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10. 找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到这支笔，如图所示。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动，则透过玻璃瓶看到的像不可能是（
A
原铅笔
像
B
原铅笔
像
C
原铅笔
像
D
原铅笔
像
D
）。A
原铅笔
像
B
原铅笔
像
C
原铅笔
像
D
原铅笔
像
答案
10.D
解析
【分析】装满水的圆柱形玻璃瓶相当于一个凸透镜，需结合凸透镜成像规律分析：当铅笔在玻璃瓶一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像；当铅笔在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；当铅笔在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像。由此可知，正立的像只能是放大的，不可能是缩小的，据此判断选项。
【解析】装满水的圆柱形玻璃瓶相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律：
1. 当物距小于焦距（铅笔靠近玻璃瓶），成正立、放大的虚像，对应选项A，符合规律，是可能的；
2. 当物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，对应选项B，符合规律，是可能的；
3. 当物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，对应选项C，符合规律，是可能的；
4. 正立的像一定是放大的，而选项D的像是正立且缩小的，不符合凸透镜成像规律，因此不可能出现。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、生活中的透镜
【点评】本题结合生活实例考查凸透镜成像规律的应用，需明确水凸透镜的成像特点，区分正立像与倒立像的性质，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】装满水的圆柱形玻璃瓶相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律：
1. 当物距小于焦距（铅笔靠近玻璃瓶），成正立、放大的虚像，对应选项A，符合规律，是可能的；
2. 当物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像，对应选项B，符合规律，是可能的；
3. 当物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，对应选项C，符合规律，是可能的；
4. 正立的像一定是放大的，而选项D的像是正立且缩小的，不符合凸透镜成像规律，因此不可能出现。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、生活中的透镜
【点评】本题结合生活实例考查凸透镜成像规律的应用，需明确水凸透镜的成像特点，区分正立像与倒立像的性质，难度适中。
【难度系数】0.5
11.某实验小组进行了探究凸透镜成像规律的实验。
(1)图甲中,点燃蜡烛后,光屏上恰能呈现清晰的像,
方案一:仅将光屏向
方案二:仅换用焦距较
(2)某同学利用焦距为20 cm的凸透镜观察指纹,保持指纹到眼睛的距离为40 cm不变,将凸透镜调整到如图乙所示的位置,看到了指纹正立、放大的像。此时,该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成
(1)图甲中,点燃蜡烛后,光屏上恰能呈现清晰的像,
照相机
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是根据该成像特点制成的。将蜡烛向左移动一段距离,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上再次呈现清晰的像,同学们提出了两种不同的解决方案。方案一:仅将光屏向
左
(选填“右”或“左”)移动一段距离。方案二:仅换用焦距较
大
(选填“大”或“小”)的凸透镜。(2)某同学利用焦距为20 cm的凸透镜观察指纹,保持指纹到眼睛的距离为40 cm不变,将凸透镜调整到如图乙所示的位置,看到了指纹正立、放大的像。此时,该同学的眼睛通过凸透镜在另一侧能成
倒立、放大
(选填“倒立、缩小”“倒立、放大”或“正立、放大”)的像。答案
11.(1)照相机 左 大
(2)倒立、放大
(2)倒立、放大
解析
【分析】
解决本题需牢记凸透镜成像规律：物距（u）、像距（v）与焦距（f）满足不同关系时，对应不同的成像特点和应用，且成像时“物远像近像变小”。第(1)问先通过图甲判断物距和像距的大小关系，确定成像特点对应应用；蜡烛左移后物距变大，根据成像规律调整光屏或更换透镜；第(2)问根据正立放大像判断指纹在一倍焦距内，再确定眼睛到透镜的距离范围，进而判断成像性质。
【解析】
(1) 图甲中，蜡烛到凸透镜的距离（物距u）大于光屏到凸透镜的距离（像距v），根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，照相机利用该特点制成。
蜡烛左移后，物距u增大，根据“物远像近像变小”，像距v会减小，因此仅将光屏向左移动，可再次呈现清晰的像（方案一）。
若不移动光屏，仅换用焦距较大的凸透镜：由公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，当物距u增大时，要使像距v不变，需增大焦距f，因此换用焦距较大的凸透镜，可让像重新成在原光屏位置，故方案二填“大”。
(2) 凸透镜焦距f=20cm，看到指纹正立、放大的像，说明指纹到凸透镜的距离$u_1＜f=20cm$。已知指纹到眼睛的距离为40cm，因此眼睛到凸透镜的距离$u_2=40cm-u_1$，由于$u_1＜20cm$，则$u_2＞20cm$，且$u_2＜40cm$，即$f＜u_2＜2f$，根据成像规律，此时成倒立、放大的实像。
【答案】
(1) 照相机；左；大 (2) 倒立、放大
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，需熟练掌握物距、像距与焦距的关系，结合题目条件灵活分析，是光学部分的基础重点题型。
【难度系数】
0.5
解决本题需牢记凸透镜成像规律：物距（u）、像距（v）与焦距（f）满足不同关系时，对应不同的成像特点和应用，且成像时“物远像近像变小”。第(1)问先通过图甲判断物距和像距的大小关系，确定成像特点对应应用；蜡烛左移后物距变大，根据成像规律调整光屏或更换透镜；第(2)问根据正立放大像判断指纹在一倍焦距内，再确定眼睛到透镜的距离范围，进而判断成像性质。
【解析】
(1) 图甲中，蜡烛到凸透镜的距离（物距u）大于光屏到凸透镜的距离（像距v），根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，照相机利用该特点制成。
蜡烛左移后，物距u增大，根据“物远像近像变小”，像距v会减小，因此仅将光屏向左移动，可再次呈现清晰的像（方案一）。
若不移动光屏，仅换用焦距较大的凸透镜：由公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，当物距u增大时，要使像距v不变，需增大焦距f，因此换用焦距较大的凸透镜，可让像重新成在原光屏位置，故方案二填“大”。
(2) 凸透镜焦距f=20cm，看到指纹正立、放大的像，说明指纹到凸透镜的距离$u_1＜f=20cm$。已知指纹到眼睛的距离为40cm，因此眼睛到凸透镜的距离$u_2=40cm-u_1$，由于$u_1＜20cm$，则$u_2＞20cm$，且$u_2＜40cm$，即$f＜u_2＜2f$，根据成像规律，此时成倒立、放大的实像。
【答案】
(1) 照相机；左；大 (2) 倒立、放大
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，需熟练掌握物距、像距与焦距的关系，结合题目条件灵活分析，是光学部分的基础重点题型。
【难度系数】
0.5
12. 图甲是探究凸透镜成像规律的实验装置，小伊用LED光源代替蜡烛进行了实验探究，LED光源的高度$h＝10\ \mathrm{cm}$。小伊经过认真测量，记录了像高$h'$和物距$u$的数据，在坐标纸上描出了像高$h'$和物距$u$的图像，如图乙所示。下列说法正确的是（
A.该凸透镜的焦距为20 cm
B.当$u＝30\ \mathrm{cm}$时，光屏上承接的是倒立、放大的实像
C.当像高为20 cm时，物距一定在焦距和2倍焦距之间
D.更换焦距为15 cm的凸透镜时，仅将图甲中的LED光源适当远离凸透镜，就可以在光屏上承接到清晰的像
C
）。A.该凸透镜的焦距为20 cm
B.当$u＝30\ \mathrm{cm}$时，光屏上承接的是倒立、放大的实像
C.当像高为20 cm时，物距一定在焦距和2倍焦距之间
D.更换焦距为15 cm的凸透镜时，仅将图甲中的LED光源适当远离凸透镜，就可以在光屏上承接到清晰的像
答案
12.C
解析
【分析】
要解决本题，需结合凸透镜成像规律、像高与物高的关系（放大率$ m=\frac{h'}{h}=\frac{v}{u} $）及透镜成像公式$ \frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v} $分析各选项。首先从图乙中找到像高等于物高（$ h'=h=10\ \mathrm{cm} $）时对应的物距，此时成等大实像，物距$ u=2f $，可算出焦距；再逐一判断选项：A选项判断焦距是否正确，B选项分析$ u=30\ \mathrm{cm} $时的成像性质，C选项找到像高20cm对应的物距，判断其范围，D选项分析更换焦距后的成像条件是否满足。
【解析】
已知LED光源高度$ h=10\ \mathrm{cm} $，由图乙可知，当$ h'=10\ \mathrm{cm} $时，对应物距$ u=20\ \mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律，当物距$ u=2f $时，成倒立、等大的实像，故$ 2f=20\ \mathrm{cm} $，得焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $。
选项A：该凸透镜焦距为20cm，计算得$ f=10\ \mathrm{cm} $，A错误。
选项B：当$ u=30\ \mathrm{cm} $时，$ u＞2f=20\ \mathrm{cm} $，根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像，而非放大的实像，B错误。
选项C：当像高$ h'=20\ \mathrm{cm} $时，放大率$ m=\frac{h'}{h}=\frac{20\ \mathrm{cm}}{10\ \mathrm{cm}}=2 $，即$ \frac{v}{u}=2 $，得$ v=2u $。代入透镜公式$ \frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v} $，$ f=10\ \mathrm{cm} $，则$ \frac{1}{10}=\frac{1}{u}+\frac{1}{2u}=\frac{3}{2u} $，解得$ u=15\ \mathrm{cm} $，$ 15\ \mathrm{cm} $在焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $和2倍焦距$ 2f=20\ \mathrm{cm} $之间，C正确。
选项D：更换焦距为15cm的凸透镜后，若仅将LED远离凸透镜，物距变大，对于$ f=15\ \mathrm{cm} $的透镜，成实像时像距需满足：当$ u＞2f=30\ \mathrm{cm} $时，像距在$ 15\ \mathrm{cm} ∼ 30\ \mathrm{cm} $之间；而原装置中光屏在透镜右侧10cm处，无法承接清晰像，D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律，透镜成像公式，放大率
【点评】
本题结合图像考查凸透镜成像规律的综合应用，需要学生掌握像高与物高的关系、透镜成像公式，能从图像中提取关键信息计算焦距，再逐一分析选项，是一道中等难度的光学题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合凸透镜成像规律、像高与物高的关系（放大率$ m=\frac{h'}{h}=\frac{v}{u} $）及透镜成像公式$ \frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v} $分析各选项。首先从图乙中找到像高等于物高（$ h'=h=10\ \mathrm{cm} $）时对应的物距，此时成等大实像，物距$ u=2f $，可算出焦距；再逐一判断选项：A选项判断焦距是否正确，B选项分析$ u=30\ \mathrm{cm} $时的成像性质，C选项找到像高20cm对应的物距，判断其范围，D选项分析更换焦距后的成像条件是否满足。
【解析】
已知LED光源高度$ h=10\ \mathrm{cm} $，由图乙可知，当$ h'=10\ \mathrm{cm} $时，对应物距$ u=20\ \mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律，当物距$ u=2f $时，成倒立、等大的实像，故$ 2f=20\ \mathrm{cm} $，得焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $。
选项A：该凸透镜焦距为20cm，计算得$ f=10\ \mathrm{cm} $，A错误。
选项B：当$ u=30\ \mathrm{cm} $时，$ u＞2f=20\ \mathrm{cm} $，根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像，而非放大的实像，B错误。
选项C：当像高$ h'=20\ \mathrm{cm} $时，放大率$ m=\frac{h'}{h}=\frac{20\ \mathrm{cm}}{10\ \mathrm{cm}}=2 $，即$ \frac{v}{u}=2 $，得$ v=2u $。代入透镜公式$ \frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v} $，$ f=10\ \mathrm{cm} $，则$ \frac{1}{10}=\frac{1}{u}+\frac{1}{2u}=\frac{3}{2u} $，解得$ u=15\ \mathrm{cm} $，$ 15\ \mathrm{cm} $在焦距$ f=10\ \mathrm{cm} $和2倍焦距$ 2f=20\ \mathrm{cm} $之间，C正确。
选项D：更换焦距为15cm的凸透镜后，若仅将LED远离凸透镜，物距变大，对于$ f=15\ \mathrm{cm} $的透镜，成实像时像距需满足：当$ u＞2f=30\ \mathrm{cm} $时，像距在$ 15\ \mathrm{cm} ∼ 30\ \mathrm{cm} $之间；而原装置中光屏在透镜右侧10cm处，无法承接清晰像，D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律，透镜成像公式，放大率
【点评】
本题结合图像考查凸透镜成像规律的综合应用，需要学生掌握像高与物高的关系、透镜成像公式，能从图像中提取关键信息计算焦距，再逐一分析选项，是一道中等难度的光学题。
【难度系数】
0.5
