14.小深学习了透镜相关知识后，选择题14图甲所示的四个透镜进行探究实验（其中A、B和C、D分别是两组形状相同的凸透镜；A、C是用塑料制作而成，B是用玻璃、D是用水晶制作而成）：

（1）为了探究“凸透镜的焦距大小与透镜球形表面弯曲程度的关系”，小明让一束与主光轴平行的光，分别经过A、C两凸透镜后会聚于焦点处，如题14图乙所示。比较两次实验的现象，可以得到的结论是。
（2）利用题14图甲的四个透镜，小深还可以探究凸透镜焦距与的关系。请帮小深写出相应探究步骤：。

14（1）凸透镜材料相同时，其球形表面弯曲程度越大，凸透镜的焦距越小
（2）材料 让一束与主光轴平行的光，分别经过A、B（C、D）两凸透镜后会聚于焦点处，比较两次实验中焦距的大小，从而得出相应结论

【分析】
要解决本题，需运用控制变量法分析实验变量：（1）探究焦距与球形表面弯曲程度的关系时，需控制透镜材料相同，选择A、C两透镜（材料均为塑料），观察乙图中两透镜对平行光的会聚情况，弯曲程度大的透镜焦距更小，由此推导结论；（2）探究焦距与材料的关系时，需控制透镜形状（球形表面弯曲程度）相同，选择A与B（或C与D），两者形状相同但材料不同，通过平行光入射测焦距比较，得出结论。
【解析】
（1）实验中A、C两透镜材料相同，均为塑料，C的球形表面弯曲程度大于A；平行光经过A、C后，C的会聚点更近，焦距更小，因此结论为：凸透镜材料相同时，其球形表面弯曲程度越大，凸透镜的焦距越小。
（2）四个透镜中，A与B（或C与D）形状相同、材料不同，可探究凸透镜焦距与材料的关系；探究步骤为：取A、B两个凸透镜，让一束与主光轴平行的光分别经过这两个透镜，测量并比较它们的焦距大小，从而得出结论（或取C、D两透镜重复上述操作）。
【答案】
（1）凸透镜材料相同时，其球形表面弯曲程度越大，凸透镜的焦距越小；（2）材料；让一束与主光轴平行的光，分别经过A、B（或C、D）两凸透镜后会聚于焦点处，比较两次实验中焦距的大小，从而得出相应结论
【知识点】
凸透镜焦距影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查凸透镜焦距的影响因素，核心是运用控制变量法设计实验，属于光学基础实验题，需学生明确实验中控制变量的思路，难度适中。
【难度系数】
0.5

五、综合开放题（每空2分，共28分）
15. 题15图为EUV光刻机原理简图，EUV光刻机又称极紫外光刻机，是芯片生产工具，也是生产大规模集成电路的核心设备，对芯片工艺具有决定性的影响。其关键技术是以波长为10～14 nm的极紫外光为光源的光刻技术，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射到涂有光刻胶的硅片上，在硅片上成像越小，芯片制程越小，小于5 nm的芯片晶圆只能用EUV光刻机生产。

（1）光源发出的极紫外光（属于/不属于）可见光，缩图透镜属于（凸/凹）透镜。
（2）由原理图可知，掩膜到缩图透镜的距离u与缩图透镜的焦距f的关系是，缩图透镜的焦点在硅片的（上方/下方）。
（3）若想将芯片从5 nm突破到3 nm制程，如果缩图透镜相同，则要将掩膜向（上方/下方）移动。

15.（1）不属于；凸 （2）u＞2f；上方 （3）上方

【分析】
首先，第一问需明确可见光的波长范围，判断极紫外光是否属于可见光；再根据透镜对光线的作用，判断缩图透镜类型。第二问结合凸透镜成缩小实像的规律，分析物距与焦距的关系，再根据凸透镜焦点的位置判断焦点在硅片的方位。第三问利用凸透镜成像“物远像近像变小”的规律，分析掩膜的移动方向。
【解析】
（1）可见光的波长范围约为400nm~760nm，题目中极紫外光的波长为10~14nm，不在可见光波长范围内，因此不属于可见光；缩图透镜能将掩膜的图案成实像在硅片上，凸透镜对光线有会聚作用，可成实像，凹透镜成虚像，故缩图透镜是凸透镜。
（2）凸透镜成倒立、缩小实像的条件是物距u＞2f，因此掩膜到缩图透镜的距离u满足u＞2f；凸透镜的焦点是平行于主光轴的光线经透镜后会聚的点，图中光线经透镜后会聚到下方的硅片，说明焦点在硅片的上方（位于透镜与硅片之间）。
（3）根据凸透镜成像规律“物远像近像变小”，要使成像更小（芯片制程更小），需增大物距，即掩膜远离缩图透镜，掩膜在透镜上方，因此应将掩膜向上移动。
【答案】
（1）不属于；凸 （2）u＞2f；上方 （3）上方
【知识点】
可见光与不可见光、凸透镜成像规律、凸透镜应用
【点评】
本题结合EUV光刻机的实际场景，考查光学基础知识的应用，将凸透镜成像规律与实际技术结合，需要学生理解规律并灵活运用，难度适中。
【难度系数】
0.6