7. (2023淮安一模)如图G-3-5所示,航天员王亚平在中国空间站用“水球”做成像实验,水球相当于一个凸透镜,所成的是倒立、缩小的(选填“实”或“虚”)像,“水球”成像的原理与(选填“放大镜”或“照相机”)的相同。若要使像变大,水球应该(选填“靠近”或“远离”)航天员。

图 G-3-5 图 G-3-6

7. 实 照相机 靠近

【分析】首先回忆凸透镜成像的核心规律：当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，该规律对应照相机的工作原理；当物距减小（物体靠近透镜）时，像距增大，像也会变大，即“物近像远像变大”的规律。结合题目中“水球相当于凸透镜”的设定，逐步推导即可。
【解析】1. 凸透镜成像中，倒立、缩小的像一定是实像（虚像都是正立的），且物距大于2倍焦距时成倒立缩小实像，这一原理应用于照相机，而放大镜成正立放大虚像，因此第一空填“实”，第二空填“照相机”；2. 根据“物近像远像变大”，要使像变大，需减小物距，即水球靠近航天员，因此第三空填“靠近”。
【答案】实 照相机 靠近
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题结合太空水球成像的实例，考查凸透镜成像规律的应用，属于基础知识点的直接应用，难度不大。
【难度系数】0.6

8. (2025无锡宜兴二模)如图G-3-6所示是小明在回家路上看到的警示标识，它是由上方的投影灯投射出来的，投影灯的镜头相当于一个透镜，此透镜对光有（选填“会聚”或“发散”）作用，若想将标识画面投向更远的路面，应（选填“增大”或“减小”）投影片与镜头的距离，此时投影画面将（选填“变大”或“变小”）。

8. 凸 会聚 减小 变大

【分析】
要解决这道题，需结合投影灯的工作原理和凸透镜的相关性质分析：投影灯类似投影仪，镜头需成放大实像，对应凸透镜；凸透镜对光有会聚作用；再根据凸透镜成像规律，像距变化时物距、像的大小会随之改变，以此判断投影片与镜头的距离变化及像的大小。
【解析】
1. 投影灯的镜头相当于凸透镜，因为投影灯利用凸透镜成倒立、放大实像的原理工作；
2. 凸透镜对光线具有会聚作用；
3. 根据凸透镜成像规律：若要将画面投向更远的路面，即像距增大，此时需减小物距（投影片与镜头的距离），像距增大时像会变大。
【答案】
凸 会聚 减小 变大
【知识点】
凸透镜成像、透镜的作用
【点评】
本题考查凸透镜在投影设备中的应用，结合凸透镜成像规律分析物距、像距与像的大小关系，属于初中光学的基础应用题目。
【难度系数】
0.6

三、解答题(共30分)
9. (8分)如图G-3-7所示，MN为主光轴，O点为光心，F点为焦点，请在图中画出三条光线的折射光线，并作出物点S的像点S'。(注意保留作图痕迹)

9. 如图所示

【分析】要完成凸透镜的折射光线和像点作图，需利用凸透镜的特殊光线规律：①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧焦点；②过光心的光线经凸透镜后传播方向不变。先画出这两条特殊光线的折射光线，再根据折射光线的反向延长线交点确定物点S的像点S'，注意保留作图痕迹。
【解析】1. 画平行于主光轴的光线的折射光线：将S发出的平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后指向右侧的焦点F，画出该折射光线；2. 画过光心的光线的折射光线：将S发出的过光心O的光线，沿直线传播（方向不变）画出；3. 两条折射光线的反向延长线的交点即为像点S'，用虚线连接相关辅助线，保留作图痕迹。
【答案】
【知识点】凸透镜特殊光线、凸透镜成像作图
【点评】本题考查凸透镜成像的基础作图，核心是掌握凸透镜的特殊光线折射规律，难度不大，需准确作图并保留痕迹。
【难度系数】0.6

10. (22分)(2024江苏期中)在“探究凸透镜成像规律”的实验中：

(1)(4分)让平行光正对凸透镜照射,移动光屏直至出现,如图G-3-8甲所示,凸透镜的焦距$f=$cm。
(2)(4分)将蜡烛、凸透镜、光屏安装在光具座上,使烛焰中心、光屏的中心在上,这样做的目的是。
(3)(2分)按要求安装好实验器材后,点燃蜡烛,当蜡烛、凸透镜在如图乙所示位置时,移动光屏,在光屏上(选填“能”或“不能”)得到清晰的像。
(4)(8分)保持凸透镜、光屏在图乙所示位置不变,把蜡烛移至10 cm刻度线处,光屏上可得到一个(选填“放大”“等大”或“缩小”)的像,此时有一只小飞虫落在了凸透镜上,光屏上(选填“有”或“没有”)飞虫的像。此时保持凸透镜的位置不变,再将蜡烛移至15 cm刻度线处,若要在光屏上得到清晰的像,需将光屏向(选填“左”或“右”)移动,光屏移动的距离(选填“大于”“等于”或“小于”)5 cm。
(5)(2分)保持凸透镜位置不变,将蜡烛换成发光二极管组成的“A”字形光源,将凸透镜紧贴“A”字形光源,然后逐渐远离它,透过透镜所能看到的4个像如图G-3-9所示,则在远离的过程中看到4个像的先后顺序是。(填序号)

(6)(2分)另一组的小华根据记录的实验数据得到了如图G-3-10所示的图像,线段AB为凸透镜的像距倒数$\frac{1}{v}$和物距倒数$\frac{1}{u}$对应关系,根据图像信息可知,小华所用凸透镜的焦距为cm。

10. (1)最小、最亮的光斑 10.0
(2)凸透镜的主光轴
使像成在光屏中央
(3)不能
(4)等大 没有 右 大于
(5)④②③①
(6)10

【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”的实验展开，需结合实验操作要点、凸透镜成像规律逐一分析各小问：
1. 测焦距时，平行光经凸透镜会聚成最小最亮的光斑，光斑到透镜的距离为焦距；
2. 实验前需调整三者中心在同一高度，确保像成在光屏中央；
3. 虚像无法用光屏承接，实像可承接；
4. 根据物距与焦距的关系判断成像性质，凸透镜上的物体在一倍焦距内成虚像，光屏不承接虚像；物距变化时遵循“物近像远像变大”规律；
5. 凸透镜紧贴光源时物距小于焦距，成正立放大虚像，远离时依次经过不同物距区间对应不同像；
6. 利用u=v=2f时1/u=1/v的规律，结合图像求焦距。
【解析】
(1) 平行光正对凸透镜，移动光屏至出现最小、最亮的光斑，该光斑为焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距，由图甲得焦距$f=10.0\ \mathrm{cm}$；
(2) 实验前需调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在凸透镜的主光轴上，目的是使像成在光屏中央，便于观察；
(3) 图乙中蜡烛在一倍焦距以内，成虚像，虚像无法用光屏承接，故光屏上不能得到清晰的像；
(4) 凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$，蜡烛移至10 cm刻度线处时，物距$u=2f$，成等大的实像；飞虫落在凸透镜上，位于一倍焦距内，成虚像，光屏上没有飞虫的像；蜡烛移至15 cm刻度线处，物距减小，根据“物近像远像变大”，需将光屏向右移动；物距变化量为5 cm，此时像距变化量大于5 cm，故光屏移动距离大于5 cm；
(5) 凸透镜紧贴光源时，物距$u＜f$，成正立放大虚像（④）；逐渐远离，当$f＜u＜2f$时，成倒立放大实像（②）；当$u=2f$时，成倒立等大实像（③）；当$u＞2f$时，成倒立缩小实像（①），故顺序为④②③①；
(6) 根据凸透镜成像规律，当$u=2f$时，$v=2f$，此时$\frac{1}{u}=\frac{1}{v}$，由图像知$\frac{1}{u}=\frac{1}{v}=0.05\ \mathrm{cm}^{-1}$时，$u=20\ \mathrm{cm}$，故$2f=20\ \mathrm{cm}$，$f=10\ \mathrm{cm}$。
【答案】
(1)最小、最亮的光斑；10.0
(2)凸透镜的主光轴；使像成在光屏中央
(3)不能
(4)等大；没有；右；大于
(5)④②③①
(6)10
【知识点】
凸透镜成像规律；焦距的测量；实验操作要点
【点评】
本题全面考查凸透镜成像实验的核心内容，涵盖焦距测量、实验调整、不同物距下的成像特点，需熟练掌握成像规律并结合实验细节分析，是光学实验的典型考查题型。
【难度系数】
0.4