18 新素养 科学探究与实践 小东自制了一个简易投影仪，它主要由手电筒、内筒（一端开口，另一端可以放置胶片）、外筒（一端开口，另一端固定凸透镜）组成，内筒可嵌于外筒且能左右推动。将印有“冰墩墩”的透明胶片贴于内筒一端，打开手电筒，调整胶片、凸透镜到白墙的位置，在墙上得到清晰放大的像（像未画出），如图所示。已知凸透镜的焦距是10 cm。下列说法正确的是 （）

A.自制投影仪能成放大的像，是因为凸透镜对光线有发散作用
B.白墙到凸透镜的距离应大于 20 cm
C.胶片与凸透镜的距离应小于 10 cm，且胶片应倒立放置
D.若要白墙上清晰的像变得更大一些，只将内筒往外拉动一些即可

18. B

【分析】
这道题围绕自制简易投影仪的场景，考察凸透镜成像规律的应用，解题时首先明确已知条件：凸透镜焦距f=10cm，投影仪的成像特点是成倒立、放大的实像。我们先回忆凸透镜成放大实像的核心规律：物距（胶片到凸透镜的距离）满足f＜u＜2f，像距（凸透镜到白墙的距离）满足v＞2f，同时牢记“物近像远像变大”的动态成像规律，再逐个对选项进行判断：先根据凸透镜的基本光学性质排除错误选项，再代入焦距验证物距、像距的范围，最后判断调整像大小的操作是否正确，即可得到正确答案。
【解析】
我们逐一分析每个选项：
1. 选项A：凸透镜对光线的作用是会聚作用，凹透镜才对光线有发散作用，投影仪正是利用凸透镜对光的会聚作用成像，该选项说法错误。
2. 选项B：投影仪成倒立、放大的实像时，像距需要满足v＞2f，已知f=10cm，因此像距v＞20cm，也就是白墙（承接实像的光屏）到凸透镜的距离大于20cm，该选项说法正确。
3. 选项C：成放大实像时，物距需要满足f＜u＜2f，也就是胶片与凸透镜的距离要在10cm~20cm之间，若距离小于10cm，凸透镜会成正立放大的虚像，无法在墙上承接得到实像，该选项说法错误。
4. 选项D：根据凸透镜“物近像远像变大”的规律，要让白墙上的清晰像变大，需要同时完成两个操作：减小物距（将内筒向凸透镜方向推动，缩小胶片和透镜的距离）、增大像距（将整个投影仪向远离白墙的方向移动）；只将内筒往外拉动，是增大胶片和透镜的物距，会让像变小，无法得到更大的清晰像，该选项说法错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律，凸透镜的会聚作用
【点评】
本题结合实践制作的情境考察凸透镜成像的核心知识点，易错点是混淆投影仪成像的物距、像距范围，以及记错动态成像的操作逻辑，解题时要注意区分不同凸透镜应用场景对应的成像条件，不要和照相机、放大镜的成像规律搞混。
【难度系数】
0.7

19 [2025 无锡]如图所示是小明透过眼镜看玩具“兔子”的情景。图中眼镜片 （）

A.是凸透镜,可用于矫正远视眼
B.是凹透镜,可用于矫正远视眼
C.是凸透镜,可用于矫正近视眼
D.是凹透镜,可用于矫正近视眼

19. D

【分析】
首先观察题图中透过眼镜看到的像的特征：看到的玩具兔子是正立、缩小的虚像。接下来我们可以结合透镜的成像规律判断镜片类型：凸透镜成正立像时是放大的虚像（放大镜效果），只有凹透镜会始终成正立、缩小的虚像，由此先确定镜片是凹透镜。再结合视力矫正的相关知识，凹透镜对光线有发散作用，是用来矫正近视眼的，远视眼需要用凸透镜矫正，最后匹配选项就能得到正确答案。
【解析】
1. 从题图情景可得：透过该眼镜片观察兔子，得到的是正立、缩小的虚像。
2. 对比两类透镜的成像特点：凸透镜在物距小于焦距时成正立、放大的虚像，不符合该成像特征；凹透镜对光线有发散作用，无论物距如何，始终成正立、缩小的虚像，因此该眼镜片是凹透镜。
3. 结合视力矫正原理：近视眼的晶状体折光能力过强，远处物体的像成在视网膜前方，需要佩戴对光线有发散作用的凹透镜，延迟光线会聚，让像重新落到视网膜上，因此凹透镜可用于矫正近视眼。
综上，该眼镜片是凹透镜，可用于矫正近视眼，选D。
【答案】
D
【知识点】
凹透镜成像特点，近视眼矫正
【点评】
本题结合生活中的趣味情景考察透镜相关的基础知识点，解题核心是抓住成像的特征先判断透镜类型，再对应记忆不同视力缺陷的矫正规律，属于光学部分的基础应用题，容易出错的点是混淆凸透镜、凹透镜的正立成像特点，以及错记近视眼和远视眼对应的矫正镜片。
【难度系数】
0.8

20 显微镜和望远镜都是利用两个凸透镜的组合体，其中显微镜的物镜与 作用相同，望远镜的目镜与 的作用相同。（放大镜/投影仪/照相机）

20. 投影仪 放大镜

【分析】
我们可以按照“先明确对应透镜的成像特点，再匹配给出的光学仪器”的思路解题：第一步，先回忆显微镜物镜的成像规律，判断它所成像的性质，再对比投影仪、照相机、放大镜的成像特点，找到匹配的仪器；第二步，再回忆望远镜目镜的成像规律，同样对比三个光学仪器的成像特点，完成匹配即可。
【解析】
1. 分析显微镜物镜的作用：显微镜的物镜焦距较小，使用时被观察的物体处在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，这和投影仪的成像原理完全相同，因此显微镜的物镜与投影仪作用相同。
2. 分析望远镜目镜的作用：望远镜的物镜先将极远处的物体成倒立、缩小的实像，这个实像的位置处在目镜的一倍焦距以内，目镜对该实像进行放大，最终成正立、放大的虚像，这和放大镜的成像原理完全相同，因此望远镜的目镜与放大镜的作用相同。
【答案】
投影仪；放大镜
【知识点】
凸透镜成像应用
显微镜成像原理
望远镜成像原理
【点评】
本题属于光学基础概念题，核心考查凸透镜成像规律在显微镜、望远镜中的应用，易错点是混淆两类仪器的物镜、目镜的成像作用，只要牢记不同透镜对应的物距范围和成像性质，就可以快速完成匹配。
【难度系数】
0.8

21 小宇发现爷爷看书时将书拿得很远才能看清，根据所学知识分析，爷爷眼睛的问题相当于我们实验中透镜的焦距变，导致了像呈现在视网膜的（前/后）方，于是他建议父母带爷爷到眼镜店选配一副由透镜制成的眼镜。

21. 长 后 凸

【分析】
首先根据生活现象判断爷爷的眼部问题：爷爷看不清近处的书，要把书拿很远才能看清，属于远视（老花）眼。接下来从人眼的视物原理出发推导：正常人眼看近处物体时，晶状体会自动调节厚度，缩短焦距，增强对光线的会聚能力，让近处物体的像刚好落在视网膜上。而远视眼的晶状体调节能力衰退，无法让焦距缩短到合适的数值，相比正常状态焦距变长，对光线的会聚能力变弱，就会让近处物体的像成在视网膜的后方。为了让像重新落到视网膜上，需要佩戴对光线有会聚作用的透镜，也就是凸透镜来矫正，顺着这个逻辑就能依次填出三个空的答案。
【解析】
1. 人眼的晶状体相当于可变焦距的凸透镜，正常看近处物体时需要晶状体焦距变小，提升折光能力才能让像成在视网膜上。爷爷看不清近处物体，说明晶状体调节能力下降，焦距比正常状态更长，第一空填“长”。
2. 晶状体焦距变长后，折光能力减弱，近处物体发出的光线经过晶状体会聚的位置会延后，像呈现在视网膜的后方，第二空填“后”。
3. 为了让原本成在视网膜后方的像前移到视网膜上，需要佩戴对光线有会聚作用的凸透镜，提前对光线进行会聚实现矫正，第三空填“凸”。
【答案】
长 后 凸
【知识点】
远视眼成因；远视眼矫正；透镜对光的作用
【点评】
本题结合生活中老年人老花眼的实际场景，考察远视眼的基础相关知识点，属于概念类基础题，解题时要注意和近视眼的成因、矫正逻辑做区分，不要混淆两者的像的位置和适配的透镜类型。
【难度系数】
0.8

22 如图所示，一束光射向凸透镜，请画出该光经过凸透镜、凹透镜的折射光路。

22. 如图所示

【分析】
本题是凸透镜与凹透镜组合的光路作图题，我们可以分两步逐步推导作图：首先先处理左侧凸透镜的折射光路，先判断入射到凸透镜的光线类型，结合凸透镜的特殊光线传播规律，画出经过凸透镜后的折射光线；接着处理右侧凹透镜的折射光路，观察经过凸透镜的出射光线的指向，匹配凹透镜对应的特殊光线规则，画出经过凹透镜的最终折射光线，即可完成全部光路绘制。
【解析】
具体作图步骤：
1. 本题入射光线平行于凸透镜的主光轴，根据凸透镜的特殊光线性质：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线会经过凸透镜另一侧的右焦点，画出该段折射光线，标注光线的传播箭头；
2. 本题中凸透镜的右焦点与凹透镜的右虚焦点恰好重合，也就是射向凹透镜的入射光线，其延长线刚好经过凹透镜另一侧的虚焦点，根据凹透镜的特殊光线性质：入射光线的延长线过凹透镜另一侧虚焦点时，经凹透镜折射后，折射光线将平行于主光轴射出，据此画出经过凹透镜的折射光线，标注传播箭头，就得到完整的折射光路。
【答案】

【知识点】
凸透镜特殊光线，凹透镜特殊光线
【点评】
本题属于透镜光路的基础作图题，核心要求是熟练掌握凸透镜、凹透镜的三条特殊光线的传播规律，这类共焦点的透镜组合也是后续学习望远镜等实际光学器件的基础，作图时需要注意光线必须标注箭头表示传播方向，不能漏画。
【难度系数】
0.6

23 [2025 南通启东段考]小明和小红做“探究凸透镜成像规律”实验。
(1) 利用太阳光测量凸透镜的焦距时,小明将一把木质刻度尺的一端支于水平地面上,观察尺在地面上形成的影子,不断调节刻度尺,使其在地面上的影子长度最短,这是利用了光的知识,这时尺的方向就与太阳光的方向平行。小明保持尺不动,小红将光屏和凸透镜均垂直于刻度尺摆放,调整透镜位置,直至光屏上出现最小最亮的点(如图甲所示),则该凸透镜的焦距为cm。
(2) 将此凸透镜、点燃的蜡烛、光屏置于光具座如图乙所示的位置时,光屏上呈现烛焰清晰的像(未画出),该像是倒立、的实像。保持图乙中蜡烛的位置不变,将凸透镜缓慢靠近蜡烛直至距蜡烛1.5倍焦距远,同时移动光屏,接收到最清晰的像,以透镜为参照物,像的运动方向是;像的大小变化情况是。
(3) 在图乙位置基础上将蜡烛远离凸透镜,光屏上的像变模糊,此情景模拟了(近/远)视眼的成因。要再次在光屏上得到清晰的像,可采用下列方法:若不移动光屏,在蜡烛和凸透镜之间再放一个焦距合适的透镜。

23.(1) 直线传播 10.0 (2) 缩小 水平向右 变大 (3) 近 凹

【分析】
这道题围绕凸透镜成像规律的探究实验展开，解题思路如下：
1. 第一小问：影子的形成是光的典型现象，当刻度尺和太阳光平行时影子最短，对应光的传播规律；测量焦距时，平行光经凸透镜会聚的最小最亮的点就是焦点，焦点到透镜光心的距离就是焦距，直接读取刻度尺刻度做差即可得到焦距数值。
2. 第二小问：先结合已经测出的焦距判断乙图的物距范围，对应成像规律得到像的性质；再根据“物近像远像变大”的动态规律，判断物距减小时像距的变化，进而得到像相对于透镜的运动方向和像的大小变化。
3. 第三小问：蜡烛远离透镜时像会向透镜方向移动，落在光屏前方，对应近视眼的成像特点；结合近视眼的矫正原理，判断需要放置的透镜类型。
【解析】
(1) 影子是光沿直线传播时，被不透明物体遮挡后在后方形成的暗区，该过程利用了光的直线传播知识。图甲中刻度尺分度值为1cm，凸透镜对应刻度为50.0cm，光屏上最小最亮的光斑对应刻度为60.0cm，因此焦距f=60.0cm-50.0cm=10.0cm。
(2) 已知焦距f=10cm，图乙中蜡烛到凸透镜的物距为40cm，满足u＞2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像。蜡烛位置不变，凸透镜缓慢靠近蜡烛，物距不断减小，由成像动态规律可知像距会不断增大，像在透镜右侧向远离透镜的方向移动，因此以透镜为参照物，像水平向右运动；整个过程物距从大于2f减小到1.5f，实像始终满足物近像远像变大，因此像的大小逐渐变大。
(3) 蜡烛远离凸透镜，物距变大，像距变小，像成在光屏的前方，该情景模拟了近视眼成像在视网膜前方的成因。若不移动光屏，需要在蜡烛和凸透镜之间放置对光线有发散作用的凹透镜，使光线延迟会聚，让像重新落到光屏上。
【答案】
(1) 直线传播 10.0 (2) 缩小 水平向右 变大 (3) 近 凹
【知识点】
光的直线传播、凸透镜成像规律、近视眼矫正
【点评】
本题是凸透镜成像实验的综合基础题，覆盖了焦距测量、成像规律应用、视力缺陷模拟等核心考点，解题关键是熟练掌握凸透镜成像的动态变化规律，注意长度读数的估读要求，整体属于常规实验考查题型。
【难度系数】
0.6