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二、填空题
8. 小明在测量凸透镜的焦距时，让一束平行光正对凸透镜射出，调节光屏的位置，直到光屏上得到一个的光斑。如图所示是调节完成的状态。该透镜的焦距f=cm。
8. 小明在测量凸透镜的焦距时，让一束平行光正对凸透镜射出，调节光屏的位置，直到光屏上得到一个的光斑。如图所示是调节完成的状态。该透镜的焦距f=cm。
答案
解：
让平行光正对凸透镜射出，调节光屏的位置，直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑，该光斑为凸透镜的焦点。
由刻度尺可知，凸透镜对应刻度为15.0cm，光屏上焦点对应刻度为25.0cm，因此该透镜的焦距：
$f=25.0\ \mathrm{cm}-15.0\ \mathrm{cm}=10.0\ \mathrm{cm}$
答案依次为：最小、最亮；$\boldsymbol{10.0}$
让平行光正对凸透镜射出，调节光屏的位置，直到光屏上得到一个最小、最亮的光斑，该光斑为凸透镜的焦点。
由刻度尺可知，凸透镜对应刻度为15.0cm，光屏上焦点对应刻度为25.0cm，因此该透镜的焦距：
$f=25.0\ \mathrm{cm}-15.0\ \mathrm{cm}=10.0\ \mathrm{cm}$
答案依次为：最小、最亮；$\boldsymbol{10.0}$
解析
【分析】
测量凸透镜焦距采用平行光聚焦法：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会会聚到焦点上，因此需调节光屏直到出现最小、最亮的光斑，该光斑即为焦点，焦点到凸透镜光心的距离就是焦距。解题时需准确读取凸透镜和光屏对应的刻度尺刻度，计算两者差值得到焦距，注意刻度尺读数要估读到分度值的下一位。
【解析】
平行光正对凸透镜射出时，经凸透镜折射后会会聚成最小、最亮的光斑，该光斑是凸透镜的焦点。观察图中刻度尺，凸透镜对应刻度为15.0cm，焦点（光屏处）对应刻度为25.0cm，因此焦距$f=25.0\ \mathrm{cm}-15.0\ \mathrm{cm}=10.0\ \mathrm{cm}$。
【答案】
最小、最亮；10.0
【知识点】
凸透镜焦距测量；平行光聚焦法
【点评】
本题考查凸透镜焦距的基础测量方法，核心是理解平行光聚焦法的原理，准确读取刻度尺数值即可解题，属于光学基础题。
【难度系数】
0.6
测量凸透镜焦距采用平行光聚焦法：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会会聚到焦点上，因此需调节光屏直到出现最小、最亮的光斑，该光斑即为焦点，焦点到凸透镜光心的距离就是焦距。解题时需准确读取凸透镜和光屏对应的刻度尺刻度，计算两者差值得到焦距，注意刻度尺读数要估读到分度值的下一位。
【解析】
平行光正对凸透镜射出时，经凸透镜折射后会会聚成最小、最亮的光斑，该光斑是凸透镜的焦点。观察图中刻度尺，凸透镜对应刻度为15.0cm，焦点（光屏处）对应刻度为25.0cm，因此焦距$f=25.0\ \mathrm{cm}-15.0\ \mathrm{cm}=10.0\ \mathrm{cm}$。
【答案】
最小、最亮；10.0
【知识点】
凸透镜焦距测量；平行光聚焦法
【点评】
本题考查凸透镜焦距的基础测量方法，核心是理解平行光聚焦法的原理，准确读取刻度尺数值即可解题，属于光学基础题。
【难度系数】
0.6
9.夏天的雨后，小草的叶子上有雨滴，透过这些雨滴，可以清晰地看到叶脉的（选填“虚”或“实”）像。小明将一支点燃的蜡烛放在凸透镜（$f=10\ \mathrm{cm}$）前18 cm处，光屏上得到了烛焰倒立、的清晰的像，然后他在蜡烛和凸透镜之间放置了一块远视眼镜片（
），由于远视眼镜片对光线有作用，所以光屏上烛焰的像变模糊了。
），由于远视眼镜片对光线有作用，所以光屏上烛焰的像变模糊了。答案
解：
雨滴相当于凸透镜，叶脉位于该凸透镜的一倍焦距以内，此时成正立放大的虚像，因此可以清晰看到叶脉的虚像。
已知凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$，蜡烛放在凸透镜前18 cm处，物距满足$f＜u＜2f$，根据凸透镜成像规律，光屏上得到烛焰倒立、放大的清晰实像。
远视眼镜片属于凸透镜，对光线有会聚作用，会使光线提前会聚，因此光屏上烛焰的像变模糊。
答案依次为：虚；放大；会聚。
雨滴相当于凸透镜，叶脉位于该凸透镜的一倍焦距以内，此时成正立放大的虚像，因此可以清晰看到叶脉的虚像。
已知凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$，蜡烛放在凸透镜前18 cm处，物距满足$f＜u＜2f$，根据凸透镜成像规律，光屏上得到烛焰倒立、放大的清晰实像。
远视眼镜片属于凸透镜，对光线有会聚作用，会使光线提前会聚，因此光屏上烛焰的像变模糊。
答案依次为：虚；放大；会聚。
解析
【分析】
本题需结合凸透镜成像规律和透镜的光学性质分析：首先，雨滴相当于凸透镜，叶脉在水滴（凸透镜）的一倍焦距内，对应成像特点；其次，根据凸透镜焦距和物距，利用成像规律判断像的性质；最后，明确远视眼镜的透镜类型及对光线的作用。
【解析】
1. 雨滴相当于凸透镜，叶脉位于该凸透镜的一倍焦距以内，根据凸透镜成像规律，当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，因此看到叶脉的虚像。
2. 已知凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$，蜡烛到凸透镜的物距$u=18\ \mathrm{cm}$，满足$f＜u＜2f$（$10\ \mathrm{cm}＜18\ \mathrm{cm}＜20\ \mathrm{cm}$），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，故光屏上得到烛焰倒立、放大的清晰像。
3. 远视眼镜片属于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，放置后光线会提前会聚，导致光屏上的像变模糊。
【答案】
虚；放大；会聚
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜的作用
【点评】
本题结合生活实例考查凸透镜相关知识，需掌握凸透镜成像的物距-像的性质对应关系，以及不同透镜的光学特性，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
本题需结合凸透镜成像规律和透镜的光学性质分析：首先，雨滴相当于凸透镜，叶脉在水滴（凸透镜）的一倍焦距内，对应成像特点；其次，根据凸透镜焦距和物距，利用成像规律判断像的性质；最后，明确远视眼镜的透镜类型及对光线的作用。
【解析】
1. 雨滴相当于凸透镜，叶脉位于该凸透镜的一倍焦距以内，根据凸透镜成像规律，当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，因此看到叶脉的虚像。
2. 已知凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$，蜡烛到凸透镜的物距$u=18\ \mathrm{cm}$，满足$f＜u＜2f$（$10\ \mathrm{cm}＜18\ \mathrm{cm}＜20\ \mathrm{cm}$），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，故光屏上得到烛焰倒立、放大的清晰像。
3. 远视眼镜片属于凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，放置后光线会提前会聚，导致光屏上的像变模糊。
【答案】
虚；放大；会聚
【知识点】
凸透镜成像规律、透镜的作用
【点评】
本题结合生活实例考查凸透镜相关知识，需掌握凸透镜成像的物距-像的性质对应关系，以及不同透镜的光学特性，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
10. 小明在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，根据测量的数据，绘制了像距v随物距u变化的图像，如图所示。分析图像可知，当物距$u=12\ \mathrm{cm}$时，物体通过凸透镜成倒立、的实像，生活中的（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像规律。
答案
解：
根据凸透镜成像规律，当物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距，此时物距与像距大小相等。由图像可知，当u=10cm时v=10cm，因此2f=10cm，可得该凸透镜的焦距f=5cm。
当物距u=12cm时，满足u＞2f的条件，此时物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用了这样的成像规律。
根据凸透镜成像规律，当物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距，此时物距与像距大小相等。由图像可知，当u=10cm时v=10cm，因此2f=10cm，可得该凸透镜的焦距f=5cm。
当物距u=12cm时，满足u＞2f的条件，此时物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用了这样的成像规律。
解析
【分析】
要解决本题，需利用凸透镜成像规律：当物距等于2倍焦距（$u=2f$）时，像距也等于2倍焦距（$v=2f$），此时物距与像距大小相等。首先从图像中找到物距和像距相等的点，计算出凸透镜的焦距；再根据物距与焦距的关系，判断成像特点及对应的生活应用。
【解析】
1. 计算凸透镜焦距：根据凸透镜成像规律，当$u=2f$时，$v=2f$，物距与像距相等。由图像可知，当$u=10\ \mathrm{cm}$时，$v=10\ \mathrm{cm}$，因此$2f=10\ \mathrm{cm}$，解得该凸透镜的焦距$f=5\ \mathrm{cm}$。
2. 判断成像特点：当物距$u=12\ \mathrm{cm}$时，比较物距与焦距的关系：$u=12\ \mathrm{cm} ＞ 2f=10\ \mathrm{cm}$。根据凸透镜成像规律，当$u＞2f$时，物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像。
3. 判断应用：生活中，照相机是利用“$u＞2f$时成倒立、缩小实像”的规律制成的；投影仪利用$f＜u＜2f$成倒立放大实像，放大镜利用$u＜f$成正立放大虚像，因此本题对应的应用是照相机。
【答案】
缩小；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应用，核心是从图像中提取物距与像距相等的关键数据来计算焦距，再结合成像规律判断成像特点和实际应用，属于基础题型，需熟练掌握成像规律的条件与对应现象。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需利用凸透镜成像规律：当物距等于2倍焦距（$u=2f$）时，像距也等于2倍焦距（$v=2f$），此时物距与像距大小相等。首先从图像中找到物距和像距相等的点，计算出凸透镜的焦距；再根据物距与焦距的关系，判断成像特点及对应的生活应用。
【解析】
1. 计算凸透镜焦距：根据凸透镜成像规律，当$u=2f$时，$v=2f$，物距与像距相等。由图像可知，当$u=10\ \mathrm{cm}$时，$v=10\ \mathrm{cm}$，因此$2f=10\ \mathrm{cm}$，解得该凸透镜的焦距$f=5\ \mathrm{cm}$。
2. 判断成像特点：当物距$u=12\ \mathrm{cm}$时，比较物距与焦距的关系：$u=12\ \mathrm{cm} ＞ 2f=10\ \mathrm{cm}$。根据凸透镜成像规律，当$u＞2f$时，物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像。
3. 判断应用：生活中，照相机是利用“$u＞2f$时成倒立、缩小实像”的规律制成的；投影仪利用$f＜u＜2f$成倒立放大实像，放大镜利用$u＜f$成正立放大虚像，因此本题对应的应用是照相机。
【答案】
缩小；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应用，核心是从图像中提取物距与像距相等的关键数据来计算焦距，再结合成像规律判断成像特点和实际应用，属于基础题型，需熟练掌握成像规律的条件与对应现象。
【难度系数】
0.6
11.智能手机通过扫码可快速获取信息，手机摄像头相当于（选填“凸透镜”或“凹透镜”）；二维码通过摄像头在手机中所成的是（选填“实”或“虚”）像。如图所示，蜡烛恰好在光屏上成清晰的像，此时光屏上可观察到倒立、（选填“放大”或“缩小”）的（选填“实”或“虚”）像，生活中的应用是（选填“投影仪”或“照相机”）。
答案
解：
手机摄像头的成像原理与照相机相同，相当于凸透镜；扫码时物距大于二倍焦距，二维码通过摄像头成倒立缩小的实像。
由题图可知，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，此时光屏上可观察到倒立、放大的实像，该成像特点的生活应用是投影仪。
答案依次为：凸透镜；实；放大；实；投影仪。
手机摄像头的成像原理与照相机相同，相当于凸透镜；扫码时物距大于二倍焦距，二维码通过摄像头成倒立缩小的实像。
由题图可知，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，此时光屏上可观察到倒立、放大的实像，该成像特点的生活应用是投影仪。
答案依次为：凸透镜；实；放大；实；投影仪。
解析
【分析】
本题需分两部分解答：第一部分明确手机摄像头的光学元件及成像性质，第二部分结合题图判断凸透镜成像特点和应用。首先回忆：手机摄像头利用凸透镜成像（凹透镜成虚像，不符合摄像头需求），且摄像头成实像；再通过题图确定物距、像距，结合凸透镜成像规律判断成像情况。
【解析】
1. 手机摄像头：手机摄像头相当于凸透镜，因为凸透镜可成实像，凹透镜只能成虚像，扫码时需成实像，故摄像头为凸透镜，成实像。
2. 题图成像分析：凸透镜在50.0cm刻度处，蜡烛在35.0cm刻度处，物距$ u = 50.0cm - 35.0cm = 15.0cm $；光屏在85.0cm刻度处，像距$ v = 85.0cm - 50.0cm = 35.0cm $。此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜ 2f $时，$ v ＞ 2f $，成倒立、放大的实像，该特点对应生活中的投影仪。
【答案】
凸透镜；实；放大；实；投影仪
【知识点】
凸透镜成像规律，生活中的透镜应用
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，结合生活实例和实验装置图，属于基础题型，需学生掌握凸透镜成像的不同情况及对应应用。
【难度系数】
0.6
本题需分两部分解答：第一部分明确手机摄像头的光学元件及成像性质，第二部分结合题图判断凸透镜成像特点和应用。首先回忆：手机摄像头利用凸透镜成像（凹透镜成虚像，不符合摄像头需求），且摄像头成实像；再通过题图确定物距、像距，结合凸透镜成像规律判断成像情况。
【解析】
1. 手机摄像头：手机摄像头相当于凸透镜，因为凸透镜可成实像，凹透镜只能成虚像，扫码时需成实像，故摄像头为凸透镜，成实像。
2. 题图成像分析：凸透镜在50.0cm刻度处，蜡烛在35.0cm刻度处，物距$ u = 50.0cm - 35.0cm = 15.0cm $；光屏在85.0cm刻度处，像距$ v = 85.0cm - 50.0cm = 35.0cm $。此时物距小于像距，根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜ 2f $时，$ v ＞ 2f $，成倒立、放大的实像，该特点对应生活中的投影仪。
【答案】
凸透镜；实；放大；实；投影仪
【知识点】
凸透镜成像规律，生活中的透镜应用
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，结合生活实例和实验装置图，属于基础题型，需学生掌握凸透镜成像的不同情况及对应应用。
【难度系数】
0.6
三、作图题
12.(1)画出两条光线经透镜折射后的光路。
(2)如图所示，请画出这束光线经过凹透镜折射后的折射光线。
12.(1)画出两条光线经透镜折射后的光路。
(2)如图所示，请画出这束光线经过凹透镜折射后的折射光线。
答案
解：
(1) 题图中的透镜为凸透镜，两条入射光线均平行于主光轴，根据凸透镜的特殊光路规律：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。
作图：两条入射光线经过凸透镜后，折射光线均指向右侧的焦点F，折射光线标注向右的箭头，其中沿主光轴入射的光线折射后传播方向保持不变。
(2) 题图中的透镜为凹透镜，两条入射光线均平行于主光轴，根据凹透镜的特殊光路规律：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过入射侧的焦点。
作图：两条入射光线经过凹透镜后向外发散，折射光线的反向延长线用虚线绘制，且两条反向延长线均经过凹透镜左侧的焦点F，折射光线标注向右的箭头。
(1) 题图中的透镜为凸透镜，两条入射光线均平行于主光轴，根据凸透镜的特殊光路规律：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。
作图：两条入射光线经过凸透镜后，折射光线均指向右侧的焦点F，折射光线标注向右的箭头，其中沿主光轴入射的光线折射后传播方向保持不变。
(2) 题图中的透镜为凹透镜，两条入射光线均平行于主光轴，根据凹透镜的特殊光路规律：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过入射侧的焦点。
作图：两条入射光线经过凹透镜后向外发散，折射光线的反向延长线用虚线绘制，且两条反向延长线均经过凹透镜左侧的焦点F，折射光线标注向右的箭头。
解析
【分析】
本题为透镜作图题，解题思路是先判断透镜类型，再利用透镜的特殊光线规律完成作图：对于凸透镜，平行于主光轴的光线经折射后过焦点；对于凹透镜，平行于主光轴的光线经折射后，反向延长线过入射侧的焦点，作图时需注意光线箭头的标注及辅助线（凹透镜的反向延长线用虚线）的规范。
【解析】
(1) 题图中的透镜为凸透镜，两条入射光线均平行于主光轴，根据凸透镜的特殊光路规律：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，沿主光轴入射的光线折射后传播方向保持不变。作图时，两条入射光线经过凸透镜后，折射光线均指向右侧的焦点F，折射光线标注向右的箭头，沿主光轴的光线折射后方向不变，标注箭头。
(2) 题图中的透镜为凹透镜，入射光线平行于主光轴，根据凹透镜的特殊光路规律：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过入射侧的焦点。作图时，入射光线经过凹透镜后向外发散，折射光线的反向延长线用虚线绘制，反向延长线经过凹透镜左侧的焦点F，折射光线标注向右的箭头。
【答案】
(1) 凸透镜的两条平行于主光轴的入射光线，折射后均指向右侧焦点F，沿主光轴的光线折射后方向不变，所有折射光线标注向右的箭头；(2) 凹透镜的平行于主光轴的入射光线，折射后向外发散，其反向延长线（虚线）过左侧焦点F，折射光线标注向右的箭头。
【知识点】
凸透镜的特殊光线、凹透镜的特殊光线
【点评】
本题考查透镜特殊光路的作图应用，是初中物理光学部分的基础题型，需牢记透镜的特殊光线作图规则，难度不大，属于学生应掌握的基础作图题。
【难度系数】
0.6
本题为透镜作图题，解题思路是先判断透镜类型，再利用透镜的特殊光线规律完成作图：对于凸透镜，平行于主光轴的光线经折射后过焦点；对于凹透镜，平行于主光轴的光线经折射后，反向延长线过入射侧的焦点，作图时需注意光线箭头的标注及辅助线（凹透镜的反向延长线用虚线）的规范。
【解析】
(1) 题图中的透镜为凸透镜，两条入射光线均平行于主光轴，根据凸透镜的特殊光路规律：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点，沿主光轴入射的光线折射后传播方向保持不变。作图时，两条入射光线经过凸透镜后，折射光线均指向右侧的焦点F，折射光线标注向右的箭头，沿主光轴的光线折射后方向不变，标注箭头。
(2) 题图中的透镜为凹透镜，入射光线平行于主光轴，根据凹透镜的特殊光路规律：平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过入射侧的焦点。作图时，入射光线经过凹透镜后向外发散，折射光线的反向延长线用虚线绘制，反向延长线经过凹透镜左侧的焦点F，折射光线标注向右的箭头。
【答案】
(1) 凸透镜的两条平行于主光轴的入射光线，折射后均指向右侧焦点F，沿主光轴的光线折射后方向不变，所有折射光线标注向右的箭头；(2) 凹透镜的平行于主光轴的入射光线，折射后向外发散，其反向延长线（虚线）过左侧焦点F，折射光线标注向右的箭头。
【知识点】
凸透镜的特殊光线、凹透镜的特殊光线
【点评】
本题考查透镜特殊光路的作图应用，是初中物理光学部分的基础题型，需牢记透镜的特殊光线作图规则，难度不大，属于学生应掌握的基础作图题。
【难度系数】
0.6
