14.如图所示,N是一个水平放置的长方形暗盒,盒内有水平向右的平行光,P为暗盒右侧平面上的一个圆孔,M是一个与暗盒右侧平面平行的相隔一定距离的光屏.若从外径与圆孔P相同的平板玻璃、凸透镜、凹透镜这三个光学器件中取一个嵌入圆孔P中,发现在光屏M上呈现一个比圆孔P大的圆形光斑,则嵌入圆孔P的那个光学器件 ()


A.只能是凹透镜
B.只可能是凹透镜或平板玻璃
C.只可能是凹透镜或凸透镜
D.凹透镜、凸透镜、平板玻璃都有可能

14. C 点拨:①当在P处嵌入一个凹透镜时,因为凹透镜对光线有发散作用,所以光斑要比圆孔P大.②当在P处嵌入一个焦距较小的凸透镜时,因为凸透镜对光线有会聚作用,光线在PM之间会聚,所以光斑有可能比圆孔P大.③当在P处嵌入一个平板玻璃时,因为平板玻璃对光线既没有会聚作用,也没有发散作用,所以光斑与圆孔P一样大.因此嵌入圆孔P的那个光学器件可能是凹透镜,也可能是凸透镜.

【分析】
要判断嵌入圆孔P的光学器件，需分别分析平板玻璃、凸透镜、凹透镜对平行光的作用，结合光屏M上光斑大小的变化推导：
1. 平板玻璃对光线既不会聚也不发散，平行光经过后仍平行，光斑大小与圆孔P一致；
2. 凹透镜对光线有发散作用，平行光经过后向外发散，光斑会比圆孔P大；
3. 凸透镜对光线有会聚作用，平行光经凸透镜会聚到焦点，若光屏M在焦点之外，会聚后的光线继续传播会再次发散，此时光斑会比圆孔P大。
综上，符合条件的光学器件是凹透镜或凸透镜。
【解析】
分三种光学器件逐一分析：
① 嵌入平板玻璃时：平板玻璃对光线无会聚或发散作用，平行光经过后传播方向不变，仍为平行光，因此光屏M上的光斑大小与圆孔P相等，不符合“比圆孔P大”的条件；
② 嵌入凹透镜时：凹透镜对光线有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后向外发散，在光屏M上形成的光斑比圆孔P大，符合条件；
③ 嵌入凸透镜时：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到焦点，若光屏M位于凸透镜的焦点之外，会聚后的光线继续传播会再次发散，此时形成的光斑比圆孔P大，符合条件。
因此，嵌入圆孔P的光学器件可能是凹透镜或凸透镜，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
透镜对光线的作用；平板玻璃的光学性质
【点评】
本题考查不同光学器件对平行光的作用，需明确凸透镜在焦点外时光斑变大的特点，避免仅认为凹透镜能使光斑变大的误区，是对光学基础知识的综合应用。
【难度系数】
0.5

15.一位同学用凸透镜观察书上的文字，文字变大了，为了看到更大的清晰的像，应 （）

A.书与眼睛不动，凸透镜离书远一些
B.书与眼睛不动，凸透镜离书近一些
C.书与凸透镜不动，眼睛离书近一些
D.书与凸透镜不动，眼睛离书远一些

15. A

【分析】首先明确用凸透镜看书上文字时，凸透镜作为放大镜使用，此时成正立放大的虚像，物距小于焦距。根据凸透镜成虚像的规律：当物体在一倍焦距以内时，物距越大（透镜离物体越远，不超过焦距），所成的虚像越大。要看到更大的清晰的像，需增大物距，结合选项逐一分析即可。
【解析】凸透镜作为放大镜使用时，物距$u ＜ f$，成正立、放大的虚像。根据凸透镜成像规律，成虚像时，物距越大，虚像越大。题目要求看到更大的清晰的像，需增大物距：A选项中，书与眼睛不动，凸透镜离书远一些（仍在一倍焦距内，保证成虚像），物距增大，虚像变大，正确；B选项凸透镜离书近一些，物距减小，虚像变小，错误；C、D选项中，书与凸透镜不动，眼睛移动不会改变物距，像的大小不变，错误。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、放大镜的应用
【点评】本题考查凸透镜成虚像的规律，属于基础应用类题目，只要掌握放大镜成像时物距与像大小的关系即可解答，难度较低。
【难度系数】0.6

16.物理课上,同学们手持凸透镜观察窗外远处的景物,观察到的清晰的像为 （）

A.正立、缩小的像
B.正立、放大的像
C.倒立、放大的像
D.倒立、缩小的像

16. D

【分析】首先提取题目关键信息：观察的是窗外远处的景物，因此凸透镜到景物的距离（物距$u$）远大于凸透镜的2倍焦距（$u＞2f$）。接着回忆凸透镜成像规律，根据物距与焦距的对应关系判断成像特点，再匹配选项得出答案。
【解析】当凸透镜观察远处景物时，物距$u$远大于2倍焦距（$u＞2f$），根据凸透镜成像规律：物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。逐一分析选项：A选项正立缩小像不符合规律；B选项正立放大像不符合；C选项倒立放大像不符合；D选项倒立缩小像符合，因此选D。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律；物距与像的关系
【点评】本题考查凸透镜成像规律的基础应用，核心是根据“远处景物”判断物距范围，结合成像规律即可快速解题，属于初中物理光学部分的基础题。
【难度系数】0.8

17.小明利用太阳光测量凸透镜的焦距.

(1)如图所示的两种操作方案中,正确的是图（选填“甲”或“乙”）所示方案.
(2)采用正确的操作方案,适当调整位置后,当在白纸上出现一个的光斑时,光斑到凸透镜中心的距离为20cm,则该凸透镜的焦距为cm.
(3)若在测量另一凸透镜焦距的过程中,白纸上出现一个较大的光斑,光斑到凸透镜中心的距离为L,当凸透镜远离白纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距（选填“大于”或“小于”）L.

17.(1)乙 (2)最小、最亮 20 (3)小于

【分析】
要解决本题，需明确利用太阳光测量凸透镜焦距的核心原理：平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会会聚到焦点，焦点到凸透镜中心的距离即为焦距。
(1) 判断操作正确性：测量时需让太阳光垂直照射凸透镜（透镜正对着太阳光），才能使入射光平行于主光轴，准确会聚到焦点；甲图中透镜倾斜，入射光不平行于主光轴，无法得到焦点，乙图操作正确。
(2) 确定焦距：当太阳光经凸透镜会聚成最小、最亮的光斑时，该光斑就是凸透镜的焦点，此时光斑到透镜中心的距离等于焦距，题目中该距离为20cm，故焦距为20cm。
(3) 分析焦距与L的关系：若凸透镜远离白纸时光斑一直变大，说明焦点在透镜和白纸之间（白纸在焦点后方），因此焦距小于光斑到透镜中心的距离L。
【解析】
(1) 测量凸透镜焦距时，需保证入射光平行于主光轴，因此透镜应正对着太阳光，故正确方案为乙。
(2) 平行于主光轴的太阳光经凸透镜会聚成最小、最亮的光斑，该光斑为焦点，焦点到透镜中心的距离为焦距，已知该距离为20cm，故焦距为20cm。
(3) 当凸透镜远离白纸时光斑一直变大，说明白纸位于焦点之后，因此焦距小于光斑到透镜中心的距离L。
【答案】
(1)乙 (2)最小、最亮；20 (3)小于
【知识点】
凸透镜焦距测量；凸透镜对光的作用
【点评】
本题考查利用太阳光测量凸透镜焦距的实验操作与原理，需掌握平行光经凸透镜会聚成焦点的特点，以及光斑变化与焦距的关系，属于基础实验题。
【难度系数】
0.5

18 如图所示，一玻璃砖内有一凸形气泡，一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面，通过玻璃砖后，光线将会 （）


A.仍然平行
B.会聚
C.发散
D.无法确定

18. C

【分析】
要解决这道题，需先分析玻璃砖内凸形气泡的结构：凸形气泡将玻璃砖分成左右两部分，这两部分的形状都是中间薄、边缘厚，属于凹透镜。凹透镜对光线有发散作用，平行光垂直入射后，经过凹透镜会发生发散，据此判断光线的变化。
【解析】
玻璃砖内的凸形气泡，使得玻璃砖被气泡分割为左右两个部分，这两个部分均满足“中间薄、边缘厚”的特征，相当于凹透镜；根据凹透镜的光学性质，凹透镜对光线有发散作用，因此当平行光垂直射向玻璃砖侧面时，经过这两个凹透镜后，光线会发散。
【答案】
C
【知识点】
凹透镜对光线的作用；透镜的分类
【点评】
本题易错点是误将凸形气泡当成凸透镜，需明确气泡的存在使玻璃砖形成了凹透镜结构，牢记凹透镜的发散作用是解题关键。
【难度系数】
0.5