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例3 某凸透镜的焦距为10 cm，把点燃的蜡烛沿主光轴从透镜焦点处向远处移动的过程中，下述凸透镜所成像的变化情况中，正确的是（
A.像始终变大
B.像始终变小
C.像先变小后变大
D.像先变大后变小
B
）A.像始终变大
B.像始终变小
C.像先变小后变大
D.像先变大后变小
答案
B
解析
【分析】首先明确凸透镜焦距f=10cm，蜡烛从焦点（物距u=10cm）向远处移动，物距u逐渐增大，且始终满足u＞f（成实像的条件）。根据凸透镜成像规律，当物距大于一倍焦距时，成实像，且物距越大，像距越小，所成的像也越小。因此整个移动过程中像始终变小，据此判断选项。
【解析】已知凸透镜焦距f=10cm，蜡烛移动时物距u从f=10cm逐渐增大，始终处于u＞f的实像区域。根据凸透镜成像规律：当物距大于一倍焦距时，成实像，且物距增大时，像距减小，像的大小也随之减小。因此蜡烛从焦点向远处移动的过程中，像始终变小，对应选项B。
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律、实像的变化特点
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是掌握“物远像近像变小”的实像变化规律，需明确物距的变化范围（始终大于一倍焦距），避免混淆虚像的变化特点，属于基础题型。
【难度系数】0.6
【解析】已知凸透镜焦距f=10cm，蜡烛移动时物距u从f=10cm逐渐增大，始终处于u＞f的实像区域。根据凸透镜成像规律：当物距大于一倍焦距时，成实像，且物距增大时，像距减小，像的大小也随之减小。因此蜡烛从焦点向远处移动的过程中，像始终变小，对应选项B。
【答案】B
【知识点】凸透镜成像规律、实像的变化特点
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是掌握“物远像近像变小”的实像变化规律，需明确物距的变化范围（始终大于一倍焦距），避免混淆虚像的变化特点，属于基础题型。
【难度系数】0.6
学习任务二 凸透镜成像规律的应用
| 物距 | 像的性质 | 应用 |
| --- | --- | --- |
| $u＞2f$ | 倒立、缩小、实像 |
| $u=2f$ | 倒立、等大、实像 | 计算焦距 |
| $2f＞u＞f$ |
|
| $u=f$ | 不成像 | — |
| $u＜f$ | 正立、放大、虚像 |
在调试投影仪时，重要的依据是$2f＞u＞f$，因此在制作投影仪时，注意物距、焦距、像距之间的关系。
| 物距 | 像的性质 | 应用 |
| --- | --- | --- |
| $u＞2f$ | 倒立、缩小、实像 |
照相机
|| $u=2f$ | 倒立、等大、实像 | 计算焦距 |
| $2f＞u＞f$ |
| 投影仪
|| $u=f$ | 不成像 | — |
| $u＜f$ | 正立、放大、虚像 |
放大镜
|在调试投影仪时，重要的依据是$2f＞u＞f$，因此在制作投影仪时，注意物距、焦距、像距之间的关系。
答案
照相机 投影仪 放大镜
解析
【分析】本题考查凸透镜成像规律的应用，解题思路是牢记凸透镜不同物距对应的成像性质，再对应其实际应用。首先明确：当物距u＞2f时，成倒立缩小实像，对应照相机；当2f＞u＞f时，成倒立放大实像，对应投影仪；当u＜f时，成正立放大虚像，对应放大镜，据此填写表格中的应用部分。
【解析】根据凸透镜成像规律：
1. 物距u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，该成像特点应用于照相机；
2. 物距2f＞u＞f时，凸透镜成倒立、放大的实像，该成像特点应用于投影仪；
3. 物距u＜f时，凸透镜成正立、放大的虚像，该成像特点应用于放大镜。
【答案】照相机、投影仪、放大镜
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题属于基础题，主要考查凸透镜成像规律在生活中的应用，要求学生熟练掌握成像性质与对应应用的关系，难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】根据凸透镜成像规律：
1. 物距u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，该成像特点应用于照相机；
2. 物距2f＞u＞f时，凸透镜成倒立、放大的实像，该成像特点应用于投影仪；
3. 物距u＜f时，凸透镜成正立、放大的虚像，该成像特点应用于放大镜。
【答案】照相机、投影仪、放大镜
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题属于基础题，主要考查凸透镜成像规律在生活中的应用，要求学生熟练掌握成像性质与对应应用的关系，难度较低。
【难度系数】0.6
例4 2024年1月18日，我国发射的天舟七号货运飞船与空间站组合体成功交会对接。空间站组合体上的摄像机完整记录了交会对接过程。下列说法正确的是（
A.光通过摄像机的镜头前后传播方向不变
B.摄像机所成的像是实像
C.摄像机的工作原理与投影仪的工作原理相同
D.天舟七号靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小
B
）A.光通过摄像机的镜头前后传播方向不变
B.摄像机所成的像是实像
C.摄像机的工作原理与投影仪的工作原理相同
D.天舟七号靠近空间站组合体时，摄像机成的像逐渐变小
答案
B
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像的应用，需结合凸透镜的光学性质和成像规律逐一分析选项。首先明确摄像机镜头为凸透镜，凸透镜对光线有折射作用，再根据不同光学仪器的成像条件判断各选项正误。
【解析】
逐个分析选项：
A选项：摄像机镜头是凸透镜，光通过凸透镜时会发生折射，只有过光心的光线传播方向不变，其余光线传播方向改变，因此A错误；
B选项：摄像机的工作原理是当物距大于凸透镜2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，符合摄像机成像特点，因此B正确；
C选项：投影仪的工作原理是物距在凸透镜1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，与摄像机的成像原理（物距＞2f，成缩小实像）不同，因此C错误；
D选项：凸透镜成实像时，物距减小（天舟七号靠近空间站，物距变小），像距增大，像会变大，因此摄像机成的像逐渐变大，而非变小，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】
本题结合航天热点考查凸透镜成像的应用，需牢记凸透镜成像规律及不同光学仪器的成像特点，易错点为混淆照相机与投影仪的成像条件，以及实像的大小变化规律。
【难度系数】
0.7
本题考查凸透镜成像的应用，需结合凸透镜的光学性质和成像规律逐一分析选项。首先明确摄像机镜头为凸透镜，凸透镜对光线有折射作用，再根据不同光学仪器的成像条件判断各选项正误。
【解析】
逐个分析选项：
A选项：摄像机镜头是凸透镜，光通过凸透镜时会发生折射，只有过光心的光线传播方向不变，其余光线传播方向改变，因此A错误；
B选项：摄像机的工作原理是当物距大于凸透镜2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，符合摄像机成像特点，因此B正确；
C选项：投影仪的工作原理是物距在凸透镜1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，与摄像机的成像原理（物距＞2f，成缩小实像）不同，因此C错误；
D选项：凸透镜成实像时，物距减小（天舟七号靠近空间站，物距变小），像距增大，像会变大，因此摄像机成的像逐渐变大，而非变小，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】
本题结合航天热点考查凸透镜成像的应用，需牢记凸透镜成像规律及不同光学仪器的成像特点，易错点为混淆照相机与投影仪的成像条件，以及实像的大小变化规律。
【难度系数】
0.7
例5 人脸识别系统是一项新兴的识别技术。在车站，当旅客距安检口0.5~1.2 m时，安装在安检口的人脸识别系统的摄像机就可以对其面部特征进行快速核对。由此判断，人脸识别系统的摄像机的镜头（
A.相当于凸透镜，焦距可能为0.2 m
B.相当于凹透镜，焦距可能为0.8 m
C.相当于凸透镜，焦距可能为0.8 m
D.相当于凹透镜，焦距可能为0.2 m
A
）A.相当于凸透镜，焦距可能为0.2 m
B.相当于凹透镜，焦距可能为0.8 m
C.相当于凸透镜，焦距可能为0.8 m
D.相当于凹透镜，焦距可能为0.2 m
答案
A
解析
【分析】首先明确摄像机镜头的光学元件类型，再结合凸透镜成像规律分析物距与焦距的关系。摄像机成倒立缩小的实像，根据凸透镜成像规律，当物距u＞2f时成倒立缩小实像，题目中物距u在0.5m~1.2m之间，需满足u＞2f，据此判断焦距范围，再结合选项排除错误选项。
【解析】人脸识别系统的摄像机镜头相当于凸透镜，凹透镜无法成实像，故先排除B、D选项。根据凸透镜成像规律，当物体在2倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，应用于摄像机，因此物距u需满足u＞2f。已知物距u在0.5m~1.2m之间，取物距最小值u=0.5m，代入u＞2f得：0.5m＞2f → f＜0.25m。A选项焦距为0.2m，满足f＜0.25m，符合条件；C选项焦距为0.8m，此时2f=1.6m，物距需大于1.6m，但题目中最大物距仅1.2m，不满足u＞2f，故排除C选项。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、生活中的透镜应用
【点评】本题考查凸透镜成像规律在生活中的应用，核心是牢记摄像机的成像原理（物距大于2倍焦距成缩小实像），结合题目给出的物距范围推导焦距的可能值，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】人脸识别系统的摄像机镜头相当于凸透镜，凹透镜无法成实像，故先排除B、D选项。根据凸透镜成像规律，当物体在2倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，应用于摄像机，因此物距u需满足u＞2f。已知物距u在0.5m~1.2m之间，取物距最小值u=0.5m，代入u＞2f得：0.5m＞2f → f＜0.25m。A选项焦距为0.2m，满足f＜0.25m，符合条件；C选项焦距为0.8m，此时2f=1.6m，物距需大于1.6m，但题目中最大物距仅1.2m，不满足u＞2f，故排除C选项。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、生活中的透镜应用
【点评】本题考查凸透镜成像规律在生活中的应用，核心是牢记摄像机的成像原理（物距大于2倍焦距成缩小实像），结合题目给出的物距范围推导焦距的可能值，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
