mathrm{cm} $，并非焦距为15.0cm，故B错误。
4. 分析选项C：向水凸透镜注水，透镜的凸度增大，凸透镜的焦距随凸度变大而变小，故C正确。
5. 分析选项D：实像是实际光线会聚形成的，与是否有光屏承接无关，移走光屏后，烛焰仍会通过水凸透镜成实像，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜焦距、实像特点
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，需准确读取刻度计算物距和像距，理解凸透镜焦距与凸度的关系，以及实像的本质，是光学基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
