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12. 如图所示是小陈通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u关系的图像,由图像可知凸透镜的焦距是
10
cm；当物距为26 cm时的成像特点可应用于照相机
。答案
10 照相机
解析
【分析】
首先回忆凸透镜成像的核心规律：当物距等于2倍焦距（$u=2f$）时，像距也等于2倍焦距（$v=2f$），此时成倒立、等大的实像。观察图像，找到物距与像距相等的点，即可据此计算焦距；再根据物距与焦距的大小关系，判断成像特点，进而确定对应的应用场景。
【解析】
1. 计算凸透镜的焦距：
根据凸透镜成像规律，当$u=2f$时，$v=2f$，成倒立、等大的实像。
从图像中可知，当$u=20\ \mathrm{cm}$时，$v=20\ \mathrm{cm}$，因此$2f=20\ \mathrm{cm}$，解得$f=10\ \mathrm{cm}$。
2. 判断物距为26cm时的成像应用：
当物距$u=26\ \mathrm{cm}$时，$u＞2f$（$2f=20\ \mathrm{cm}$），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，该成像特点可应用于照相机。
【答案】
10；照相机
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，解题关键是利用图像中物距与像距相等的特殊点，结合$u=2f$时的成像规律求出焦距，再根据物距与焦距的关系判断成像特点及对应应用，需要熟练掌握凸透镜成像的规律。
【难度系数】
0.6
首先回忆凸透镜成像的核心规律：当物距等于2倍焦距（$u=2f$）时，像距也等于2倍焦距（$v=2f$），此时成倒立、等大的实像。观察图像，找到物距与像距相等的点，即可据此计算焦距；再根据物距与焦距的大小关系，判断成像特点，进而确定对应的应用场景。
【解析】
1. 计算凸透镜的焦距：
根据凸透镜成像规律，当$u=2f$时，$v=2f$，成倒立、等大的实像。
从图像中可知，当$u=20\ \mathrm{cm}$时，$v=20\ \mathrm{cm}$，因此$2f=20\ \mathrm{cm}$，解得$f=10\ \mathrm{cm}$。
2. 判断物距为26cm时的成像应用：
当物距$u=26\ \mathrm{cm}$时，$u＞2f$（$2f=20\ \mathrm{cm}$），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，该成像特点可应用于照相机。
【答案】
10；照相机
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，解题关键是利用图像中物距与像距相等的特殊点，结合$u=2f$时的成像规律求出焦距，再根据物距与焦距的关系判断成像特点及对应应用，需要熟练掌握凸透镜成像的规律。
【难度系数】
0.6
13. 某同学用自制的“水透镜”做凸透镜成像实验,当蜡烛、水透镜和光屏在如图所示的位置时,光屏上得到了清晰的像,利用此成像原理可制成
照相机
(选填“放大镜”“照相机”或“幻灯机”)。他继续向水凸透镜内注水,凸透镜对光的偏折能力变强
(选填“强”或“弱”),此时光屏上所成的像变模糊,为了在光屏再次呈现清晰的像,他的操作是将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离
。答案
照相机 强 将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离
解析
【分析】
首先观察图中蜡烛、水透镜和光屏的位置，计算物距和像距：物距$u=50\,\mathrm{cm}-15\,\mathrm{cm}=35\,\mathrm{cm}$，像距$v=70\,\mathrm{cm}-50\,\mathrm{cm}=20\,\mathrm{cm}$，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，对应照相机的成像原理；向水凸透镜内注水，水透镜厚度增加，对光的偏折能力变强，焦距变小，物距不变时像距会变小，像成在光屏前方，因此需将光屏向靠近凸透镜的方向移动来承接清晰的像。
【解析】
1. 确定成像原理：由图可知，物距$ u = 50\,\mathrm{cm} - 15\,\mathrm{cm} = 35\,\mathrm{cm} $，像距$ v = 70\,\mathrm{cm} - 50\,\mathrm{cm} = 20\,\mathrm{cm} $，满足$ u ＞ 2f $的成像条件，成倒立、缩小的实像，该原理对应照相机。
2. 分析透镜偏折能力变化：向水凸透镜内注水，水透镜厚度增大，凸透镜对光的偏折能力变强。
3. 调整光屏位置：物距不变，透镜偏折能力变强，焦距变小，像距减小，像成在光屏前方，因此需将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离，才能再次呈现清晰的像。
【答案】
照相机；强；将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜对光的作用
【点评】
本题结合自制水透镜考查凸透镜成像规律的应用，需理解透镜厚度对偏折能力的影响，掌握物距、像距与焦距的关系是解题核心。
【难度系数】
0.6
首先观察图中蜡烛、水透镜和光屏的位置，计算物距和像距：物距$u=50\,\mathrm{cm}-15\,\mathrm{cm}=35\,\mathrm{cm}$，像距$v=70\,\mathrm{cm}-50\,\mathrm{cm}=20\,\mathrm{cm}$，物距大于像距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，对应照相机的成像原理；向水凸透镜内注水，水透镜厚度增加，对光的偏折能力变强，焦距变小，物距不变时像距会变小，像成在光屏前方，因此需将光屏向靠近凸透镜的方向移动来承接清晰的像。
【解析】
1. 确定成像原理：由图可知，物距$ u = 50\,\mathrm{cm} - 15\,\mathrm{cm} = 35\,\mathrm{cm} $，像距$ v = 70\,\mathrm{cm} - 50\,\mathrm{cm} = 20\,\mathrm{cm} $，满足$ u ＞ 2f $的成像条件，成倒立、缩小的实像，该原理对应照相机。
2. 分析透镜偏折能力变化：向水凸透镜内注水，水透镜厚度增大，凸透镜对光的偏折能力变强。
3. 调整光屏位置：物距不变，透镜偏折能力变强，焦距变小，像距减小，像成在光屏前方，因此需将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离，才能再次呈现清晰的像。
【答案】
照相机；强；将光屏向靠近凸透镜的方向移动适当距离
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜对光的作用
【点评】
本题结合自制水透镜考查凸透镜成像规律的应用，需理解透镜厚度对偏折能力的影响，掌握物距、像距与焦距的关系是解题核心。
【难度系数】
0.6
14. 小华在“探究凸透镜的成像规律”实验活动中进行了以下的操作：
(1)课间,小华到室外利用太阳光来测量凸透镜的焦距,她将该凸透镜正对着太阳光(如图甲所示)。此时纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L。此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,发现光斑变大了,则凸透镜的焦距f
(2)小华将烛焰置于35 cm刻度线处时(如图乙所示),移动光屏至80 cm刻度线处,可在光屏上得到一个清晰的倒立、
(3)如图乙所示,小华将蜡烛远离凸透镜,发现光屏上的像变模糊。若要再次在光屏上得到清晰的像,可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的
(4)小华记录了每次成实像时的物距u,像距v,物像之间的距离L(即u+v),绘出的图像如图丙所示(以f为长度单位),由图丙可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L＞
(5)同组的小明将点燃的蜡烛放在距离凸透镜6 cm的位置,在透镜另一侧的光屏上
(1)课间,小华到室外利用太阳光来测量凸透镜的焦距,她将该凸透镜正对着太阳光(如图甲所示)。此时纸上呈现一个并非最小的光斑时,测得这个光斑到凸透镜的距离为L。此时再将这个凸透镜与纸之间距离稍微增大,发现光斑变大了,则凸透镜的焦距f＜
(选填“＞”“＜”或“=”)L；调整以后正确地测得该透镜的焦距为10 cm。(2)小华将烛焰置于35 cm刻度线处时(如图乙所示),移动光屏至80 cm刻度线处,可在光屏上得到一个清晰的倒立、
放大
的实像,此成像规律常应用于投影仪
。将烛焰放在光具座上20 cm刻度线处,要在光屏上重新得到烛焰清晰的像,应将光屏移动到65
cm刻度线处。(3)如图乙所示,小华将蜡烛远离凸透镜,发现光屏上的像变模糊。若要再次在光屏上得到清晰的像,可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的
近
(选填“近”或“远”)视眼镜。(4)小华记录了每次成实像时的物距u,像距v,物像之间的距离L(即u+v),绘出的图像如图丙所示(以f为长度单位),由图丙可知,要想成实像,蜡烛与光屏的间距应满足L＞
4f
(用f表示)。(5)同组的小明将点燃的蜡烛放在距离凸透镜6 cm的位置,在透镜另一侧的光屏上
能
(选填“能”或“不能”)看到一个光斑。答案
（1）＜ （2）放大 投影仪 65 （3）近 （4）4f （5）能
解析
【分析】
1. 第(1)问：根据凸透镜聚焦太阳光的特点，最小光斑处为焦点。当光斑非最小，增大透镜与纸的距离时光斑变大，说明此时纸在焦点与透镜之间，即焦距$ f $大于当前光斑距离$ L $。
2. 第(2)问：先计算物距，结合已知焦距判断物距所处范围，根据凸透镜成像规律确定成像性质及应用；再利用光路可逆性，结合之前的物像距关系计算新的像距，从而确定光屏位置。
3. 第(3)问：蜡烛远离透镜，物距变大，像距会变小，像成在光屏前方，需用对光线有发散作用的凹透镜（近视眼镜），使像后移到光屏上。
4. 第(4)问：观察图丙，当物距等于2倍焦距时，物像距离最小为$ 4f $，因此成实像时物像间距需满足$ L＞4f $。
5. 第(5)问：物距小于焦距时，凸透镜成虚像，虚像不能在光屏呈现，但光线经透镜后仍能到达光屏形成光斑。
【解析】
(1) 凸透镜正对太阳光时，最小光斑到透镜的距离为焦距。当纸上光斑非最小，增大透镜与纸的距离时光斑变大，说明纸在透镜和焦点之间，因此焦距$ f ＞ L $，即$ f $大于$ L $，故填“＜”。
(2) 已知焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $，烛焰在35cm刻度线处，物距$ u=50\ \mathrm{cm}-35\ \mathrm{cm}=15\ \mathrm{cm} $，满足$ f ＜ u ＜ 2f $，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，该规律应用为投影仪。
当烛焰在20cm刻度线处，物距$ u'=50\ \mathrm{cm}-20\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm} $，$ u' ＞ 2f $，根据光路可逆性，此时像距$ v'=15\ \mathrm{cm} $，因此光屏应在$ 50\ \mathrm{cm}+15\ \mathrm{cm}=65\ \mathrm{cm} $刻度线处。
(3) 蜡烛远离凸透镜，物距变大，像距变小，像成在光屏前方。近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，能使像后移到光屏上，因此应放置近视眼镜。
(4) 由图丙可知，当$ u=2f $时，$ v=2f $，此时$ L=u+v=4f $，这是成实像时物像间距的最小值，因此成实像时需满足$ L ＞ 4f $。
(5) 蜡烛在距离凸透镜6cm处，$ u ＜ f $，此时成虚像，虚像不能在光屏呈现，但光线经凸透镜后仍会照射到光屏上形成光斑，因此能看到光斑。
【答案】
(1) ＜
(2) 放大；投影仪；65
(3) 近
(4) $ 4f $
(5) 能
【知识点】
凸透镜成像规律；凹透镜的作用；光路可逆性
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律的多个核心知识点，涵盖焦距判断、成像性质与应用、光路可逆原理、透镜对光线的作用等，需要学生熟练掌握凸透镜成像的不同情况，并能结合图像分析问题，对知识的综合运用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：根据凸透镜聚焦太阳光的特点，最小光斑处为焦点。当光斑非最小，增大透镜与纸的距离时光斑变大，说明此时纸在焦点与透镜之间，即焦距$ f $大于当前光斑距离$ L $。
2. 第(2)问：先计算物距，结合已知焦距判断物距所处范围，根据凸透镜成像规律确定成像性质及应用；再利用光路可逆性，结合之前的物像距关系计算新的像距，从而确定光屏位置。
3. 第(3)问：蜡烛远离透镜，物距变大，像距会变小，像成在光屏前方，需用对光线有发散作用的凹透镜（近视眼镜），使像后移到光屏上。
4. 第(4)问：观察图丙，当物距等于2倍焦距时，物像距离最小为$ 4f $，因此成实像时物像间距需满足$ L＞4f $。
5. 第(5)问：物距小于焦距时，凸透镜成虚像，虚像不能在光屏呈现，但光线经透镜后仍能到达光屏形成光斑。
【解析】
(1) 凸透镜正对太阳光时，最小光斑到透镜的距离为焦距。当纸上光斑非最小，增大透镜与纸的距离时光斑变大，说明纸在透镜和焦点之间，因此焦距$ f ＞ L $，即$ f $大于$ L $，故填“＜”。
(2) 已知焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $，烛焰在35cm刻度线处，物距$ u=50\ \mathrm{cm}-35\ \mathrm{cm}=15\ \mathrm{cm} $，满足$ f ＜ u ＜ 2f $，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，该规律应用为投影仪。
当烛焰在20cm刻度线处，物距$ u'=50\ \mathrm{cm}-20\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm} $，$ u' ＞ 2f $，根据光路可逆性，此时像距$ v'=15\ \mathrm{cm} $，因此光屏应在$ 50\ \mathrm{cm}+15\ \mathrm{cm}=65\ \mathrm{cm} $刻度线处。
(3) 蜡烛远离凸透镜，物距变大，像距变小，像成在光屏前方。近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，能使像后移到光屏上，因此应放置近视眼镜。
(4) 由图丙可知，当$ u=2f $时，$ v=2f $，此时$ L=u+v=4f $，这是成实像时物像间距的最小值，因此成实像时需满足$ L ＞ 4f $。
(5) 蜡烛在距离凸透镜6cm处，$ u ＜ f $，此时成虚像，虚像不能在光屏呈现，但光线经凸透镜后仍会照射到光屏上形成光斑，因此能看到光斑。
【答案】
(1) ＜
(2) 放大；投影仪；65
(3) 近
(4) $ 4f $
(5) 能
【知识点】
凸透镜成像规律；凹透镜的作用；光路可逆性
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律的多个核心知识点，涵盖焦距判断、成像性质与应用、光路可逆原理、透镜对光线的作用等，需要学生熟练掌握凸透镜成像的不同情况，并能结合图像分析问题，对知识的综合运用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
