登录
13.（2025镇江二模）如图3-ZT-11所示，烛焰和光屏的中心在凸透镜主光轴上，图示位置光屏上能成清晰的像，将光屏位置记为O。保持蜡烛的位置不变，若将凸透镜移至M，光屏在P处能呈现清晰的像；若将凸透镜移至N，光屏在Q处能呈现清晰的像。下列说法正确的是（
图3-ZT-11
A.P、Q均在O的右侧
B.P处的像比Q处的像小
C.此凸透镜的焦距为20.0 cm
D.光屏移动距离OP=OQ
A
）图3-ZT-11
A.P、Q均在O的右侧
B.P处的像比Q处的像小
C.此凸透镜的焦距为20.0 cm
D.光屏移动距离OP=OQ
答案
13. A
解析
【分析】
首先确定初始状态：蜡烛在30cm刻度处，凸透镜初始在50cm刻度处，光屏在70cm刻度处，此时物距u=50cm-30cm=20cm，像距v=70cm-50cm=20cm，光屏成清晰像。根据凸透镜成像规律，当u=v=2f时成倒立等大实像，可算出焦距f=10cm。
接着分析凸透镜移动后的情况：
1. 凸透镜移至M（50cm左侧）：物距变小（f＜u'＜2f），根据“物近像远像变大”，像距会大于2f，光屏需向右移动，故P在O（70cm）右侧；
2. 凸透镜移至N（50cm右侧）：物距变大（u''＞2f），根据“物远像近像变小”，像距在f与2f之间，计算得像距≈16.7cm，光屏位置≈71.7cm，故Q也在O右侧；
再逐一排除错误选项即可得出答案。
【解析】
解：初始时，物距u=50cm-30cm=20cm，像距v=70cm-50cm=20cm，光屏成清晰像，由凸透镜成像规律得：2f=20cm，即f=10cm，故C错误；
凸透镜移至M时，物距u₁=45cm-30cm=15cm（f＜u₁＜2f），根据成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，代入f=10cm、u₁=15cm，得像距v₁=30cm，光屏位置为45cm+30cm=75cm，即P在O（70cm）右侧；
凸透镜移至N时，物距u₂=55cm-30cm=25cm（u₂＞2f），代入成像公式得像距v₂≈16.7cm，光屏位置为55cm+16.7cm≈71.7cm，即Q在O右侧；
因此P、Q均在O右侧，A正确；
P处像的放大率$m₁=\frac{v₁}{u₁}=\frac{30}{15}=2$，Q处放大率$m₂=\frac{v₂}{u₂}≈\frac{16.7}{25}≈0.67$，P处像更大，B错误；
OP=75cm-70cm=5cm，OQ≈71.7cm-70cm=1.7cm，OP≠OQ，D错误。
【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，核心是利用初始状态确定焦距，再结合“物近像远像变大，物远像近像变小”的规律分析透镜移动后的像距和像的变化，需熟练掌握成像公式和规律。
【难度系数】
0.5
首先确定初始状态：蜡烛在30cm刻度处，凸透镜初始在50cm刻度处，光屏在70cm刻度处，此时物距u=50cm-30cm=20cm，像距v=70cm-50cm=20cm，光屏成清晰像。根据凸透镜成像规律，当u=v=2f时成倒立等大实像，可算出焦距f=10cm。
接着分析凸透镜移动后的情况：
1. 凸透镜移至M（50cm左侧）：物距变小（f＜u'＜2f），根据“物近像远像变大”，像距会大于2f，光屏需向右移动，故P在O（70cm）右侧；
2. 凸透镜移至N（50cm右侧）：物距变大（u''＞2f），根据“物远像近像变小”，像距在f与2f之间，计算得像距≈16.7cm，光屏位置≈71.7cm，故Q也在O右侧；
再逐一排除错误选项即可得出答案。
【解析】
解：初始时，物距u=50cm-30cm=20cm，像距v=70cm-50cm=20cm，光屏成清晰像，由凸透镜成像规律得：2f=20cm，即f=10cm，故C错误；
凸透镜移至M时，物距u₁=45cm-30cm=15cm（f＜u₁＜2f），根据成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，代入f=10cm、u₁=15cm，得像距v₁=30cm，光屏位置为45cm+30cm=75cm，即P在O（70cm）右侧；
凸透镜移至N时，物距u₂=55cm-30cm=25cm（u₂＞2f），代入成像公式得像距v₂≈16.7cm，光屏位置为55cm+16.7cm≈71.7cm，即Q在O右侧；
因此P、Q均在O右侧，A正确；
P处像的放大率$m₁=\frac{v₁}{u₁}=\frac{30}{15}=2$，Q处放大率$m₂=\frac{v₂}{u₂}≈\frac{16.7}{25}≈0.67$，P处像更大，B错误；
OP=75cm-70cm=5cm，OQ≈71.7cm-70cm=1.7cm，OP≠OQ，D错误。
【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，核心是利用初始状态确定焦距，再结合“物近像远像变大，物远像近像变小”的规律分析透镜移动后的像距和像的变化，需熟练掌握成像公式和规律。
【难度系数】
0.5
14. (2024常州武进区校级一模)如图3-ZT-12所示，小明用同一个相机给同一个古塔先后拍了两张照片，当他拍完第一张照片后，他应该
靠近
（选填“靠近”或“远离”）古塔，并把镜头伸长
（选填“伸长”或“缩短”），才能清晰地拍摄到第二张照片。答案
14. 靠近 伸长
解析
【分析】
这道题考查照相机的成像原理，属于凸透镜成像的实际应用。首先对比两张照片，第二张中古塔的像比第一张更大，根据凸透镜成实像时的规律“物近像远像变大”，要让像变大，需要减小物距、增大像距，据此分析操作即可。
【解析】
照相机的镜头相当于凸透镜，成像原理是当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。凸透镜成实像时，遵循“物近像远像变大”的规律：物距减小（物体靠近镜头），像距增大，像会变大。观察两张照片，第二张的古塔像更大，说明需要让像变大，因此要减小物距，即相机应靠近古塔；同时要增大像距，镜头到底片的距离为像距，所以需要把镜头伸长。
【答案】
靠近；伸长
【知识点】
凸透镜成像的应用；照相机原理
【点评】
本题结合实际拍照场景，考查凸透镜成像规律的应用，核心是理解“物近像远像变大”的规律，需要学生能将物理规律与实际操作结合分析，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
这道题考查照相机的成像原理，属于凸透镜成像的实际应用。首先对比两张照片，第二张中古塔的像比第一张更大，根据凸透镜成实像时的规律“物近像远像变大”，要让像变大，需要减小物距、增大像距，据此分析操作即可。
【解析】
照相机的镜头相当于凸透镜，成像原理是当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。凸透镜成实像时，遵循“物近像远像变大”的规律：物距减小（物体靠近镜头），像距增大，像会变大。观察两张照片，第二张的古塔像更大，说明需要让像变大，因此要减小物距，即相机应靠近古塔；同时要增大像距，镜头到底片的距离为像距，所以需要把镜头伸长。
【答案】
靠近；伸长
【知识点】
凸透镜成像的应用；照相机原理
【点评】
本题结合实际拍照场景，考查凸透镜成像规律的应用，核心是理解“物近像远像变大”的规律，需要学生能将物理规律与实际操作结合分析，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
15.（2025扬州仪征期中）当蜡烛、透镜甲和光屏放置在如图3-ZT-13所示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像（图中未画出）。小明进行以下两种操作，均可在光屏上再次成清晰的像，操作1：保持蜡烛和光屏在图示位置不变，将透镜甲向左移到M点。操作2：保持蜡烛和透镜在图示位置不变，将透镜甲换成透镜乙后，再向右移动光屏到N点，则下列说法正确的是（
A.透镜乙的焦距可能小于透镜甲
B.M点和N点之间的距离一定大于40 cm
C.两次操作在光屏上观察到的一定都是烛焰放大的像
D.完成操作2后保持蜡烛和光屏的位置不动，移动透镜乙一定出现等大的像
B
）A.透镜乙的焦距可能小于透镜甲
B.M点和N点之间的距离一定大于40 cm
C.两次操作在光屏上观察到的一定都是烛焰放大的像
D.完成操作2后保持蜡烛和光屏的位置不动，移动透镜乙一定出现等大的像
答案
15. B
解析
【分析】
首先确定初始状态的物距和像距：由图可知，蜡烛在10cm刻度处，透镜在50cm刻度处，光屏在70cm刻度处，因此物距u=50cm-10cm=40cm，像距v=70cm-50cm=20cm，此时烛焰成清晰的倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像规律可算出透镜甲的焦距范围：10cm＜f甲＜20cm。
接下来分析两个操作：
操作1：保持蜡烛和光屏不动，左移透镜，根据光路可逆原理，当新的物距等于原来的像距（20cm），新的像距等于原来的物距（40cm）时，会再次成清晰的像，因此透镜M点的位置为10cm+20cm=30cm，M点在30cm刻度处。
操作2：保持蜡烛和透镜位置不变，换透镜乙后光屏右移，说明像距变大，透镜乙的会聚能力比甲弱，故f乙＞f甲。
最后逐一分析选项，判断正确答案。
【解析】
1. 初始成像分析：u=40cm，v=20cm，u＞v，成倒立缩小实像，满足u＞2f、f＜v＜2f，解得10cm＜f甲＜20cm。
2. 操作1分析：蜡烛和光屏间距为60cm，左移透镜至M点时，根据光路可逆，新物距u'=20cm，新像距v'=40cm，故M点位置为10cm+20cm=30cm。
3. 选项A：换透镜乙后像距变大，说明乙的会聚能力弱，焦距更大，即f乙＞f甲，A错误。
4. 选项B：M点在30cm处，操作2中，蜡烛到光屏总距离为60cm，换乙后像距v乙＞20cm，故光屏N点位置＞50cm+20cm=70cm，因此M到N的距离=N点-30cm＞70cm-30cm=40cm，B正确。
5. 选项C：操作1中，若f甲=10cm，u'=20cm=2f甲，成等大实像，并非放大，故“一定都是放大”错误，C错误。
6. 选项D：操作2后蜡烛和光屏间距60cm，成等大实像需u=v=30cm，即透镜在40cm处，此时需f乙=15cm，但f乙＞f甲≥10cm，若f乙＞15cm则无法成等大像，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合光路可逆和凸透镜成像规律，分析两个操作的成像变化，需准确判断焦距范围及各操作的像距、物距变化，考查学生对凸透镜成像规律的应用能力。
【难度系数】
0.5
首先确定初始状态的物距和像距：由图可知，蜡烛在10cm刻度处，透镜在50cm刻度处，光屏在70cm刻度处，因此物距u=50cm-10cm=40cm，像距v=70cm-50cm=20cm，此时烛焰成清晰的倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像规律可算出透镜甲的焦距范围：10cm＜f甲＜20cm。
接下来分析两个操作：
操作1：保持蜡烛和光屏不动，左移透镜，根据光路可逆原理，当新的物距等于原来的像距（20cm），新的像距等于原来的物距（40cm）时，会再次成清晰的像，因此透镜M点的位置为10cm+20cm=30cm，M点在30cm刻度处。
操作2：保持蜡烛和透镜位置不变，换透镜乙后光屏右移，说明像距变大，透镜乙的会聚能力比甲弱，故f乙＞f甲。
最后逐一分析选项，判断正确答案。
【解析】
1. 初始成像分析：u=40cm，v=20cm，u＞v，成倒立缩小实像，满足u＞2f、f＜v＜2f，解得10cm＜f甲＜20cm。
2. 操作1分析：蜡烛和光屏间距为60cm，左移透镜至M点时，根据光路可逆，新物距u'=20cm，新像距v'=40cm，故M点位置为10cm+20cm=30cm。
3. 选项A：换透镜乙后像距变大，说明乙的会聚能力弱，焦距更大，即f乙＞f甲，A错误。
4. 选项B：M点在30cm处，操作2中，蜡烛到光屏总距离为60cm，换乙后像距v乙＞20cm，故光屏N点位置＞50cm+20cm=70cm，因此M到N的距离=N点-30cm＞70cm-30cm=40cm，B正确。
5. 选项C：操作1中，若f甲=10cm，u'=20cm=2f甲，成等大实像，并非放大，故“一定都是放大”错误，C错误。
6. 选项D：操作2后蜡烛和光屏间距60cm，成等大实像需u=v=30cm，即透镜在40cm处，此时需f乙=15cm，但f乙＞f甲≥10cm，若f乙＞15cm则无法成等大像，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合光路可逆和凸透镜成像规律，分析两个操作的成像变化，需准确判断焦距范围及各操作的像距、物距变化，考查学生对凸透镜成像规律的应用能力。
【难度系数】
0.5
16.（2025无锡宜兴期中）小明在学习了探究凸透镜成像规律的实验后，打算在家独立完成探究过程，由于没有凸透镜，于是他用弹性膜注水制作了一个水凸透镜，通过注射器注水或抽水改变透镜的厚度，固定透镜，将蜡烛放在合适位置后，调节光屏的位置得到清晰的像，如图3-ZT-14甲所示（像未画出），下列说法正确的是 （
A.图甲可以模拟正常人眼球观察物体时的成像情况，光屏上成倒立、放大的实像
B.图甲所示水透镜的焦距范围是$7.5\ \mathrm{cm}＜f＜15\ \mathrm{cm}$
C.若将远视眼镜靠近图甲透镜左侧放置，要将光屏远离透镜才能承接到清晰的像
D.模拟图乙近视眼的成因时需要从水透镜向外抽水
B
）A.图甲可以模拟正常人眼球观察物体时的成像情况，光屏上成倒立、放大的实像
B.图甲所示水透镜的焦距范围是$7.5\ \mathrm{cm}＜f＜15\ \mathrm{cm}$
C.若将远视眼镜靠近图甲透镜左侧放置，要将光屏远离透镜才能承接到清晰的像
D.模拟图乙近视眼的成因时需要从水透镜向外抽水
答案
16. B
解析
【分析】要解答本题，需先确定图甲中水凸透镜的物距和像距，再结合凸透镜成像规律，逐一分析各选项：首先计算物距$u = 40\mathrm{cm} - 10\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm}$，像距$v = 55\mathrm{cm} - 40\mathrm{cm} = 15\mathrm{cm}$，此时$u＞v$，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像；再结合眼球成像、视力矫正的知识判断选项对错。
【解析】
1. 选项A分析：图甲中物距$u=30\mathrm{cm}$，像距$v=15\mathrm{cm}$，$u＞v$，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，并非“倒立、放大的实像”，故A错误。
2. 选项B分析：根据凸透镜成像规律，当$u＞2f$时，$f＜v＜2f$。代入$u=30\mathrm{cm}$、$v=15\mathrm{cm}$，可得：
$30\mathrm{cm}＞2f \implies f＜15\mathrm{cm}$；
$f＜15\mathrm{cm}＜2f \implies f＞7.5\mathrm{cm}$；
因此水透镜的焦距范围是$7.5\mathrm{cm}＜f＜15\mathrm{cm}$，故B正确。
3. 选项C分析：远视眼镜是凸透镜，对光线有会聚作用，将其靠近透镜左侧放置时，光线会提前会聚，因此需将光屏靠近透镜才能承接到清晰的像，而非远离，故C错误。
4. 选项D分析：近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力过强，像成在视网膜前方；模拟近视眼需让水透镜变厚，应向水透镜内注水；向外抽水会使透镜变薄，是模拟远视眼，故D错误。
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律、近视眼成因与矫正、眼球成像原理
【点评】本题结合水凸透镜实验，综合考查凸透镜成像规律的应用及视力矫正的相关知识，需准确掌握成像规律和视力问题的原理，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 选项A分析：图甲中物距$u=30\mathrm{cm}$，像距$v=15\mathrm{cm}$，$u＞v$，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，并非“倒立、放大的实像”，故A错误。
2. 选项B分析：根据凸透镜成像规律，当$u＞2f$时，$f＜v＜2f$。代入$u=30\mathrm{cm}$、$v=15\mathrm{cm}$，可得：
$30\mathrm{cm}＞2f \implies f＜15\mathrm{cm}$；
$f＜15\mathrm{cm}＜2f \implies f＞7.5\mathrm{cm}$；
因此水透镜的焦距范围是$7.5\mathrm{cm}＜f＜15\mathrm{cm}$，故B正确。
3. 选项C分析：远视眼镜是凸透镜，对光线有会聚作用，将其靠近透镜左侧放置时，光线会提前会聚，因此需将光屏靠近透镜才能承接到清晰的像，而非远离，故C错误。
4. 选项D分析：近视眼的成因是晶状体太厚，折光能力过强，像成在视网膜前方；模拟近视眼需让水透镜变厚，应向水透镜内注水；向外抽水会使透镜变薄，是模拟远视眼，故D错误。
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律、近视眼成因与矫正、眼球成像原理
【点评】本题结合水凸透镜实验，综合考查凸透镜成像规律的应用及视力矫正的相关知识，需准确掌握成像规律和视力问题的原理，难度适中。
【难度系数】0.6
