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13. 蜡烛与光屏的间距为1.8 m. 从蜡烛处开始移动透镜，第一次在光屏上出现清晰的像之后，又向前移动了0.72 m时，再一次出现了清晰的像，透镜的焦距$f$为
0.378
m.答案
13. 0.378
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是利用凸透镜共轭成像的特点解题。思路：当蜡烛与光屏间距固定时，移动透镜两次成清晰的像，两次成像的物距和像距互换，透镜移动的距离与总间距、焦距存在固定关系，通过推导对应公式计算焦距。
【解析】
设蜡烛与光屏间距为$ L = 1.8\ \mathrm{m} $，透镜两次移动的距离为$ d = 0.72\ \mathrm{m} $。根据凸透镜共轭成像规律，当物屏间距固定时，两次成像的物距和像距互换，推导得焦距公式：
$ f = \frac{L^2 - d^2}{4L} $
代入数值计算：
$ L^2 = 1.8^2 = 3.24 $
$ d^2 = 0.72^2 = 0.5184 $
$ f = \frac{3.24 - 0.5184}{4 × 1.8} = \frac{2.7216}{7.2} = 0.378\ \mathrm{m} $
【答案】
0.378
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题利用凸透镜共轭成像的特点，通过推导公式快速计算焦距，关键是掌握物屏间距固定时两次成像的物像互换关系，属于规律应用类基础题。
【难度系数】
0.4
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是利用凸透镜共轭成像的特点解题。思路：当蜡烛与光屏间距固定时，移动透镜两次成清晰的像，两次成像的物距和像距互换，透镜移动的距离与总间距、焦距存在固定关系，通过推导对应公式计算焦距。
【解析】
设蜡烛与光屏间距为$ L = 1.8\ \mathrm{m} $，透镜两次移动的距离为$ d = 0.72\ \mathrm{m} $。根据凸透镜共轭成像规律，当物屏间距固定时，两次成像的物距和像距互换，推导得焦距公式：
$ f = \frac{L^2 - d^2}{4L} $
代入数值计算：
$ L^2 = 1.8^2 = 3.24 $
$ d^2 = 0.72^2 = 0.5184 $
$ f = \frac{3.24 - 0.5184}{4 × 1.8} = \frac{2.7216}{7.2} = 0.378\ \mathrm{m} $
【答案】
0.378
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题利用凸透镜共轭成像的特点，通过推导公式快速计算焦距，关键是掌握物屏间距固定时两次成像的物像互换关系，属于规律应用类基础题。
【难度系数】
0.4
14. 如图所示,来自物体A的光线经过眼睛的晶状体成像在视网膜后面的B点,要使B点的像靠近视网膜,物体A点应该向
左
(左/右)移动;这是远
视眼成像情况图,若要像成在视网膜上,应配戴一个合适的凸
透镜做成的眼镜,就能使A点的像成在视网膜上。答案
14. 左 远 凸
解析
【分析】
首先观察题图，光线经晶状体后成像在视网膜后方，可判断这是远视眼的成像情况。结合凸透镜成像规律：物距越大，像距越小。要使像从视网膜后方的B点靠近视网膜，需要减小像距，因此要增大物距，即物体A应向左移动（远离眼睛，物距变大）。远视眼因晶状体折光能力过弱，像成在视网膜后，需配戴会聚透镜矫正。
【解析】
1. 判断成像类型：由图可知，来自物体A的光线经过晶状体后，像成在视网膜的后方，这是远视眼的成像情况。
2. 确定物体移动方向：根据凸透镜成像规律，当物距增大时，像距会减小。要让像靠近视网膜，需减小像距，因此要增大物距，所以物体A应向左移动（向左移动时，物体到眼睛的距离变大，即物距变大）。
3. 矫正方法：远视眼的成因是晶状体的会聚能力太弱，导致光线会聚在视网膜后方，需要配戴对光线有会聚作用的凸透镜，使光线提前会聚，让像成在视网膜上。
【答案】
左；远；凸
【知识点】
远视眼及其矫正、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合眼睛成像原理考查视力矫正，需利用凸透镜成像规律分析物距、像距的变化，属于基础光学应用题，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先观察题图，光线经晶状体后成像在视网膜后方，可判断这是远视眼的成像情况。结合凸透镜成像规律：物距越大，像距越小。要使像从视网膜后方的B点靠近视网膜，需要减小像距，因此要增大物距，即物体A应向左移动（远离眼睛，物距变大）。远视眼因晶状体折光能力过弱，像成在视网膜后，需配戴会聚透镜矫正。
【解析】
1. 判断成像类型：由图可知，来自物体A的光线经过晶状体后，像成在视网膜的后方，这是远视眼的成像情况。
2. 确定物体移动方向：根据凸透镜成像规律，当物距增大时，像距会减小。要让像靠近视网膜，需减小像距，因此要增大物距，所以物体A应向左移动（向左移动时，物体到眼睛的距离变大，即物距变大）。
3. 矫正方法：远视眼的成因是晶状体的会聚能力太弱，导致光线会聚在视网膜后方，需要配戴对光线有会聚作用的凸透镜，使光线提前会聚，让像成在视网膜上。
【答案】
左；远；凸
【知识点】
远视眼及其矫正、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合眼睛成像原理考查视力矫正，需利用凸透镜成像规律分析物距、像距的变化，属于基础光学应用题，难度适中。
【难度系数】
0.6
15. 取一个装满水的圆筒形透明玻璃杯，盖上杯盖后横放在书上，透过玻璃杯可以看到放大了的“字”，看到的“字”实质上是
虚
(实/虚)像；是由于光的折射
(反射/折射)形成的。答案
15. 虚 折射
解析
【分析】首先，装满水的圆筒形透明玻璃杯横放时，相当于一个凸透镜（放大镜）。当透过它看书上的字时，字到玻璃杯的距离（物距）小于凸透镜的一倍焦距，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像；而凸透镜成像的原理是光的折射，并非光的反射，据此可确定答案。
【解析】装满水的圆筒形玻璃杯横放相当于凸透镜，当字位于该凸透镜的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像；光从空气进入玻璃再进入空气发生折射，因此凸透镜成像属于光的折射现象。
【答案】虚；折射
【知识点】凸透镜成像；光的折射
【点评】本题结合生活常见物品考查光学基础知识点，贴近生活，难度较低，主要考查学生对凸透镜成像规律和光的折射现象的理解应用。
【难度系数】0.6
【解析】装满水的圆筒形玻璃杯横放相当于凸透镜，当字位于该凸透镜的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像；光从空气进入玻璃再进入空气发生折射，因此凸透镜成像属于光的折射现象。
【答案】虚；折射
【知识点】凸透镜成像；光的折射
【点评】本题结合生活常见物品考查光学基础知识点，贴近生活，难度较低，主要考查学生对凸透镜成像规律和光的折射现象的理解应用。
【难度系数】0.6
16. 如图所示是生活中常用手机扫描二维码的情形，这相当于给二维码拍了一张照片，照相机镜头相当于一个透镜，二维码经摄像头扫描成倒立、
缩小
（缩小/等大/放大）的实像。答案
16. 缩小
解析
【分析】
要解决这道题，需明确手机摄像头的光学元件类型，结合凸透镜成像规律判断成像性质。手机扫描二维码的过程相当于摄像头成像，摄像头镜头属于凸透镜，需依据凸透镜成像的应用规律分析成像特点。
【解析】
手机摄像头的镜头相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律：当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，这一规律应用于照相机、摄像头等设备。因此，二维码经摄像头扫描后成倒立、缩小的实像。
【答案】
缩小
【知识点】
凸透镜成像规律；照相机成像应用
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在生活中的实际应用，属于基础题型，侧重考查学生对凸透镜成像应用的理解，难度较低。
【难度系数】
0.2
要解决这道题，需明确手机摄像头的光学元件类型，结合凸透镜成像规律判断成像性质。手机扫描二维码的过程相当于摄像头成像，摄像头镜头属于凸透镜，需依据凸透镜成像的应用规律分析成像特点。
【解析】
手机摄像头的镜头相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律：当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，这一规律应用于照相机、摄像头等设备。因此，二维码经摄像头扫描后成倒立、缩小的实像。
【答案】
缩小
【知识点】
凸透镜成像规律；照相机成像应用
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在生活中的实际应用，属于基础题型，侧重考查学生对凸透镜成像应用的理解，难度较低。
【难度系数】
0.2
17. 2023年2月哈工大宣布突破EUV光刻机关键技术，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投到涂有光刻胶的硅片上，在硅片上成像越小芯片制程越小.
（1）由原理图可知，掩膜在硅片上成
（2）这次我国直接从90 nm突破到了22 nm制程的芯片，如果缩图透镜相同，则要将掩膜向
（1）由原理图可知，掩膜在硅片上成
倒立缩小的实
（填完整像的性质）像，缩图透镜的焦点在硅片的上方
（上方/下方）.（2）这次我国直接从90 nm突破到了22 nm制程的芯片，如果缩图透镜相同，则要将掩膜向
上方
（上方/下方）移动.答案
17.（1）倒立缩小的实 上方 （2）上方
解析
【分析】
要解答本题，需结合凸透镜成像规律分析：
1. 第一问中，缩图透镜属于凸透镜，根据原理图可知硅片上的像比掩膜小，结合凸透镜成像规律判断像的性质；再根据实像的像距与焦距的关系，确定焦点的位置。
2. 第二问中，要让硅片上的像更小（芯片制程更小），根据凸透镜成像“物远像近像变小”的规律，分析掩膜的移动方向。
【解析】
（1）缩图透镜是凸透镜，由原理图可知，硅片上的像比掩膜小，根据凸透镜成像规律：当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，因此掩膜在硅片上成倒立缩小的实像；
凸透镜成实像时，若物距大于2倍焦距，像距满足f＜v＜2f，缩图透镜的焦点到透镜的距离为焦距f，硅片到透镜的距离为像距v，由于v＞f，说明焦点在透镜与硅片之间，即焦点在硅片的上方。
（2）要使硅片上的像更小（芯片制程更小），根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”，需增大物距（让掩膜远离缩图透镜），因此应将掩膜向上移动。
【答案】
（1）倒立缩小的实；上方 （2）上方
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜成像的应用
【点评】
本题结合光刻技术这一实际科技场景，考查凸透镜成像规律的应用，需熟练掌握物距、像距与像的大小的关系，属于凸透镜成像规律的基础应用题。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需结合凸透镜成像规律分析：
1. 第一问中，缩图透镜属于凸透镜，根据原理图可知硅片上的像比掩膜小，结合凸透镜成像规律判断像的性质；再根据实像的像距与焦距的关系，确定焦点的位置。
2. 第二问中，要让硅片上的像更小（芯片制程更小），根据凸透镜成像“物远像近像变小”的规律，分析掩膜的移动方向。
【解析】
（1）缩图透镜是凸透镜，由原理图可知，硅片上的像比掩膜小，根据凸透镜成像规律：当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，因此掩膜在硅片上成倒立缩小的实像；
凸透镜成实像时，若物距大于2倍焦距，像距满足f＜v＜2f，缩图透镜的焦点到透镜的距离为焦距f，硅片到透镜的距离为像距v，由于v＞f，说明焦点在透镜与硅片之间，即焦点在硅片的上方。
（2）要使硅片上的像更小（芯片制程更小），根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”，需增大物距（让掩膜远离缩图透镜），因此应将掩膜向上移动。
【答案】
（1）倒立缩小的实；上方 （2）上方
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜成像的应用
【点评】
本题结合光刻技术这一实际科技场景，考查凸透镜成像规律的应用，需熟练掌握物距、像距与像的大小的关系，属于凸透镜成像规律的基础应用题。
【难度系数】
0.5
18. 用焦距为10 cm的凸透镜探究成像规律，如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像，则光屏到凸透镜的距离可能是
18
(8/18/28)cm，照相机
(放大镜/投影仪/照相机)就是这一成像规律制成的；可以用在把近视片放在蜡烛和凸透镜之间，应将光屏向右
(左/右)调节，才能在光屏上重新成清晰的像。答案
18. 18 照相机 右
解析
【分析】首先明确凸透镜焦距为10cm，根据凸透镜成像规律：当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，此时像距在1倍焦距与2倍焦距之间；结合题图可知，烛焰到凸透镜的距离（物距）大于光屏到凸透镜的距离（像距），符合物距大于2倍焦距的情况，据此判断像距范围；再根据成像特点确定对应的应用；近视镜片是凹透镜，对光线有发散作用，会使像的位置后移，据此判断光屏的移动方向。
【解析】已知凸透镜焦距f=10cm，由题图可知，烛焰经凸透镜成倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时像距v满足f＜v＜2f，即10cm＜v＜20cm，选项中只有18cm符合该范围，故光屏到凸透镜的距离为18cm；该成像规律应用于照相机；近视镜片是凹透镜，对光线有发散作用，将其放在蜡烛和凸透镜之间，会使光线延迟会聚，像成在光屏后方，因此应将光屏向右调节，才能重新成清晰的像。
【答案】18；照相机；右
【知识点】凸透镜成像规律、近视眼的矫正
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用及近视眼的矫正，需熟练掌握成像规律中物距、像距的关系，以及凹透镜对光线的作用，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】已知凸透镜焦距f=10cm，由题图可知，烛焰经凸透镜成倒立、缩小的实像，根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时像距v满足f＜v＜2f，即10cm＜v＜20cm，选项中只有18cm符合该范围，故光屏到凸透镜的距离为18cm；该成像规律应用于照相机；近视镜片是凹透镜，对光线有发散作用，将其放在蜡烛和凸透镜之间，会使光线延迟会聚，像成在光屏后方，因此应将光屏向右调节，才能重新成清晰的像。
【答案】18；照相机；右
【知识点】凸透镜成像规律、近视眼的矫正
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用及近视眼的矫正，需熟练掌握成像规律中物距、像距的关系，以及凹透镜对光线的作用，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
三、解答题
19. 如图，一束光从空气斜射入水中，请画出反射光线和折射光线.
19. 如图，一束光从空气斜射入水中，请画出反射光线和折射光线.
答案
解：
1. 过入射点O作垂直于空气和水分界面的虚线，即法线。
2. 根据光的反射定律：反射角等于入射角，在法线另一侧的空气中画出反射光线，使反射光线与法线的夹角等于入射光线与法线的夹角，在反射光线上标注指向远离O点方向的箭头。
3. 根据光的折射规律：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线向法线偏折，在法线另一侧的水中画出折射光线，在折射光线上标注指向远离O点方向的箭头。
1. 过入射点O作垂直于空气和水分界面的虚线，即法线。
2. 根据光的反射定律：反射角等于入射角，在法线另一侧的空气中画出反射光线，使反射光线与法线的夹角等于入射光线与法线的夹角，在反射光线上标注指向远离O点方向的箭头。
3. 根据光的折射规律：光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，折射光线向法线偏折，在法线另一侧的水中画出折射光线，在折射光线上标注指向远离O点方向的箭头。
解析
【分析】
要画出光从空气斜射入水中的反射光线和折射光线，需依据光的反射定律和折射规律：首先确定入射点，过入射点作垂直于界面的法线；再根据反射角等于入射角画出反射光线；最后根据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角的规律画出折射光线，同时注意光线箭头的方向。
【解析】
1. 确定入射点：图中入射光线与空气和水的界面交点即为入射点O。
2. 作法线：过O点作垂直于界面的虚线，标注为法线。
3. 画反射光线：根据光的反射定律，反射角等于入射角，在法线另一侧的空气中，画出与入射光线关于法线对称的反射光线，箭头方向指向远离O点的方向。
4. 画折射光线：根据光的折射规律，光从空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，在法线另一侧的水中画出折射光线，箭头方向指向远离O点的方向。
【答案】
在图中，过入射点O作垂直于界面的法线；在空气中法线另一侧画出与入射光线关于法线对称的反射光线（箭头向外）；在水中法线另一侧画出向法线偏折的折射光线（箭头向外），完成作图。
【知识点】
光的反射定律、光的折射规律
【点评】
本题是光学基础作图题，考查光的反射和折射的作图方法，需牢记反射角与入射角的关系、空气斜射入水中时折射角的特点，作图时要注意法线为虚线，光线箭头方向正确。
【难度系数】
0.7
要画出光从空气斜射入水中的反射光线和折射光线，需依据光的反射定律和折射规律：首先确定入射点，过入射点作垂直于界面的法线；再根据反射角等于入射角画出反射光线；最后根据光从空气斜射入水中时折射角小于入射角的规律画出折射光线，同时注意光线箭头的方向。
【解析】
1. 确定入射点：图中入射光线与空气和水的界面交点即为入射点O。
2. 作法线：过O点作垂直于界面的虚线，标注为法线。
3. 画反射光线：根据光的反射定律，反射角等于入射角，在法线另一侧的空气中，画出与入射光线关于法线对称的反射光线，箭头方向指向远离O点的方向。
4. 画折射光线：根据光的折射规律，光从空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，在法线另一侧的水中画出折射光线，箭头方向指向远离O点的方向。
【答案】
在图中，过入射点O作垂直于界面的法线；在空气中法线另一侧画出与入射光线关于法线对称的反射光线（箭头向外）；在水中法线另一侧画出向法线偏折的折射光线（箭头向外），完成作图。
【知识点】
光的反射定律、光的折射规律
【点评】
本题是光学基础作图题，考查光的反射和折射的作图方法，需牢记反射角与入射角的关系、空气斜射入水中时折射角的特点，作图时要注意法线为虚线，光线箭头方向正确。
【难度系数】
0.7
