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1 晋代张华的《博物志》记载了我国劳动人民用冰取火的过程，利用凸透镜对光的
会聚
作用将物体点燃，如图所示。用这类透镜制作的眼镜片，可以用来矫正远视
眼。答案
1. 会聚 远视
解析
【分析】
本题考查凸透镜的光学作用及视力矫正的知识。解题思路：首先明确凸透镜对光线的作用，冰取火利用的是凸透镜的会聚特性；再根据远视眼的成因，判断对应的矫正透镜类型，进而得出答案。
【解析】
1. 凸透镜对光线有会聚作用，将冰磨制成凸透镜后，能会聚太阳光，使焦点处温度升高，从而点燃物体，因此第一个空填“会聚”。
2. 远视眼的成因是晶状体折光能力弱，近处物体的像成在视网膜后方，需要佩戴对光线有会聚作用的凸透镜来矫正，因此用凸透镜制作的眼镜片可矫正远视眼，第二个空填“远视”。
【答案】
会聚；远视
【知识点】
凸透镜的会聚作用、远视眼的矫正
【点评】
本题结合古代科技场景考查基础光学知识，难度较低，需掌握凸透镜的光学性质及视力矫正的相关原理。
【难度系数】
0.6
本题考查凸透镜的光学作用及视力矫正的知识。解题思路：首先明确凸透镜对光线的作用，冰取火利用的是凸透镜的会聚特性；再根据远视眼的成因，判断对应的矫正透镜类型，进而得出答案。
【解析】
1. 凸透镜对光线有会聚作用，将冰磨制成凸透镜后，能会聚太阳光，使焦点处温度升高，从而点燃物体，因此第一个空填“会聚”。
2. 远视眼的成因是晶状体折光能力弱，近处物体的像成在视网膜后方，需要佩戴对光线有会聚作用的凸透镜来矫正，因此用凸透镜制作的眼镜片可矫正远视眼，第二个空填“远视”。
【答案】
会聚；远视
【知识点】
凸透镜的会聚作用、远视眼的矫正
【点评】
本题结合古代科技场景考查基础光学知识，难度较低，需掌握凸透镜的光学性质及视力矫正的相关原理。
【难度系数】
0.6
2 小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离，在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透镜中心的距离L，那么，凸透镜的实际焦距（
A.一定小于L
B.一定大于L
C.可能等于L
D.可能小于L也可能大于L
D
）A.一定小于L
B.一定大于L
C.可能等于L
D.可能小于L也可能大于L
答案
2. D
解析
【分析】
要解决这个问题，需明确：太阳光可看作平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后会会聚到焦点，只有最小最亮的光斑才是焦点，该光斑到透镜中心的距离为焦距。当纸片上的光斑不是最小最亮时，说明纸片未处于焦点位置，存在两种可能：①纸片在焦点与凸透镜之间，此时光斑是会聚过程中的光斑，测得的距离L小于实际焦距；②纸片在焦点之后，此时光斑是会聚后发散的光斑，测得的距离L大于实际焦距。因此实际焦距与L的大小关系不确定，需分情况讨论。
【解析】
平行于主光轴的太阳光经凸透镜折射后，会会聚在焦点上，只有最小最亮的光斑才是焦点，该光斑到透镜中心的距离为焦距。题目中纸片上的光斑不是最小，说明纸片不在焦点处：
1. 若纸片在焦点和凸透镜之间，此时光斑是光线会聚过程中形成的，测得的距离L小于凸透镜的实际焦距；
2. 若纸片在焦点之后，此时光斑是光线会聚后发散形成的，测得的距离L大于凸透镜的实际焦距。
因此凸透镜的实际焦距可能小于L，也可能大于L，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜会聚作用
【点评】
本题考查利用太阳光测量凸透镜焦距的原理，核心是理解“最小最亮的光斑才是焦点”，需考虑纸片在焦点前后两种情况，避免片面判断。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题，需明确：太阳光可看作平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后会会聚到焦点，只有最小最亮的光斑才是焦点，该光斑到透镜中心的距离为焦距。当纸片上的光斑不是最小最亮时，说明纸片未处于焦点位置，存在两种可能：①纸片在焦点与凸透镜之间，此时光斑是会聚过程中的光斑，测得的距离L小于实际焦距；②纸片在焦点之后，此时光斑是会聚后发散的光斑，测得的距离L大于实际焦距。因此实际焦距与L的大小关系不确定，需分情况讨论。
【解析】
平行于主光轴的太阳光经凸透镜折射后，会会聚在焦点上，只有最小最亮的光斑才是焦点，该光斑到透镜中心的距离为焦距。题目中纸片上的光斑不是最小，说明纸片不在焦点处：
1. 若纸片在焦点和凸透镜之间，此时光斑是光线会聚过程中形成的，测得的距离L小于凸透镜的实际焦距；
2. 若纸片在焦点之后，此时光斑是光线会聚后发散形成的，测得的距离L大于凸透镜的实际焦距。
因此凸透镜的实际焦距可能小于L，也可能大于L，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜会聚作用
【点评】
本题考查利用太阳光测量凸透镜焦距的原理，核心是理解“最小最亮的光斑才是焦点”，需考虑纸片在焦点前后两种情况，避免片面判断。
【难度系数】
0.5
3 在虚线框内画上适当的光学元件。
答案
3. 如图所示
4 [2024亳州蒙城期中]如图，请将光路图补充完整。
答案
4. 如图所示
解析
【分析】
补充透镜光路需利用透镜的三条特殊光线规律：①过光心的光线，经透镜后传播方向不变；②指向凹透镜另一侧焦点的光线，经凹透镜后平行于主光轴；③从凸透镜焦点发出的光线，经凸透镜后平行于主光轴。本题左侧为凹透镜，右侧为凸透镜，需根据对应特殊光线补全光路：左侧凹透镜的折射光线平行于主光轴，说明入射光线延长线过凹透镜右焦点；右侧凸透镜，一条光线过光心方向不变，另一条过左焦点的光线折射后平行于主光轴。
【解析】
1. 左侧凹透镜：已知折射光线BC平行于主光轴，根据凹透镜特殊光线规律，入射光线A的延长线需经过凹透镜的右焦点，据此补全入射光线A的光路，使其经凹透镜后变为平行于主光轴的BC。
2. 右侧凸透镜：S发出的两条光线，一条经过光心O，传播方向保持不变；另一条经过凸透镜左侧的焦点F，根据凸透镜特殊光线规律，该光线经凸透镜后折射光线平行于主光轴，补全这条折射光线即可。
【答案】
4. 如图所示
【知识点】
透镜光路作图、凸透镜特殊光线、凹透镜特殊光线
【点评】
本题考查透镜特殊光线的应用，是光学作图的基础题型，需牢记凸透镜和凹透镜的特殊光线规律，难度适中。
【难度系数】
0.5
补充透镜光路需利用透镜的三条特殊光线规律：①过光心的光线，经透镜后传播方向不变；②指向凹透镜另一侧焦点的光线，经凹透镜后平行于主光轴；③从凸透镜焦点发出的光线，经凸透镜后平行于主光轴。本题左侧为凹透镜，右侧为凸透镜，需根据对应特殊光线补全光路：左侧凹透镜的折射光线平行于主光轴，说明入射光线延长线过凹透镜右焦点；右侧凸透镜，一条光线过光心方向不变，另一条过左焦点的光线折射后平行于主光轴。
【解析】
1. 左侧凹透镜：已知折射光线BC平行于主光轴，根据凹透镜特殊光线规律，入射光线A的延长线需经过凹透镜的右焦点，据此补全入射光线A的光路，使其经凹透镜后变为平行于主光轴的BC。
2. 右侧凸透镜：S发出的两条光线，一条经过光心O，传播方向保持不变；另一条经过凸透镜左侧的焦点F，根据凸透镜特殊光线规律，该光线经凸透镜后折射光线平行于主光轴，补全这条折射光线即可。
【答案】
4. 如图所示
【知识点】
透镜光路作图、凸透镜特殊光线、凹透镜特殊光线
【点评】
本题考查透镜特殊光线的应用，是光学作图的基础题型，需牢记凸透镜和凹透镜的特殊光线规律，难度适中。
【难度系数】
0.5
5［2024临沂］在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，
光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变，则
（
A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0 cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0 cm刻度线上，光屏上仍能承接到像
光屏上承接到烛焰清晰的像。保持凸透镜的位置不变，则
（
C
）A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0 cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0 cm刻度线上，光屏上仍能承接到像
答案
5. C
解析
【分析】
要解决本题，需先从题图中读取物距、像距，推导焦距范围，再结合凸透镜成像规律逐一分析选项。首先确定：蜡烛在20.0cm刻度，凸透镜在50.0cm刻度，光屏在60.0cm刻度，因此物距$u=50.0cm-20.0cm=30.0cm$，像距$v=60.0cm-50.0cm=10.0cm$。由$u＞v$可知此时成倒立缩小实像，满足$u＞2f$、$f＜v＜2f$，据此推导焦距范围，再判断各选项。
【解析】
1. 计算物距、像距：$u=30.0cm$，$v=10.0cm$；
2. 推导焦距范围：由$u＞2f$得$30.0cm＞2f$，即$f＜15cm$；由$f＜v＜2f$得$f＜10.0cm＜2f$，即$5cm＜f＜10cm$；
3. 分析选项：
A：若$f=10.0cm$，则$v=10.0cm=f$，此时不成像，光屏无法承接，A错误；
B：$u＞v$时成倒立、缩小的实像，不是放大的实像，B错误；
C：根据光路可逆，互换蜡烛和光屏位置后，物距变为$10.0cm$、像距变为$30.0cm$，此时$f＜10.0cm＜2f$，成倒立放大实像，光屏能承接，C正确；
D：蜡烛移至45.0cm刻度时，物距$u'=5.0cm＜f$，成虚像，虚像无法用光屏承接，D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是先确定焦距范围，结合成像规律和光路可逆分析选项，需明确虚像不能用光屏承接的特点，属于中等难度的规律应用题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先从题图中读取物距、像距，推导焦距范围，再结合凸透镜成像规律逐一分析选项。首先确定：蜡烛在20.0cm刻度，凸透镜在50.0cm刻度，光屏在60.0cm刻度，因此物距$u=50.0cm-20.0cm=30.0cm$，像距$v=60.0cm-50.0cm=10.0cm$。由$u＞v$可知此时成倒立缩小实像，满足$u＞2f$、$f＜v＜2f$，据此推导焦距范围，再判断各选项。
【解析】
1. 计算物距、像距：$u=30.0cm$，$v=10.0cm$；
2. 推导焦距范围：由$u＞2f$得$30.0cm＞2f$，即$f＜15cm$；由$f＜v＜2f$得$f＜10.0cm＜2f$，即$5cm＜f＜10cm$；
3. 分析选项：
A：若$f=10.0cm$，则$v=10.0cm=f$，此时不成像，光屏无法承接，A错误；
B：$u＞v$时成倒立、缩小的实像，不是放大的实像，B错误；
C：根据光路可逆，互换蜡烛和光屏位置后，物距变为$10.0cm$、像距变为$30.0cm$，此时$f＜10.0cm＜2f$，成倒立放大实像，光屏能承接，C正确；
D：蜡烛移至45.0cm刻度时，物距$u'=5.0cm＜f$，成虚像，虚像无法用光屏承接，D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是先确定焦距范围，结合成像规律和光路可逆分析选项，需明确虚像不能用光屏承接的特点，属于中等难度的规律应用题。
【难度系数】
0.5
6 [2024黄山一模]把一个凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜10 cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一支点燃的蜡烛放在此透镜前5 cm处，在凸透镜另一侧的光屏上可发现 （
A.一个正立、放大的烛焰像
B.一个倒立、缩小的烛焰像
C.一个倒立、放大的烛焰像
D.只有一个较亮的圆形光斑
D
）A.一个正立、放大的烛焰像
B.一个倒立、缩小的烛焰像
C.一个倒立、放大的烛焰像
D.只有一个较亮的圆形光斑
答案
6. D
解析
【分析】
要解决此题，需先确定凸透镜的焦距，再根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律判断光屏上的成像情况。首先，凸透镜对准太阳光得到的最小最亮光斑到透镜的距离为焦距；再判断蜡烛到透镜的距离（物距）与焦距的大小关系，最后依据成像规律：当物距小于焦距时成虚像，虚像无法用光屏承接，即可得出结论。
【解析】
1. 确定焦距：将凸透镜对准太阳光，在距透镜10cm处得到最小最亮的光斑，说明该凸透镜的焦距f=10cm。
2. 判断物距：蜡烛放在透镜前5cm处，即物距u=5cm，此时u＜f。
3. 分析成像：根据凸透镜成像规律，当u＜f时，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，因此光屏上无法得到烛焰的像，只能看到较亮的圆形光斑。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、虚像的特点、焦距的测量
【点评】
本题考查凸透镜焦距的测量及成像规律的应用，核心是明确虚像无法用光屏承接，需牢记不同物距下的成像特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要解决此题，需先确定凸透镜的焦距，再根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律判断光屏上的成像情况。首先，凸透镜对准太阳光得到的最小最亮光斑到透镜的距离为焦距；再判断蜡烛到透镜的距离（物距）与焦距的大小关系，最后依据成像规律：当物距小于焦距时成虚像，虚像无法用光屏承接，即可得出结论。
【解析】
1. 确定焦距：将凸透镜对准太阳光，在距透镜10cm处得到最小最亮的光斑，说明该凸透镜的焦距f=10cm。
2. 判断物距：蜡烛放在透镜前5cm处，即物距u=5cm，此时u＜f。
3. 分析成像：根据凸透镜成像规律，当u＜f时，成正立、放大的虚像，虚像不能呈现在光屏上，因此光屏上无法得到烛焰的像，只能看到较亮的圆形光斑。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、虚像的特点、焦距的测量
【点评】
本题考查凸透镜焦距的测量及成像规律的应用，核心是明确虚像无法用光屏承接，需牢记不同物距下的成像特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
7 如图所示是某凸透镜成实像时，像距$ v $和物距$ u $的关系图像，分析图像中有关数据可知（
A.该凸透镜的焦距为20 cm
B.物距增大时，像距也增大
C.当物距$ u=15\ \mathrm{cm} $时，成的是缩小的像
D.当物距$ u=30\ \mathrm{cm} $时，像距$ v=15\ \mathrm{cm} $
D
）A.该凸透镜的焦距为20 cm
B.物距增大时，像距也增大
C.当物距$ u=15\ \mathrm{cm} $时，成的是缩小的像
D.当物距$ u=30\ \mathrm{cm} $时，像距$ v=15\ \mathrm{cm} $
答案
7. D
【解析】由图知,当物距为20 cm时,像距也为20 cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像,此时像距与物距相等,都等于2倍焦距。所以2f=20 cm,则f=10 cm,故A错误。凸透镜成实像时,物近像远像变大,当物距增大时,像距减小,故B错误。当物距u=15 cm时,2f＞u＞f,成倒立、放大的实像,故C错误。当物距u=30 cm时,由图可知,像距v=15 cm,故D正确。
【解析】由图知,当物距为20 cm时,像距也为20 cm,根据凸透镜成像的规律,物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像,此时像距与物距相等,都等于2倍焦距。所以2f=20 cm,则f=10 cm,故A错误。凸透镜成实像时,物近像远像变大,当物距增大时,像距减小,故B错误。当物距u=15 cm时,2f＞u＞f,成倒立、放大的实像,故C错误。当物距u=30 cm时,由图可知,像距v=15 cm,故D正确。
解析
【分析】
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律分析图像：首先找到图像中物距u和像距v相等的点，利用“当u=2f时，v=2f，成倒立等大实像”求出凸透镜的焦距；再根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，逐一分析每个选项，判断其正确性。
【解析】
1. 求焦距：由图像可知，当物距u=20cm时，像距v=20cm。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，成倒立、等大的实像，因此2f=20cm，解得f=10cm，故选项A错误。
2. 分析选项B：凸透镜成实像时，遵循“物远像近像变小”的规律，即物距增大时，像距会减小，而非增大，故选项B错误。
3. 分析选项C：已知焦距f=10cm，当物距u=15cm时，满足f＜u＜2f（10cm＜15cm＜20cm），根据成像规律，此时成倒立、放大的实像，而非缩小的像，故选项C错误。
4. 分析选项D：观察图像，当物距u=30cm时，对应的像距v=15cm，与选项描述一致，故选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合图像考查凸透镜成像规律，解题关键是从图像中提取u=v的特殊点求出焦距，再应用成像规律分析各选项，属于基础题型，需熟练掌握凸透镜成像规律及图像解读方法。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律分析图像：首先找到图像中物距u和像距v相等的点，利用“当u=2f时，v=2f，成倒立等大实像”求出凸透镜的焦距；再根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，逐一分析每个选项，判断其正确性。
【解析】
1. 求焦距：由图像可知，当物距u=20cm时，像距v=20cm。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，成倒立、等大的实像，因此2f=20cm，解得f=10cm，故选项A错误。
2. 分析选项B：凸透镜成实像时，遵循“物远像近像变小”的规律，即物距增大时，像距会减小，而非增大，故选项B错误。
3. 分析选项C：已知焦距f=10cm，当物距u=15cm时，满足f＜u＜2f（10cm＜15cm＜20cm），根据成像规律，此时成倒立、放大的实像，而非缩小的像，故选项C错误。
4. 分析选项D：观察图像，当物距u=30cm时，对应的像距v=15cm，与选项描述一致，故选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合图像考查凸透镜成像规律，解题关键是从图像中提取u=v的特殊点求出焦距，再应用成像规律分析各选项，属于基础题型，需熟练掌握凸透镜成像规律及图像解读方法。
【难度系数】
0.5
8 [2024阜阳临泉期末]小明利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。
（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为
（2）实验时，把凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到
（3）小明将蜡烛移至光具座20 cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，生活中的
（1）如图甲所示，小明将一束平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，该凸透镜的焦距为
10.0
cm。（2）实验时，把凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处，为使像成在光屏中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到
同一高度
。（3）小明将蜡烛移至光具座20 cm刻度线处，如图乙所示，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，生活中的
照相机
（选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”）就是利用这种成像规律工作的。答案
8.（1）10.0 （2）同一高度 （3）照相机
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，分三个小问：第一问利用平行光聚焦法测量凸透镜焦距，需明确焦点到凸透镜的距离为焦距；第二问是实验的基本操作要求，目的是让像成在光屏中央；第三问需计算物距，结合焦距判断物距与2倍焦距的关系，对应成像规律及应用。
【解析】
（1）平行光正对凸透镜时，光屏上最小最亮的光斑是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距。由图甲可知，凸透镜位于20.0cm刻度处，光屏位于30.0cm刻度处，因此焦距$f=30.0\mathrm{cm}-20.0\mathrm{cm}=10.0\mathrm{cm}$。
（2）实验时，为使烛焰的像成在光屏的中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调到同一高度。
（3）由图乙可知，凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛在20cm刻度线处，物距$u=50\mathrm{cm}-20\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$，已知焦距$f=10.0\mathrm{cm}$，此时$u＞2f$，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用这一规律工作的。
【答案】
（1）10.0；（2）同一高度；（3）照相机
【知识点】
凸透镜焦距测量；凸透镜成像规律；实验操作规范
【点评】
本题是凸透镜成像实验的基础考查题，涵盖焦距测量、实验操作要点和成像规律的应用，属于光学实验的常考内容，侧重基础知识点的掌握。
【难度系数】
0.5
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，分三个小问：第一问利用平行光聚焦法测量凸透镜焦距，需明确焦点到凸透镜的距离为焦距；第二问是实验的基本操作要求，目的是让像成在光屏中央；第三问需计算物距，结合焦距判断物距与2倍焦距的关系，对应成像规律及应用。
【解析】
（1）平行光正对凸透镜时，光屏上最小最亮的光斑是凸透镜的焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距。由图甲可知，凸透镜位于20.0cm刻度处，光屏位于30.0cm刻度处，因此焦距$f=30.0\mathrm{cm}-20.0\mathrm{cm}=10.0\mathrm{cm}$。
（2）实验时，为使烛焰的像成在光屏的中央，应将烛焰、凸透镜和光屏三者的中心调到同一高度。
（3）由图乙可知，凸透镜固定在50cm刻度线处，蜡烛在20cm刻度线处，物距$u=50\mathrm{cm}-20\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$，已知焦距$f=10.0\mathrm{cm}$，此时$u＞2f$，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像，生活中的照相机就是利用这一规律工作的。
【答案】
（1）10.0；（2）同一高度；（3）照相机
【知识点】
凸透镜焦距测量；凸透镜成像规律；实验操作规范
【点评】
本题是凸透镜成像实验的基础考查题，涵盖焦距测量、实验操作要点和成像规律的应用，属于光学实验的常考内容，侧重基础知识点的掌握。
【难度系数】
0.5
