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6[2025江苏镇江模拟,偏难]如图是小明探究甲凸透镜成像实验的情景,此时光屏上恰能成清晰的像(像未画出)。若小明将该透镜换成乙凸透镜,仅将乙凸透镜向左移,光屏上能再次成清晰的像,下列说法正确的是 (
A.甲凸透镜的焦距为20 cm
B.乙凸透镜的焦距大于10 cm
C.利用此时乙凸透镜成像规律可制成照相机
D.更换乙凸透镜后如果不移动乙凸透镜,在乙凸透镜前加一个合适的近视眼镜片,也能在光屏上成清晰的像
D
)A.甲凸透镜的焦距为20 cm
B.乙凸透镜的焦距大于10 cm
C.利用此时乙凸透镜成像规律可制成照相机
D.更换乙凸透镜后如果不移动乙凸透镜,在乙凸透镜前加一个合适的近视眼镜片,也能在光屏上成清晰的像
答案
6. D 【解析】由图可知,此时u = v = 20 cm,根据u = v = 2f时成倒立、等大的实像可知,甲凸透镜的焦距为10 cm,故A错误;若小明将甲凸透镜换成乙凸透镜,仅将乙凸透镜向左移,光屏上能再次成清晰的像,此时物距小于像距,根据凸透镜成像规律知,像距v＞20 cm＞2f,因此乙凸透镜的焦距小于10 cm,根据凸透镜成像规律知,此时成倒立、放大的实像,应用于投影仪,故B、C错误;更换乙凸透镜后如果不移动乙凸透镜,此时物距大于二倍焦距,像成在光屏的左侧,在乙凸透镜前加一个合适的近视眼镜片,近视眼镜片是凹透镜,凹透镜对光有发散作用,可以使光推迟会聚成像,因此也能在光屏上成清晰的像,故D正确。
解析
【分析】要解决这道题，需分步骤分析：①先确定甲凸透镜的物距和像距，利用凸透镜成倒立等大实像的条件算出甲的焦距，判断选项A；②分析更换乙凸透镜后移动透镜时的物距、像距变化，结合成像规律判断乙的焦距及成像应用，排除选项B、C；③最后分析近视眼镜片（凹透镜）的光学作用，判断选项D是否正确。
【解析】1. 分析甲凸透镜：由图可知，甲凸透镜位于50cm刻度处，蜡烛在30cm刻度处，光屏在70cm刻度处，因此物距$u_甲 = 50cm - 30cm = 20cm$，像距$v_甲 = 70cm - 50cm = 20cm$。根据凸透镜成像规律，当$u = v = 2f$时，成倒立、等大的实像，故$2f_甲 = 20cm$，得$f_甲 = 10cm$，因此选项A错误。
2. 分析乙凸透镜：将甲换成乙凸透镜后，仅向左移动乙透镜，光屏再次成清晰的像，此时物距减小、像距增大，物距小于像距，成倒立、放大的实像。根据成像规律，成倒立放大实像时满足$f ＜ u ＜ 2f$，$v ＞ 2f$。此时像距$v ＞ 20cm$，故$2f_乙 ＜ v$，即$f_乙 ＜ 10cm$，选项B错误；该成像性质的应用是投影仪，而非照相机，选项C错误。
3. 分析选项D：更换乙凸透镜后若不移动乙，此时物距大于二倍焦距，像成在光屏左侧。近视眼镜片是凹透镜，对光线有发散作用，能使光线推迟会聚，让像后移到光屏上，因此加合适的近视镜片可在光屏上成清晰的像，选项D正确。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、凹透镜的发散作用
【点评】本题综合考查凸透镜成像规律的应用及凹透镜的光学性质，需要学生根据物距、像距的变化判断成像性质，推理焦距范围，对学生的分析能力有一定要求，属于中等偏难的题目。
【难度系数】0.4
【解析】1. 分析甲凸透镜：由图可知，甲凸透镜位于50cm刻度处，蜡烛在30cm刻度处，光屏在70cm刻度处，因此物距$u_甲 = 50cm - 30cm = 20cm$，像距$v_甲 = 70cm - 50cm = 20cm$。根据凸透镜成像规律，当$u = v = 2f$时，成倒立、等大的实像，故$2f_甲 = 20cm$，得$f_甲 = 10cm$，因此选项A错误。
2. 分析乙凸透镜：将甲换成乙凸透镜后，仅向左移动乙透镜，光屏再次成清晰的像，此时物距减小、像距增大，物距小于像距，成倒立、放大的实像。根据成像规律，成倒立放大实像时满足$f ＜ u ＜ 2f$，$v ＞ 2f$。此时像距$v ＞ 20cm$，故$2f_乙 ＜ v$，即$f_乙 ＜ 10cm$，选项B错误；该成像性质的应用是投影仪，而非照相机，选项C错误。
3. 分析选项D：更换乙凸透镜后若不移动乙，此时物距大于二倍焦距，像成在光屏左侧。近视眼镜片是凹透镜，对光线有发散作用，能使光线推迟会聚，让像后移到光屏上，因此加合适的近视镜片可在光屏上成清晰的像，选项D正确。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、凹透镜的发散作用
【点评】本题综合考查凸透镜成像规律的应用及凹透镜的光学性质，需要学生根据物距、像距的变化判断成像性质，推理焦距范围，对学生的分析能力有一定要求，属于中等偏难的题目。
【难度系数】0.4
7[2025安徽芜湖期末,中]小明用如图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像(像未画出),用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟远视眼的是 (
A.从水透镜中抽水,烛焰的像成在光屏右侧
B.从水透镜中抽水,烛焰的像成在光屏左侧
C.向水透镜中注水,烛焰的像成在光屏右侧
D.向水透镜中注水,烛焰的像成在光屏左侧
A
)A.从水透镜中抽水,烛焰的像成在光屏右侧
B.从水透镜中抽水,烛焰的像成在光屏左侧
C.向水透镜中注水,烛焰的像成在光屏右侧
D.向水透镜中注水,烛焰的像成在光屏左侧
答案
7. A 【解析】远视眼的成因是晶状体太薄,对光的折射能力太弱,使得像成在视网膜的后方;模拟远视眼,应从水透镜中抽水,使水透镜变薄,水透镜的焦距变大,则烛焰的像会成在光屏右侧,故A正确。故选A。
解析
【分析】
要解决本题，需明确：水透镜模拟眼睛的晶状体，光屏模拟视网膜；远视眼的成因是晶状体太薄，对光的折射能力过弱，导致像成在视网膜（光屏）的后方。模拟远视眼时，需让水透镜变薄以减弱折光能力，再判断像的位置变化。
【解析】
水透镜的厚薄影响折光能力：抽水时，水透镜变薄，焦距变大，折光能力减弱；注水时，水透镜变厚，焦距变小，折光能力增强。模拟远视眼需让水透镜变薄，即从水透镜中抽水，此时折光能力减弱，原本清晰的烛焰像会成在光屏（相当于视网膜）的右侧，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
眼睛成像原理、远视眼成因
【点评】
本题结合实验装置模拟眼睛成像，将抽象的眼睛结构转化为直观的实验器材，考查远视眼的成因及模拟方法，需掌握透镜厚薄与折光能力的关系，属于中等难度的光学应用题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需明确：水透镜模拟眼睛的晶状体，光屏模拟视网膜；远视眼的成因是晶状体太薄，对光的折射能力过弱，导致像成在视网膜（光屏）的后方。模拟远视眼时，需让水透镜变薄以减弱折光能力，再判断像的位置变化。
【解析】
水透镜的厚薄影响折光能力：抽水时，水透镜变薄，焦距变大，折光能力减弱；注水时，水透镜变厚，焦距变小，折光能力增强。模拟远视眼需让水透镜变薄，即从水透镜中抽水，此时折光能力减弱，原本清晰的烛焰像会成在光屏（相当于视网膜）的右侧，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
眼睛成像原理、远视眼成因
【点评】
本题结合实验装置模拟眼睛成像，将抽象的眼睛结构转化为直观的实验器材，考查远视眼的成因及模拟方法，需掌握透镜厚薄与折光能力的关系，属于中等难度的光学应用题型。
【难度系数】
0.5
8[2026北京海淀区期末,中]在模拟近视眼的实验中,将蜡烛放在离凸透镜较远的位置,如图所示,给凸透镜“戴”上近视眼镜,此时光屏上能成一清晰的像;若拿走近视眼镜,则烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后,为了能在光屏上重新得到清晰的像,下列操作中,可行的是 (
A.将蜡烛远离凸透镜
B.将光屏、蜡烛同时远离凸透镜
C.将光屏远离凸透镜
D.将光屏或蜡烛靠近凸透镜
D
)A.将蜡烛远离凸透镜
B.将光屏、蜡烛同时远离凸透镜
C.将光屏远离凸透镜
D.将光屏或蜡烛靠近凸透镜
答案
8. D 【解析】近视眼镜的镜片属于凹透镜,凹透镜对光有发散作用;给凸透镜“戴”上近视眼镜时光屏上能成一清晰的像,拿走近视眼镜后,烛焰的像成在光屏的前面,所以将光屏向靠近凸透镜的方向移动或将蜡烛靠近凸透镜,可以在光屏上重新得到清晰的烛焰的像。故选D。
解析
【分析】首先明确近视眼镜的镜片是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。当给凸透镜戴上近视眼镜时，光线经凹透镜发散后再经凸透镜会聚，像会成在光屏上；拿走近视眼镜后，光线不再被发散，凸透镜的会聚能力变强，烛焰的像会成在光屏的前方，导致光屏上的像模糊。要让像重新成在光屏上，有两种可行方式：一是减小像距，将光屏靠近凸透镜，让像移到光屏处；二是减小物距，将蜡烛靠近凸透镜，根据凸透镜成像规律，物距减小会使像距增大，原本成在光屏前的像会向后移动到光屏上，因此对应操作是将光屏或蜡烛靠近凸透镜。
【解析】近视眼镜的镜片为凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。给凸透镜“戴”上近视眼镜时，光线经凹透镜发散后，再经凸透镜会聚，光屏上可成清晰的像；拿走近视眼镜后，光线不再被发散，凸透镜的会聚能力增强，烛焰的像成在光屏前方，导致像模糊。要使光屏上重新得到清晰的像，可采取：①将光屏靠近凸透镜，减小像距，让像移至光屏处；②将蜡烛靠近凸透镜，减小物距，根据凸透镜成像规律，物距减小则像距增大，原本成在光屏前的像会向后移动到光屏上。综上，可行操作是将光屏或蜡烛靠近凸透镜，对应选项D。
【答案】D
【知识点】凹透镜的作用、凸透镜成像规律、近视眼成因
【点评】本题结合近视眼模拟实验，考查凹透镜的光学性质与凸透镜成像规律的应用，需理解近视眼镜的作用及拿走眼镜后像的位置变化，进而分析调整方法，属于光学实验的常规题型，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】近视眼镜的镜片为凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。给凸透镜“戴”上近视眼镜时，光线经凹透镜发散后，再经凸透镜会聚，光屏上可成清晰的像；拿走近视眼镜后，光线不再被发散，凸透镜的会聚能力增强，烛焰的像成在光屏前方，导致像模糊。要使光屏上重新得到清晰的像，可采取：①将光屏靠近凸透镜，减小像距，让像移至光屏处；②将蜡烛靠近凸透镜，减小物距，根据凸透镜成像规律，物距减小则像距增大，原本成在光屏前的像会向后移动到光屏上。综上，可行操作是将光屏或蜡烛靠近凸透镜，对应选项D。
【答案】D
【知识点】凹透镜的作用、凸透镜成像规律、近视眼成因
【点评】本题结合近视眼模拟实验，考查凹透镜的光学性质与凸透镜成像规律的应用，需理解近视眼镜的作用及拿走眼镜后像的位置变化，进而分析调整方法，属于光学实验的常规题型，难度适中。
【难度系数】0.5
9[偏难]为保护人民的安全,满足城市治安防控和管理的需要,国家在公共聚集地区安装了先进的$360°$高清摄像头,它的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示,某嫌疑人在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在F处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是 (
A.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变为b点
B.如果该人远离镜头,镜头的焦距会变短
C.如果该人靠近镜头,镜头的聚光能力会减弱
D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变为b点
D
)A.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变为b点
B.如果该人远离镜头,镜头的焦距会变短
C.如果该人靠近镜头,镜头的聚光能力会减弱
D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变为b点
答案
9. D 【解析】如果该人远离镜头,物距变大,像距会变小,不改变镜头和成像板之间的距离,则应增大凸透镜的焦距,从而在成像板上得到清晰的像,所以镜头的焦点可能变为c点,焦距变长,故A、B错误;如果该人靠近镜头,物距减小,像距会增大,不改变镜头和成像板之间的距离,则应减小凸透镜的焦距,才能在成像板上得到清晰的像,所以镜头的焦点可能变为b点,此时镜头的聚光能力会增强,故C错误,D正确。故选D。
解析
【分析】
要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析：凸透镜成像满足公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$（$u$为物距，$v$为像距，$f$为焦距），本题中像距$v$几乎不变，因此物距$u$变化时，需调整焦距$f$才能保持像清晰；同时，焦距越小，凸透镜的聚光能力越强，焦点到透镜的距离等于焦距。分两种情况讨论：①人远离镜头时，物距$u$增大，需调节焦距使像清晰；②人靠近镜头时，物距$u$减小，需调节焦距使像清晰。
【解析】
1. 当人远离镜头时，物距$u$变大，像距$v$不变，根据$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，$\frac{1}{u}$减小，因此$\frac{1}{f}$减小，焦距$f$变大，焦点到透镜的距离增大，即焦点向远离透镜的方向移动，对应图中$c$点，焦距变长，故A选项（焦点变为$b$点）错误，B选项（焦距变短）错误。
2. 当人靠近镜头时，物距$u$变小，像距$v$不变，根据$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，$\frac{1}{u}$增大，因此$\frac{1}{f}$增大，焦距$f$变小，焦点到透镜的距离减小，即焦点向靠近透镜的方向移动，对应图中$b$点；焦距越小，凸透镜聚光能力越强，故C选项（聚光能力减弱）错误，D选项（焦点变为$b$点）正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律，焦距调节，聚光能力
【点评】
本题结合监控摄像头的实际应用，考查凸透镜成像规律的灵活运用，核心是理解像距不变时物距与焦距的调节关系，以及焦距对聚光能力的影响，需理清各物理量的关联，难度中等偏难。
【难度系数】
0.3
要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析：凸透镜成像满足公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$（$u$为物距，$v$为像距，$f$为焦距），本题中像距$v$几乎不变，因此物距$u$变化时，需调整焦距$f$才能保持像清晰；同时，焦距越小，凸透镜的聚光能力越强，焦点到透镜的距离等于焦距。分两种情况讨论：①人远离镜头时，物距$u$增大，需调节焦距使像清晰；②人靠近镜头时，物距$u$减小，需调节焦距使像清晰。
【解析】
1. 当人远离镜头时，物距$u$变大，像距$v$不变，根据$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，$\frac{1}{u}$减小，因此$\frac{1}{f}$减小，焦距$f$变大，焦点到透镜的距离增大，即焦点向远离透镜的方向移动，对应图中$c$点，焦距变长，故A选项（焦点变为$b$点）错误，B选项（焦距变短）错误。
2. 当人靠近镜头时，物距$u$变小，像距$v$不变，根据$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，$\frac{1}{u}$增大，因此$\frac{1}{f}$增大，焦距$f$变小，焦点到透镜的距离减小，即焦点向靠近透镜的方向移动，对应图中$b$点；焦距越小，凸透镜聚光能力越强，故C选项（聚光能力减弱）错误，D选项（焦点变为$b$点）正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律，焦距调节，聚光能力
【点评】
本题结合监控摄像头的实际应用，考查凸透镜成像规律的灵活运用，核心是理解像距不变时物距与焦距的调节关系，以及焦距对聚光能力的影响，需理清各物理量的关联，难度中等偏难。
【难度系数】
0.3
10[偏难]夜晚,发着光的小萤火虫从凸透镜的二倍焦距处沿着主光轴匀速飞行过程中,萤火虫发出的通过凸透镜部分的光逐渐减少,则萤火虫的像 (
A.远离凸透镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
B.远离凸透镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
C.靠近凸透镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
D.靠近凸透镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
C
)A.远离凸透镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
B.远离凸透镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
C.靠近凸透镜,平均速度小于萤火虫的飞行速度
D.靠近凸透镜,平均速度大于萤火虫的飞行速度
答案
10. C 【解析】萤火虫发出的通过凸透镜部分的光逐渐减少,表明萤火虫正在远离凸透镜,物距变大,像距变小,萤火虫的像会靠近凸透镜,故A、B错误;发着光的萤火虫从凸透镜的二倍焦距处沿主光轴向远离凸透镜的方向移动,它通过凸透镜所成的像在一倍焦距与二倍焦距之间移动,所以萤火虫的飞行速度要大于萤火虫的像移动的平均速度,故C正确,D错误。故选C。
解析
【分析】
首先根据“萤火虫发出的通过凸透镜部分的光逐渐减少”，判断萤火虫正在远离凸透镜（物距增大）；接着回忆凸透镜成像规律：当物距u＞2f时，遵循“物远像近像变小”的规律，即物距增大时，像距减小，因此萤火虫的像会靠近凸透镜；最后比较物和像的移动速度：萤火虫从二倍焦距处向远离凸透镜方向移动，物距的变化量大于像距的变化量，相同运动时间内，像的移动距离更小，故像的平均速度小于萤火虫的飞行速度，据此选出正确选项。
【解析】
1. 判断萤火虫的运动方向：萤火虫发出的通过凸透镜的光逐渐减少，说明萤火虫与凸透镜的距离（物距）在增大，即萤火虫远离凸透镜。
2. 分析像的位置变化：根据凸透镜成像规律，当物距u＞2f时，物远像近像变小，物距增大时，像距减小，因此萤火虫的像靠近凸透镜，排除A、B选项。
3. 比较速度大小：萤火虫从凸透镜二倍焦距处（u=2f）向远离凸透镜方向移动，物距的变化范围Δu较大，而对应的像距在一倍焦距与二倍焦距之间，像距的变化范围Δv ＜ Δu；由于运动时间t相同，根据速度公式v = s/t，可得像的平均速度v像 = Δv/t，萤火虫的飞行速度v物 = Δu/t，因此v像 ＜ v物，即像的平均速度小于萤火虫的飞行速度，排除D选项。综上，正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、速度的比较
【点评】
本题结合凸透镜成像规律与速度知识，考查学生对成像规律的理解应用及速度比较能力，需要准确判断物距变化，分析像的位置和移动速度，具有一定综合性，属于偏难题目。
【难度系数】
0.3
首先根据“萤火虫发出的通过凸透镜部分的光逐渐减少”，判断萤火虫正在远离凸透镜（物距增大）；接着回忆凸透镜成像规律：当物距u＞2f时，遵循“物远像近像变小”的规律，即物距增大时，像距减小，因此萤火虫的像会靠近凸透镜；最后比较物和像的移动速度：萤火虫从二倍焦距处向远离凸透镜方向移动，物距的变化量大于像距的变化量，相同运动时间内，像的移动距离更小，故像的平均速度小于萤火虫的飞行速度，据此选出正确选项。
【解析】
1. 判断萤火虫的运动方向：萤火虫发出的通过凸透镜的光逐渐减少，说明萤火虫与凸透镜的距离（物距）在增大，即萤火虫远离凸透镜。
2. 分析像的位置变化：根据凸透镜成像规律，当物距u＞2f时，物远像近像变小，物距增大时，像距减小，因此萤火虫的像靠近凸透镜，排除A、B选项。
3. 比较速度大小：萤火虫从凸透镜二倍焦距处（u=2f）向远离凸透镜方向移动，物距的变化范围Δu较大，而对应的像距在一倍焦距与二倍焦距之间，像距的变化范围Δv ＜ Δu；由于运动时间t相同，根据速度公式v = s/t，可得像的平均速度v像 = Δv/t，萤火虫的飞行速度v物 = Δu/t，因此v像 ＜ v物，即像的平均速度小于萤火虫的飞行速度，排除D选项。综上，正确答案为C。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、速度的比较
【点评】
本题结合凸透镜成像规律与速度知识，考查学生对成像规律的理解应用及速度比较能力，需要准确判断物距变化，分析像的位置和移动速度，具有一定综合性，属于偏难题目。
【难度系数】
0.3
