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1 新情境 智能无人驾驶小巴车 如图所示是某地投放使用的智能无人驾驶小巴车，它可以通过车上的摄像机和激光雷达识别道路状况.小巴车上的摄像机识别道路上的行人时，其镜头相当于一个
（第1题）
凸
透镜，行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的实
像.当小巴车靠近公交站牌时，站牌在摄像机感光元件上所成的像会变大
（填“变大”“变小”或“不变”）.（第1题）答案
1.凸 实 变大
解析
【分析】
要解答本题，需结合凸透镜成像规律分析：首先明确摄像机镜头的光学元件类型，再根据凸透镜成像的特点判断成像性质，最后依据物距变化分析像的大小变化。
【解析】
1. 摄像机的镜头相当于一个凸透镜，利用凸透镜成像原理工作；
2. 当物体位于凸透镜2倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，因此行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的实像；
3. 根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，当小巴车靠近公交站牌时，物距减小，站牌在感光元件上所成的像会变大。
【答案】
凸；实；变大
【知识点】
凸透镜成像规律；实像
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在生活中的实际应用，属于基础题型，需牢记凸透镜成像的特点及物距、像距、像大小的变化关系。
【难度系数】
0.8
要解答本题，需结合凸透镜成像规律分析：首先明确摄像机镜头的光学元件类型，再根据凸透镜成像的特点判断成像性质，最后依据物距变化分析像的大小变化。
【解析】
1. 摄像机的镜头相当于一个凸透镜，利用凸透镜成像原理工作；
2. 当物体位于凸透镜2倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，因此行人在摄像机感光元件上成倒立、缩小的实像；
3. 根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，当小巴车靠近公交站牌时，物距减小，站牌在感光元件上所成的像会变大。
【答案】
凸；实；变大
【知识点】
凸透镜成像规律；实像
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在生活中的实际应用，属于基础题型，需牢记凸透镜成像的特点及物距、像距、像大小的变化关系。
【难度系数】
0.8
2 如图所示，若要增大屏幕上的像，则像距要增大，屏幕固定时投影仪要向
右
（填“左”或“右”）移；同时物距要减小，镜头要向下
（填“上”或“下”）调。投影仪上的平面镜的作用是改变光路
，使像成在屏幕上，不改变像的大小。答案
2.右 下 改变光路
解析
【分析】
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律和投影仪各元件的作用分析：凸透镜成实像时遵循“物近像远像变大”的规律，要增大屏幕上的像，需减小物距、增大像距；屏幕固定时，增大像距需调整投影仪位置，减小物距需调整镜头与投影片的距离；平面镜的作用是改变光的传播方向，使像能投射到屏幕上。
【解析】
1. 调节投影仪位置：根据凸透镜成实像的规律，像距越大，像越大。屏幕固定时，要增大像距，投影仪需向右移动，经平面镜反射后，光线能到达屏幕上更大的像距位置，从而增大像的大小。
2. 调节镜头：物距是镜头到投影片的距离，要减小物距，需让镜头靠近投影片，因此镜头要向下调。
3. 平面镜的作用：凸透镜折射后的光线向上传播，平面镜可改变光路，将光线反射到竖直的屏幕上，使像成在屏幕上，且不改变像的大小。
【答案】
右；下；改变光路
【知识点】
凸透镜成像规律；平面镜的作用
【点评】
本题考查投影仪的成像原理及元件作用，属于光学基础应用类题目，需牢记凸透镜成实像的调节规律，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律和投影仪各元件的作用分析：凸透镜成实像时遵循“物近像远像变大”的规律，要增大屏幕上的像，需减小物距、增大像距；屏幕固定时，增大像距需调整投影仪位置，减小物距需调整镜头与投影片的距离；平面镜的作用是改变光的传播方向，使像能投射到屏幕上。
【解析】
1. 调节投影仪位置：根据凸透镜成实像的规律，像距越大，像越大。屏幕固定时，要增大像距，投影仪需向右移动，经平面镜反射后，光线能到达屏幕上更大的像距位置，从而增大像的大小。
2. 调节镜头：物距是镜头到投影片的距离，要减小物距，需让镜头靠近投影片，因此镜头要向下调。
3. 平面镜的作用：凸透镜折射后的光线向上传播，平面镜可改变光路，将光线反射到竖直的屏幕上，使像成在屏幕上，且不改变像的大小。
【答案】
右；下；改变光路
【知识点】
凸透镜成像规律；平面镜的作用
【点评】
本题考查投影仪的成像原理及元件作用，属于光学基础应用类题目，需牢记凸透镜成实像的调节规律，难度适中。
【难度系数】
0.6
3 (2023·扬州中考)如图甲所示，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图乙、图丙所示。下列说法正确的是(
A.图乙中铅笔向前移，像一直变小
B.图乙中铅笔向前移，像先变小后变大
C.图丙中铅笔向后移，像一直变大
D.图丙中铅笔向后移，像先变小后变大
A
).A.图乙中铅笔向前移，像一直变小
B.图乙中铅笔向前移，像先变小后变大
C.图丙中铅笔向后移，像一直变大
D.图丙中铅笔向后移，像先变小后变大
答案
3.A [解析]由图示和题意可知,题图乙中铅笔与杯子左侧壁之间的水柱相当于凸透镜,能观察到铅笔放大的像,此时铅笔在“水凸透镜”的一倍焦距之内,则可知凸透镜成的是正立、放大的虚像;当铅笔向前移时,铅笔仍紧贴水柱,水柱变薄,对光的会聚能力减弱,则焦距变大,同时铅笔离“水凸透镜”的焦点越来越远,相当于物距变小,由凸透镜成虚像的规律可知,像距也变小,像一直变小,故A正确,B错误.根据图示和题意可知,装有水的杯子相当于凸透镜,题图丙中也能观察到铅笔放大的像,题图丙中的铅笔向后移动,物距变大,若铅笔在凸透镜的一倍焦距以内,由凸透镜成虚像的规律可知,像距变大,像也变大;当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时,成倒立、放大的实像,物距变大时,像距变小,像变小;当铅笔在二倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像,物距变大时,像距变小,像变小,所以题图丙中铅笔向后移,像先变大后变小,故C、D错误.故选A.
解析
【分析】
首先明确图乙和图丙中“水凸透镜”的结构差异：图乙中铅笔紧贴杯壁内，杯壁与水形成的局部水层相当于凸透镜；图丙中整个装水的杯子相当于凸透镜。解题时需结合凸透镜成像规律，分两种情况分析物距变化时像的变化：凸透镜成虚像（物距＜一倍焦距）时，物距减小则像变小；成实像时，物距增大则像变小。
【解析】
1. 图乙分析：铅笔在局部水凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。当铅笔向前移时，局部水层变薄，对光的会聚能力减弱，焦距变大，同时铅笔到水凸透镜的距离（物距）变小。根据凸透镜成虚像的规律：物距越小，虚像越小，因此像一直变小，故A正确，B错误。
2. 图丙分析：整个装水的杯子相当于凸透镜，铅笔向后移时，物距逐渐增大。当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，物距变大则像变大；当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，物距变大则像变小；当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像，物距变大则像仍变小。因此像先变大后变小，故C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合生活中的装水杯子考查凸透镜成像规律的应用，需准确区分两种不同结构的“水凸透镜”，分析物距变化时像的变化规律，易因混淆两种情况的成像特点出错，是对凸透镜成像规律的灵活考查。
【难度系数】
0.5
首先明确图乙和图丙中“水凸透镜”的结构差异：图乙中铅笔紧贴杯壁内，杯壁与水形成的局部水层相当于凸透镜；图丙中整个装水的杯子相当于凸透镜。解题时需结合凸透镜成像规律，分两种情况分析物距变化时像的变化：凸透镜成虚像（物距＜一倍焦距）时，物距减小则像变小；成实像时，物距增大则像变小。
【解析】
1. 图乙分析：铅笔在局部水凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。当铅笔向前移时，局部水层变薄，对光的会聚能力减弱，焦距变大，同时铅笔到水凸透镜的距离（物距）变小。根据凸透镜成虚像的规律：物距越小，虚像越小，因此像一直变小，故A正确，B错误。
2. 图丙分析：整个装水的杯子相当于凸透镜，铅笔向后移时，物距逐渐增大。当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，物距变大则像变大；当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立放大的实像，物距变大则像变小；当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像，物距变大则像仍变小。因此像先变大后变小，故C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合生活中的装水杯子考查凸透镜成像规律的应用，需准确区分两种不同结构的“水凸透镜”，分析物距变化时像的变化规律，易因混淆两种情况的成像特点出错，是对凸透镜成像规律的灵活考查。
【难度系数】
0.5
4 一凸透镜的焦距为15 cm，将点燃的蜡烛从离凸透镜20 cm处移到40 cm处的过程中，像的大小和像距的变化情况是(
A.像变大，像距变大
B.像变小，像距变小
C.像变大，像距变小
D.像变小，像距变大
B
)。A.像变大，像距变大
B.像变小，像距变小
C.像变大，像距变小
D.像变小，像距变大
答案
4.B
解析
【分析】首先明确凸透镜的焦距f=15cm，计算得2f=30cm。蜡烛移动过程中，物距从20cm变为40cm，始终处于凸透镜成实像的区域（f＜u＜2f或u＞2f）。根据凸透镜成实像的规律：物距增大时，像距减小，像变小，据此判断像和像距的变化情况。
【解析】已知凸透镜焦距f=15cm，则2f=30cm。当蜡烛在20cm处时，物距u₁=20cm，满足f＜u₁＜2f，成倒立放大的实像；当蜡烛移到40cm处时，物距u₂=40cm，满足u₂＞2f，成倒立缩小的实像。凸透镜成实像时，遵循“物远像近像变小”的规律，即物距增大，像距减小，像变小。因此蜡烛从20cm移到40cm的过程中，物距增大，像变小，像距变小。
【答案】B
【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，核心是掌握“成实像时，物距与像距、像大小的变化关系”，属于初中物理基础题型，需熟练记忆规律。
【难度系数】0.3
【解析】已知凸透镜焦距f=15cm，则2f=30cm。当蜡烛在20cm处时，物距u₁=20cm，满足f＜u₁＜2f，成倒立放大的实像；当蜡烛移到40cm处时，物距u₂=40cm，满足u₂＞2f，成倒立缩小的实像。凸透镜成实像时，遵循“物远像近像变小”的规律，即物距增大，像距减小，像变小。因此蜡烛从20cm移到40cm的过程中，物距增大，像变小，像距变小。
【答案】B
【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，核心是掌握“成实像时，物距与像距、像大小的变化关系”，属于初中物理基础题型，需熟练记忆规律。
【难度系数】0.3
5 在探究凸透镜成像的规律实验中，如图所示是像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间的关系图像，由图像可知(
A.该凸透镜的焦距是16 cm
B.当$u=12\ \mathrm{cm}$时，在光屏上能得到一个缩小的像
C.当$u=20\ \mathrm{cm}$时，在光屏上能得到一个缩小的像
D.把物体从距凸透镜12 cm处移动到4 cm的过程中，像先变小后变大
C
).A.该凸透镜的焦距是16 cm
B.当$u=12\ \mathrm{cm}$时，在光屏上能得到一个缩小的像
C.当$u=20\ \mathrm{cm}$时，在光屏上能得到一个缩小的像
D.把物体从距凸透镜12 cm处移动到4 cm的过程中，像先变小后变大
答案
5.C [解析]$u=v=2f$时,凸透镜成倒立、等大的实像,由题图可知$u=v=2f=16\ \mathrm{cm}$,所以$f=8\ \mathrm{cm}$,故A错误;当$u=12\ \mathrm{cm}$时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,故B错误;当$u=20\ \mathrm{cm}$时,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故C正确;把物体从距凸透镜12 cm处移动到4 cm处的过程中,物距大于一倍焦距时,物距变小,像距变大,像逐渐变大,当物距等于焦距时,不成像,物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像,物距变小,像变小,故该过程中,像先变大后变小,故D错误.
解析
【分析】
要解决本题，需先利用凸透镜成像规律中“当u=v=2f时，成倒立、等大的实像”的特点，从图像中找到u与v相等的点，计算出凸透镜的焦距；再依据不同物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律逐一分析各选项，判断选项的正误。
【解析】
根据凸透镜成像规律：当u=v=2f时，成倒立、等大的实像。观察图像可知，当u=16cm时，v=16cm，因此2f=16cm，解得f=8cm，故A选项错误。
选项B：当u=12cm时，物距在一倍焦距（8cm）和二倍焦距（16cm）之间，根据成像规律，此时成倒立、放大的实像，不是缩小的像，故B错误。
选项C：当u=20cm时，物距大于二倍焦距（16cm），根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像，故C正确。
选项D：物体从距凸透镜12cm处移动到4cm处的过程中，物距先大于一倍焦距，物距减小，像距变大，像变大；当物距小于一倍焦距时，成虚像，物距减小，虚像变小，因此整个过程像先变大后变小，并非先变小后变大，故D错误。
【答案】
C
【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u=v的信息求出焦距，再结合成像规律分析各选项，需熟练掌握凸透镜成像的规律内容。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需先利用凸透镜成像规律中“当u=v=2f时，成倒立、等大的实像”的特点，从图像中找到u与v相等的点，计算出凸透镜的焦距；再依据不同物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律逐一分析各选项，判断选项的正误。
【解析】
根据凸透镜成像规律：当u=v=2f时，成倒立、等大的实像。观察图像可知，当u=16cm时，v=16cm，因此2f=16cm，解得f=8cm，故A选项错误。
选项B：当u=12cm时，物距在一倍焦距（8cm）和二倍焦距（16cm）之间，根据成像规律，此时成倒立、放大的实像，不是缩小的像，故B错误。
选项C：当u=20cm时，物距大于二倍焦距（16cm），根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像，故C正确。
选项D：物体从距凸透镜12cm处移动到4cm处的过程中，物距先大于一倍焦距，物距减小，像距变大，像变大；当物距小于一倍焦距时，成虚像，物距减小，虚像变小，因此整个过程像先变大后变小，并非先变小后变大，故D错误。
【答案】
C
【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u=v的信息求出焦距，再结合成像规律分析各选项，需熟练掌握凸透镜成像的规律内容。
【难度系数】
0.6
6 在探究凸透镜成像的规律实验中，小欢同学将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，恰好在凸透镜后30 cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大、倒立的像；若将此蜡烛移至凸透镜前12 cm处时，则（
A.光屏上出现倒立、放大的实像
B.光屏上出现倒立、缩小的实像
C.无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像
D.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立、放大的实像
C
）。A.光屏上出现倒立、放大的实像
B.光屏上出现倒立、缩小的实像
C.无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像
D.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立、放大的实像
答案
6.C
解析
【分析】
要解决这道题，需分三步思考：第一步，根据“成等大倒立实像”的条件，求出凸透镜的焦距；第二步，计算蜡烛移动后的物距，判断物距与焦距的大小关系；第三步，结合凸透镜成像规律，判断成像性质，明确虚像无法用光屏承接的特点，进而选出正确选项。
【解析】
1. 确定凸透镜焦距：凸透镜成像时，当物距$ u = 2f $，像距$ v = 2f $，成倒立、等大的实像。题目中此时像距$ v = 30\ \mathrm{cm} $，因此$ 2f = 30\ \mathrm{cm} $，解得焦距$ f = 15\ \mathrm{cm} $。
2. 判断移动后的物距：蜡烛移至凸透镜前12 cm处，此时物距$ u = 12\ \mathrm{cm} $，显然$ u ＜ f $（$ 12\ \mathrm{cm} ＜ 15\ \mathrm{cm} $）。
3. 分析成像情况：根据凸透镜成像规律，当$ u ＜ f $时，成正立、放大的虚像，虚像无法呈现在光屏上，因此无论怎样移动光屏，都不会出现实像，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是先根据已知条件求出焦距，再通过物距与焦距的关系判断成像性质，需牢记实像与虚像的区别（实像可由光屏承接，虚像不能），属于基础题型。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需分三步思考：第一步，根据“成等大倒立实像”的条件，求出凸透镜的焦距；第二步，计算蜡烛移动后的物距，判断物距与焦距的大小关系；第三步，结合凸透镜成像规律，判断成像性质，明确虚像无法用光屏承接的特点，进而选出正确选项。
【解析】
1. 确定凸透镜焦距：凸透镜成像时，当物距$ u = 2f $，像距$ v = 2f $，成倒立、等大的实像。题目中此时像距$ v = 30\ \mathrm{cm} $，因此$ 2f = 30\ \mathrm{cm} $，解得焦距$ f = 15\ \mathrm{cm} $。
2. 判断移动后的物距：蜡烛移至凸透镜前12 cm处，此时物距$ u = 12\ \mathrm{cm} $，显然$ u ＜ f $（$ 12\ \mathrm{cm} ＜ 15\ \mathrm{cm} $）。
3. 分析成像情况：根据凸透镜成像规律，当$ u ＜ f $时，成正立、放大的虚像，虚像无法呈现在光屏上，因此无论怎样移动光屏，都不会出现实像，对应选项C。
【答案】
C
【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，核心是先根据已知条件求出焦距，再通过物距与焦距的关系判断成像性质，需牢记实像与虚像的区别（实像可由光屏承接，虚像不能），属于基础题型。
【难度系数】
0.5
7 如图
所示是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，中甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离，则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是
所示是放置在水平桌面上的刻度尺的一部分，中甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的刻度尺的像。若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离，则看到刻度尺的像的先后顺序正确的是丁→丙→甲→乙
。答案
7.丁→丙→甲→乙 [解析]刻度尺到凸透镜的距离(物距)小于一倍焦距时,凸透镜成正立、放大的虚像,即题图丁;刻度尺到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间时,凸透镜成倒立、放大的实像,即题图丙;刻度尺到凸透镜的距离在二倍焦距处,凸透镜成倒立、等大的实像,即题图甲;刻度尺到凸透镜的距离大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,即题图乙.综上可知,若凸透镜从贴着刻度尺然后逐渐远离,看到刻度尺的像的先后顺序为丁→丙→甲→乙.
思路引导 首先要明确凸透镜成像的几种情况,然后分析凸透镜从贴近刻度尺到远离刻度尺经历了几个阶段,根据成像特点进行解答.若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,刻度尺到凸透镜的距离(物距)从一倍焦距以内→一倍焦距和二倍焦距之间→二倍焦距处→二倍焦距以外,可根据这几个过程对凸透镜的成像情况进行判断.
思路引导 首先要明确凸透镜成像的几种情况,然后分析凸透镜从贴近刻度尺到远离刻度尺经历了几个阶段,根据成像特点进行解答.若凸透镜先贴着刻度尺然后逐渐远离,刻度尺到凸透镜的距离(物距)从一倍焦距以内→一倍焦距和二倍焦距之间→二倍焦距处→二倍焦距以外,可根据这几个过程对凸透镜的成像情况进行判断.
解析
【分析】要确定凸透镜从贴着刻度尺逐渐远离时像的先后顺序，需依据凸透镜成像规律，分析物距变化对应的成像特点：凸透镜贴着刻度尺时物距小于一倍焦距，随远离物距增大，依次经过一倍到二倍焦距之间、二倍焦距处、大于二倍焦距，对应不同的成像情况，结合四个像的特征即可得出顺序。
【解析】根据凸透镜成像规律：
1. 当物距 $ u ＜ f $（$ f $ 为焦距）时，成正立、放大的虚像，对应题图丁；
2. 当 $ f ＜ u ＜ 2f $ 时，成倒立、放大的实像，对应题图丙；
3. 当 $ u = 2f $ 时，成倒立、等大的实像，对应题图甲；
4. 当 $ u ＞ 2f $ 时，成倒立、缩小的实像，对应题图乙。
凸透镜从贴着刻度尺逐渐远离时，物距从小于一倍焦距开始，依次经过一倍焦距和二倍焦距之间、二倍焦距处、大于二倍焦距，因此看到像的先后顺序为丁→丙→甲→乙。
【答案】丁→丙→甲→乙
【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，需熟练掌握不同物距下凸透镜的成像特点，结合像的正倒、大小变化判断，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
【解析】根据凸透镜成像规律：
1. 当物距 $ u ＜ f $（$ f $ 为焦距）时，成正立、放大的虚像，对应题图丁；
2. 当 $ f ＜ u ＜ 2f $ 时，成倒立、放大的实像，对应题图丙；
3. 当 $ u = 2f $ 时，成倒立、等大的实像，对应题图甲；
4. 当 $ u ＞ 2f $ 时，成倒立、缩小的实像，对应题图乙。
凸透镜从贴着刻度尺逐渐远离时，物距从小于一倍焦距开始，依次经过一倍焦距和二倍焦距之间、二倍焦距处、大于二倍焦距，因此看到像的先后顺序为丁→丙→甲→乙。
【答案】丁→丙→甲→乙
【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，需熟练掌握不同物距下凸透镜的成像特点，结合像的正倒、大小变化判断，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
