1 小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，下列操作最合理的是 （）

1. C

【分析】
要利用太阳光测量凸透镜的焦距，需明确实验原理：平行于凸透镜主光轴的太阳光，经凸透镜折射后会会聚在焦点上，焦点到凸透镜光心的距离即为焦距。操作时需满足两个关键要点：一是让太阳光平行于凸透镜的主光轴入射（即凸透镜正对太阳光，使入射光线与主光轴平行）；二是白纸要放置在凸透镜的另一侧，能承接光线会聚形成的最小最亮光斑，且不能被凸透镜的支架遮挡光线。逐一分析选项：A中凸透镜主光轴与入射光线不平行，无法使光线沿主光轴会聚；B中凸透镜倾斜，入射光线与主光轴不平行，不符合要求；C中凸透镜主光轴与竖直向下的太阳光平行，白纸在凸透镜另一侧，可承接会聚光斑；D中凸透镜的支架遮挡了部分入射光线，影响光线会聚。
【解析】
测量凸透镜焦距的原理是平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚于焦点，因此操作需满足：太阳光平行于凸透镜主光轴入射，白纸在另一侧承接光斑。
选项A：凸透镜主光轴与入射光线不平行，光线无法沿主光轴会聚，操作不合理；
选项B：凸透镜倾斜，入射光线与主光轴不平行，无法准确找到焦点，操作不合理；
选项C：凸透镜主光轴与竖直向下的太阳光平行，白纸在凸透镜另一侧，能承接光线会聚的光斑，操作合理；
选项D：凸透镜的支架遮挡了部分入射光线，导致会聚光斑不清晰，操作不合理。
综上，最合理的操作是选项C。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜焦距测量、凸透镜会聚作用
【点评】
本题考查利用太阳光测量凸透镜焦距的实验操作，核心是理解实验原理，属于光学基础实验题，需掌握正确的操作要点，难度适中。
【难度系数】
0.6

2 小杰同学想制作一个平行光源，下列做法可行的是 （）

A.选用凸透镜并把灯泡放在凸透镜的焦点上
B.选用凹透镜并把灯泡放在凹透镜的焦点上
C.选用凸透镜并把灯泡放在凸透镜的焦点以内的地方
D.选用凹透镜并把灯泡放在凹透镜的焦点以内的地方

2. A

【分析】
要制作平行光源，需让光线经透镜后变为平行光，需结合凸透镜、凹透镜对光线的作用规律分析各选项：凸透镜对光线有会聚作用，根据光路可逆原理，从凸透镜焦点发出的光线，经凸透镜折射后会平行于主光轴；凹透镜对光线有发散作用，无论光源放在凹透镜的哪个位置，都无法使光线经凹透镜后变为平行光。
【解析】
逐个分析选项：
A. 选用凸透镜并把灯泡放在凸透镜的焦点上：从凸透镜焦点发出的光线，经凸透镜折射后平行于主光轴，可形成平行光，做法可行；
B. 选用凹透镜并把灯泡放在凹透镜的焦点上：凹透镜对光线有发散作用，折射后光线仍发散，无法形成平行光，做法不可行；
C. 选用凸透镜并把灯泡放在凸透镜的焦点以内的地方：此时光线经凸透镜后是发散的，不能得到平行光，做法不可行；
D. 选用凹透镜并把灯泡放在凹透镜的焦点以内的地方：凹透镜始终发散光线，无法形成平行光，做法不可行。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜的光学性质、凹透镜的光学性质
【点评】
本题考查透镜对光线的作用，核心是掌握凸透镜焦点处光线的折射规律，属于光学基础题，需区分凸透镜和凹透镜的不同光学效果。
【难度系数】
0.3

3 新趋势 教材 P70 练习 T3 改编 如图所示，将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，这时光斑到凸透镜的距离为 L。若凸透镜在靠近纸的过程中光斑先变小后变大，则该凸透镜的焦距 （）

A.一定小于 L
B.一定等于 L
C.一定大于 L
D.可能小于 L，也可能大于 L

3. A

【分析】
要解决这道题，需先明确：太阳光可近似为平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜后会会聚到焦点，焦点处的光斑是最小最亮的。当前纸上的光斑并非最小，说明该光斑的位置不在凸透镜的焦点处。接下来分析移动透镜时的光斑变化：当凸透镜靠近纸时，光斑先变小后变大，说明初始时透镜到纸的距离L大于焦距f——因为只有当焦点位于凸透镜和纸之间时，随着透镜靠近纸（L减小），纸先从焦点后方移动到焦点处（此时光斑变小至最小），再移动到焦点前方（此时光斑变大），正好符合题目描述的变化规律，由此可判断焦距与L的关系。
【解析】
1. 平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚于焦点，焦点处的光斑是最小最亮的，因此当前非最小光斑的位置不在焦点处。
2. 已知凸透镜靠近纸时，光斑先变小后变大：若初始时焦距f ＜ L（即焦点在凸透镜与纸之间），当透镜靠近纸时，透镜到纸的距离L逐渐减小，当L减小到f时，光斑达到最小；继续靠近，L ＜ f，此时纸位于焦点与凸透镜之间，光线尚未会聚到焦点，光斑会逐渐变大，完全符合题目中“先变小后变大”的现象。
3. 若焦距f ≥ L，则透镜靠近纸时，光斑要么一直变小（f=L时到最小），要么一直变大，不符合题意。因此该凸透镜的焦距一定小于L，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜的会聚作用；焦点与焦距；平行光聚焦法
【点评】
本题结合平行光经凸透镜的会聚特点，考查对焦点、焦距概念的理解，关键在于通过光斑的变化规律判断透镜与焦点的位置关系，属于凸透镜成像基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6

4 小明将水滴滴在透明玻璃纸上，透过水滴观察报纸上的字，发现变大了，这个水滴相当于一个凸透镜，如图甲所示。若通过“神舟二十一号”飞船把它带到太空中，水滴会变得如图乙所示，则在太空中，该水滴透镜（）

A.焦距不变
B.焦距会变长
C.对光线的偏折能力增强
D.对光线的偏折能力减弱

4. C

【分析】首先，水滴相当于凸透镜，凸透镜的凸度（曲率）会影响焦距和对光线的偏折能力：凸度越大，焦距越短，对光线的偏折能力越强。甲图是地球上的水滴，呈平凸形；太空中的水滴在表面张力作用下变成乙图的球形，凸度比甲更大。接下来分析选项：A选项说焦距不变，不符合凸度变大焦距变短的规律；B选项焦距变长，也不对；C选项偏折能力增强，符合凸度变大偏折能力变强的特点；D选项偏折减弱，错误。
【解析】水滴在太空中受表面张力作用，由地球上的平凸形（甲）变为球形（乙），其作为凸透镜的凸度增大。根据凸透镜的光学特性：凸透镜的凸度越大，焦距越短，对光线的偏折能力越强。因此，该水滴透镜的焦距变短，对光线的偏折能力增强，故选项C正确，A、B、D错误。
【答案】C
【知识点】凸透镜焦距、透镜偏折能力
【点评】本题结合太空场景考查凸透镜的光学特性，需明确凸透镜凸度与焦距、偏折能力的关系，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】0.5

5 新情境 古籍名著 [2025 沭阳期末]西晋时期的《博物志》中，记载有：“削冰令圆，举以向日，以艾于后承其影，则得火。”下列理解错误的是 ()

A.“削冰令圆”是把冰削成凸透镜形状
B.“举以向日”是将凸透镜正对太阳光
C.“以艾于后承其影”是把“艾”（易燃物）放在透镜的二倍焦距处
D.“得火”是利用了凸透镜对光的会聚作用

5. C

【分析】本题考查凸透镜的光学性质，解题思路为：先明确“削冰令圆”制成的是凸透镜，凸透镜对光有会聚作用；冰透镜取火的原理是会聚太阳光使焦点处温度升高，达到易燃物的燃点，因此需将易燃物放在焦点处。再逐一分析各选项，找出理解错误的选项。
【解析】结合凸透镜的相关知识逐一分析选项：
选项A：凸透镜的特征是中间厚、边缘薄，“削冰令圆”就是把冰削成符合该特征的凸透镜形状，该选项说法正确；
选项B：“举以向日”是将凸透镜正对太阳光，这样平行的太阳光才能入射到凸透镜上，进而被会聚，该选项说法正确；
选项C：冰透镜取火时，需把易燃物（艾）放在凸透镜的焦点处（焦点是凸透镜会聚太阳光的位置，温度最高），而非二倍焦距处，该选项说法错误；
选项D：“得火”是利用凸透镜对光的会聚作用，使焦点处温度升高达到艾的燃点，该选项说法正确。
综上，理解错误的是C选项。
【答案】C
【知识点】凸透镜的会聚作用、凸透镜的焦点
【点评】本题以古籍《博物志》中的冰透镜取火为情境，将物理知识与传统文化结合，考查凸透镜的光学性质，难度适中，需准确掌握凸透镜会聚光的特点及应用场景。
【难度系数】0.7

6 如图所示，凸透镜正对着太阳光，来回移动另一侧的纸片，得到最小、最亮的光斑时，纸片距离凸透镜中心10 cm，则此凸透镜的焦距是 cm；接着将纸片向远离凸透镜的方向移动，纸片上的光斑（变大/不变/变小），纸片上光斑与凸透镜的镜面大小相同时，纸片距离凸透镜的中心 cm。

6. 10 变大 20

【分析】
要解答本题，需掌握凸透镜的焦点、焦距的概念，以及平行光线经凸透镜后的传播规律：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会会聚到焦点，焦点到凸透镜光心的距离为焦距；光线过焦点后会继续发散，远离焦点时光斑会变大；结合凸透镜的光学特性，当光斑大小与透镜镜面相同时，距离为2倍焦距。
【解析】
1. 确定焦距：平行于主光轴的太阳光经凸透镜折射后，会聚成最小、最亮的光斑，该光斑是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜中心（光心）的距离就是焦距，题目中该距离为10cm，因此焦距为10cm。
2. 分析光斑变化：当纸片向远离凸透镜的方向移动时，光线经过焦点后会继续发散，所以纸片上的光斑会变大。
3. 计算对应距离：根据凸透镜的光学规律，平行光经凸透镜会聚后，当纸片距离凸透镜为2倍焦距时，光斑大小与凸透镜镜面相同，已知焦距为10cm，故2倍焦距为20cm，即此时纸片距离凸透镜中心20cm。
【答案】
10；变大；20
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜会聚光线、平行光经凸透镜的光斑变化
【点评】
本题考查凸透镜焦距的测量及平行光线经凸透镜后的光斑变化，属于基础光学题，核心是理解焦点、焦距的概念，以及光线经过凸透镜后的传播特点，适合巩固光学基础知识点。
【难度系数】
0.8