3 (2024·青岛中考)小明用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜成像规律.
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放置在光具座上,调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心,使它们在.

(2)如图甲所示,将蜡烛固定在光具座上10 cm刻度处,凸透镜固定在50 cm刻度处,光屏应在刻度范围内移动,直到在光屏上看到清晰的倒立、的像,根据这一成像特点可制成.
(3)S是烛焰上一点,请在图乙中画出它发出的两条光线经凸透镜折射后的光路.
(4)保持蜡烛和光屏位置不变,要使光屏上的像变大,应将凸透镜向移动.

3.(1)同一高度 (2)60～70 cm 缩小 照相机 (3)如图所示 (4)左
[解析]本题考查探究凸透镜成像规律的实验.(1)为了使烛焰的像可以成在光屏的中央,需要调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心,使它们在同一高度.(2)凸透镜的焦距为10 cm,由图甲可知此时的物距为50 cm－10 cm＝40 cm,大于二倍焦距,所以根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、缩小的实像,像距在一倍焦距到二倍焦距之间,即像距在10～20 cm之间,而凸透镜在50 cm处,因此光屏应在60～70 cm刻度范围内移动,此时成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一成像特点制成的.(3)根据凸透镜折射的三种特殊光线可知,平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过凸透镜的焦点,过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后会平行于凸透镜的主光轴射出,两条光线经凸透镜折射后交于一点S',即为S对应的像.(4)凸透镜成实像的变化规律是物近像远像变大,所以保持蜡烛和光屏位置不变,要使光屏上的像变大,应将物体靠近凸透镜使物距适当变小同时像距适当变大,因此应将凸透镜向左移动.

【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，解题思路如下：
1. 第(1)问：实验前需调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，保证像能成在光屏中央，是实验的基础操作要求。
2. 第(2)问：先计算物距，结合焦距判断物距与二倍焦距的关系，再依据成像规律确定像距范围，进而得到光屏的移动区间，同时判断像的性质及实际应用。
3. 第(3)问：利用凸透镜两条特殊光线作图：平行于主光轴的光线折射后过焦点，过焦点的光线折射后平行于主光轴，两条折射光线的交点即为S的像点。
4. 第(4)问：根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，结合蜡烛和光屏位置不变的条件，分析凸透镜移动方向，使物距减小、像距增大，从而让像变大。
【解析】
(1) 实验时，调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央，便于清晰观察。
(2) 已知凸透镜焦距f=10cm，由图甲得物距u=50cm-10cm=40cm，u＞2f，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，像距v满足f＜v＜2f，即10cm＜v＜20cm。凸透镜在50cm刻度处，因此光屏位置为50cm+10cm=60cm到50cm+20cm=70cm，即光屏应在60～70cm刻度范围内移动；该成像特点应用于照相机。
(3) 作图：①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过右侧焦点F；②过左侧焦点F的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；两条折射光线的交点即为S的像点S'，光路如图所示。
(4) 凸透镜成实像时，物距减小、像距增大，像变大。保持蜡烛和光屏位置不变，要使像变大，需减小物距、增大像距，因此应将凸透镜向左移动，使物距变小、像距变大，像随之变大。
【答案】
(1) 同一高度
(2) 60～70 cm；缩小；照相机
(3)
(4) 左
【知识点】
凸透镜成像规律；实验操作；光路作图
【点评】
本题为中考基础题，全面考查凸透镜成像规律的实验操作、成像特点应用、光路作图及规律的灵活运用，难度适中，需熟练掌握凸透镜成像的基本规律。
【难度系数】
0.7

4 某同学探究“视力的矫正”原理(如图所示),他实验时观察到如下现象.

(1)眼镜甲放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上呈现清晰的像;将眼镜甲移走,光屏上的像又变得模糊,将光屏远离透镜移动时,又能在光屏上看到烛焰清晰的像.
(2)将另一只眼镜乙放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上呈现清晰的像;将眼镜乙移走,光屏上的像又变得模糊,将光屏靠近透镜移动时,又能在光屏上看到烛焰清晰的像.
①分析可知甲、乙两个眼镜中:是凸透镜,是凹透镜;
②他将奶奶戴的远视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间,光屏上得到了一个缩小、倒立的清晰实像,拿开眼镜后,光屏上的像变得模糊了;为了使光屏上的像重新变得清晰,在不移动光屏和凸透镜位置的前提下,他该将蜡烛(填“靠近”或“远离”)透镜.如果奶奶不戴眼镜看书,应该将书(填“靠近”或“远离”)眼睛.

4.(2)①甲 乙 ②远离 远离
[解析](2)①将眼镜甲从蜡烛与凸透镜之间移走,光屏上原来清晰的像变得模糊,只将光屏远离透镜移动时,又能在光屏上看到烛焰清晰的像,说明眼镜甲对光线有会聚作用,是凸透镜;将另一只眼镜乙从蜡烛与凸透镜之间移走,光屏上原来清晰的像也变得模糊了,只将光屏靠近透镜移动时,又可以在光屏上看到烛焰清晰的像,说明眼镜乙对光线有发散作用,是凹透镜.②远视眼镜是凸透镜,对光线有会聚作用,拿走后,光线会延迟会聚,在不移动光屏和凸透镜位置的前提下,他该让蜡烛远离凸透镜;如果奶奶不戴眼镜看书,应该将书远离眼睛.

【分析】
要判断眼镜类型，需根据凸透镜和凹透镜对光线的作用，结合实验中光屏的移动方向分析：凸透镜对光线有会聚作用，会使像距变小；凹透镜对光线有发散作用，会使像距变大。对于远视眼镜的问题，需结合凸透镜成像规律和远视眼的矫正原理分析。
【解析】
① 移走眼镜甲后，光屏需远离透镜才能呈现清晰像，说明眼镜甲使光线会聚，延迟了像的形成，因此甲是凸透镜；移走眼镜乙后，光屏需靠近透镜才能呈现清晰像，说明眼镜乙使光线发散，提前了像的形成，因此乙是凹透镜。
② 远视眼镜是凸透镜，对光线有会聚作用，拿走后光线会聚能力减弱，像会成在光屏后方。在不移动光屏和凸透镜的前提下，需增大物距（蜡烛远离透镜），使像向前移动到光屏上；奶奶是远视眼，晶状体折光能力弱，近处物体的像成在视网膜后方，因此看书时应将书远离眼睛，增大物距，让像成在视网膜上。
【答案】
①甲；乙 ②远离；远离
【知识点】
透镜对光线的作用；凸透镜成像规律；视力矫正
【点评】
本题通过实验现象考查透镜的作用及视力矫正原理，需理解凸透镜、凹透镜对光线的影响，以及远视眼的成因和矫正方法，是光学部分的典型应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.6

5 在模拟“视力缺陷矫正”的活动中，调整烛焰（模拟远处所视物）、水凸透镜（模拟人眼晶状体，并与注射器相连，其凸起程度可通过注射器注入或吸收水来调节）、光屏（模拟人眼视网膜）在光具座上的位置，如图所示.

(1)此时在光屏上得到了烛焰清晰的像，该像是倒立、（填“放大”或“缩小”）的实像.
(2)向水凸透镜内注入适量的水，发现光屏上原来清晰的像变模糊了，此时，若向（填“左”或“右”）侧适当移动光屏，可再次得到清晰的像，说明如果晶状体变厚会造成眼睛（填“近视”或“远视”）.
(3)若凸透镜注水后光屏不移动，在烛焰和水凸透镜间加一个焦距合适的（填“凹”或“凸”）透镜，光屏上也能得到清晰的像.
(4)若凸透镜注水后，保持透镜和光屏间的距离不变，要在光屏上得到清晰的像，则应将透镜（透镜和光屏同步移动）向（填“左”或“右”）移动.

5.(1)缩小 (2)左 近视 (3)凹 (4)左

【分析】
本题结合凸透镜成像规律模拟视力缺陷矫正，需先确定物距、像距判断成像性质，再根据透镜焦距变化对光线会聚的影响分析像的位置变化，结合近视、远视的成因及矫正方法，以及凸透镜成像公式分析各小问。步骤：1. 计算物距和像距，判断成像的放大缩小；2. 注水使透镜变厚，焦距变小，会聚能力增强，像前移，对应近视成因；3. 像前移时，凹透镜发散光线使像后移，矫正近视；4. 透镜和光屏距离不变时，根据成像规律调整透镜位置，使像成在光屏上。
【解析】
(1) 由图可知，烛焰到水凸透镜的距离（物距）u=40cm，光屏到水凸透镜的距离（像距）v=55cm-40cm=15cm，u＞v，根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，故填“缩小”。
(2) 向水凸透镜内注水，透镜变厚，焦距变小，对光线的会聚能力增强，像会成在光屏的前方，因此需将光屏向左移动才能再次得到清晰的像；晶状体变厚时，折光能力过强，像成在视网膜前方，对应近视，故填“左”“近视”。
(3) 凸透镜注水后，像成在光屏前方，若光屏不移动，需加对光线有发散作用的凹透镜，使光线延迟会聚，让像后移到光屏上，故填“凹”。
(4) 凸透镜注水后焦距变小，保持透镜和光屏间的距离（像距）不变，根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，f变小、v不变时，物距u需减小，因此应将透镜向左移动（靠近烛焰，减小物距），才能在光屏上得到清晰的像，故填“左”。
【答案】
(1)缩小 (2)左；近视 (3)凹 (4)左
【知识点】
凸透镜成像规律；视力缺陷矫正
【点评】
本题通过模拟实验考查凸透镜成像规律在视力矫正中的应用，需理解透镜焦距变化对成像位置的影响，结合近视的成因及矫正方法分析，侧重知识的实际应用。
【难度系数】
0.5