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5.（多选）小明同学在探究凸透镜成像规律时，用焦距分别为$f_1$、$f_2$的甲、乙两个凸透镜进行实验。先将点燃的蜡烛、透镜甲和光屏放置在光具座上，调整后的位置如图5-3-13所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像（图中未标出）；再用透镜乙替换透镜甲，且保持蜡烛和透镜的位置不变，将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是（
A.图中光屏上的像是放大的
B.图中光屏上的像是缩小的
C.$f_1 ＜ f_2$
D.$f_1 ＞ f_2$
BD
）。A.图中光屏上的像是放大的
B.图中光屏上的像是缩小的
C.$f_1 ＜ f_2$
D.$f_1 ＞ f_2$
答案
BD 【解析】由u ＞ v知,成倒立、缩小的实像,选项A错误,选项B正确;由“保持蜡烛和透镜的位置不变,将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像”可知,像距减小,像变小,相当于物距变大,但物距没变,是焦距变小了,故$f_1 ＞ f_2$,选项C错误,选项D正确。
解析
【分析】
要解决这道题，需分两步分析：首先根据光具座上的物距和像距关系，结合凸透镜成像规律判断图中像的性质；再根据替换透镜后光屏的移动方向，分析两个透镜的焦距大小关系。第一步，从图中读取蜡烛、透镜、光屏的位置，计算物距和像距，比较两者大小，依据“物距大于像距时成倒立缩小实像”判断像的性质；第二步，替换透镜后物距不变，光屏左移说明像距减小，结合“焦距越小，透镜会聚能力越强，物距不变时像距越小”的规律，判断焦距的大小关系。
【解析】
1. 判断图中像的性质：由图可知，蜡烛位于光具座25cm刻度处，透镜在50cm刻度处，光屏在63cm刻度处。因此物距$ u = 50\mathrm{cm} - 25\mathrm{cm} = 25\mathrm{cm} $，像距$ v = 63\mathrm{cm} - 50\mathrm{cm} = 13\mathrm{cm} $，显然$ u ＞ v $。根据凸透镜成像规律，当$ u ＞ 2f $时，$ f ＜ v ＜ 2f $，成倒立、缩小的实像，因此图中光屏上的像是缩小的，故A错误，B正确。
2. 判断焦距大小：保持蜡烛和透镜的位置不变，替换透镜后光屏向左移动才能再次得到清晰的像，说明像距减小。凸透镜的焦距越小，对光线的会聚能力越强，当物距不变时，焦距越小，像距越小。因此透镜甲的焦距$ f_1 $大于透镜乙的焦距$ f_2 $，即$ f_1 ＞ f_2 $，故C错误，D正确。
【答案】
BD
【知识点】
凸透镜成像规律，焦距对成像的影响
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，需结合物距、像距的关系判断成像性质，同时理解焦距变化对像距的影响，是凸透镜成像部分的基础综合题，需仔细分析每个条件。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需分两步分析：首先根据光具座上的物距和像距关系，结合凸透镜成像规律判断图中像的性质；再根据替换透镜后光屏的移动方向，分析两个透镜的焦距大小关系。第一步，从图中读取蜡烛、透镜、光屏的位置，计算物距和像距，比较两者大小，依据“物距大于像距时成倒立缩小实像”判断像的性质；第二步，替换透镜后物距不变，光屏左移说明像距减小，结合“焦距越小，透镜会聚能力越强，物距不变时像距越小”的规律，判断焦距的大小关系。
【解析】
1. 判断图中像的性质：由图可知，蜡烛位于光具座25cm刻度处，透镜在50cm刻度处，光屏在63cm刻度处。因此物距$ u = 50\mathrm{cm} - 25\mathrm{cm} = 25\mathrm{cm} $，像距$ v = 63\mathrm{cm} - 50\mathrm{cm} = 13\mathrm{cm} $，显然$ u ＞ v $。根据凸透镜成像规律，当$ u ＞ 2f $时，$ f ＜ v ＜ 2f $，成倒立、缩小的实像，因此图中光屏上的像是缩小的，故A错误，B正确。
2. 判断焦距大小：保持蜡烛和透镜的位置不变，替换透镜后光屏向左移动才能再次得到清晰的像，说明像距减小。凸透镜的焦距越小，对光线的会聚能力越强，当物距不变时，焦距越小，像距越小。因此透镜甲的焦距$ f_1 $大于透镜乙的焦距$ f_2 $，即$ f_1 ＞ f_2 $，故C错误，D正确。
【答案】
BD
【知识点】
凸透镜成像规律，焦距对成像的影响
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，需结合物距、像距的关系判断成像性质，同时理解焦距变化对像距的影响，是凸透镜成像部分的基础综合题，需仔细分析每个条件。
【难度系数】
0.6
6. (多选)在用一凸透镜研究其成像的规律时,某同学得到的部分实验信息如下表所示。根据表中信息判定下列说法正确的是(
A.第1次实验的像距为20 cm
B.第2次实验成倒立、缩小的实像
C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同
D.若物距是12 cm,物体通过透镜所成的像是虚像
|序号|物距/cm|像的性质|像距/cm|
|----|----|----|----|
|1|20|倒立、等大、实像| |
|2|30|
|15|
|3|15|倒立、放大、实像|30|
AB
)。A.第1次实验的像距为20 cm
B.第2次实验成倒立、缩小的实像
C.第3次实验成像特点与照相机成像特点相同
D.若物距是12 cm,物体通过透镜所成的像是虚像
|序号|物距/cm|像的性质|像距/cm|
|----|----|----|----|
|1|20|倒立、等大、实像| |
|2|30|
|15||3|15|倒立、放大、实像|30|
答案
AB 【解析】当物距为20 cm时,成倒立、等大的实像,则物距等于2倍焦距,即f = 10 cm,此时像距等于物距,也为20 cm,选项A正确;当物距为30 cm时,物距大于2倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,选项B正确;当物距为15 cm时,物距大于焦距、小于2倍焦距,此时成倒立、放大的实像,其应用是幻灯机或投影仪,而照相机是根据物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像的原理制成的,选项C错误;若物距是12 cm,即物距大于焦距、小于2倍焦距,此时成倒立、放大的实像,选项D错误。
解析
【分析】
要解决这道题，首先需利用凸透镜成像规律中“当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，此时像距也等于2倍焦距”的规律，从第1次实验数据算出凸透镜的焦距f；再根据焦距，结合凸透镜成像的其他规律，逐一分析每个选项的正确性。
【解析】
1. 计算焦距：第1次实验中，物距u₁=20cm，成倒立、等大的实像，根据凸透镜成像规律，当u=2f时，成倒立、等大的实像，因此2f=20cm，解得f=10cm。
2. 分析选项A：第1次实验中，u=2f时像距v=2f，所以像距为20cm，A正确。
3. 分析选项B：第2次实验中，物距u₂=30cm，u₂=30cm＞2f（20cm），根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，B正确。
4. 分析选项C：第3次实验中，物距u₃=15cm，f=10cm，因此f＜u₃＜2f，此时成倒立、放大的实像，其应用是投影仪；而照相机是利用u＞2f时成倒立、缩小实像的原理，故C错误。
5. 分析选项D：若物距为12cm，此时f=10cm，所以f＜12cm＜2f，根据规律，此时成倒立、放大的实像，不是虚像，D错误。
综上，正确选项为AB。
【答案】
AB
【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对应的成像特点及应用，是光学部分的核心知识点，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，首先需利用凸透镜成像规律中“当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，此时像距也等于2倍焦距”的规律，从第1次实验数据算出凸透镜的焦距f；再根据焦距，结合凸透镜成像的其他规律，逐一分析每个选项的正确性。
【解析】
1. 计算焦距：第1次实验中，物距u₁=20cm，成倒立、等大的实像，根据凸透镜成像规律，当u=2f时，成倒立、等大的实像，因此2f=20cm，解得f=10cm。
2. 分析选项A：第1次实验中，u=2f时像距v=2f，所以像距为20cm，A正确。
3. 分析选项B：第2次实验中，物距u₂=30cm，u₂=30cm＞2f（20cm），根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，B正确。
4. 分析选项C：第3次实验中，物距u₃=15cm，f=10cm，因此f＜u₃＜2f，此时成倒立、放大的实像，其应用是投影仪；而照相机是利用u＞2f时成倒立、缩小实像的原理，故C错误。
5. 分析选项D：若物距为12cm，此时f=10cm，所以f＜12cm＜2f，根据规律，此时成倒立、放大的实像，不是虚像，D错误。
综上，正确选项为AB。
【答案】
AB
【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对应的成像特点及应用，是光学部分的核心知识点，难度适中。
【难度系数】
0.5
7. (2024,聊城)在学习了凸透镜成像规律后,小慧同学计划制作一个“手机投影仪”。现有器材如下:焦距分别为10 cm、20 cm、30 cm的凸透镜各一个,手机一部,长为30 cm的纸盒,胶带和剪刀等。“手机投影仪”模型如图5-3-14所示,将手机和凸透镜分别固定在纸盒的两端,调整“手机投影仪”到墙面的距离,可在墙上看到手机画面清晰放大的像。下列说法正确的是(
A.应选择焦距为10 cm的凸透镜
B.应选择焦距为20 cm的凸透镜
C.将手机正立放置,在墙上看到的像是正立的
D.墙上手机画面的像是虚像
图5-3-14
B
)。A.应选择焦距为10 cm的凸透镜
B.应选择焦距为20 cm的凸透镜
C.将手机正立放置,在墙上看到的像是正立的
D.墙上手机画面的像是虚像
图5-3-14
答案
B 【解析】若选择焦距为10 cm的凸透镜,此时物距为30 cm,物距大于2倍焦距,此时会成倒立、缩小的实像,与题意不符,选项A不符合题意;若选择焦距为20 cm的凸透镜,此时物距为30 cm,物距在焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像,是投影仪的工作原理,故可以满足题意,选项B符合题意;将手机正立放置,在墙上看到的像是倒立的像,选项C不符合题意;能够在墙上承接,说明是实像,选项D不符合题意。
解析
【分析】
要解决这道题，需明确手机投影仪利用凸透镜成倒立、放大实像的原理，对应物距条件为$ f ＜ u ＜ 2f $（$ u $为手机到凸透镜的距离），且实像可呈现在光屏（墙面）上，虚像不能。本题中纸盒长30cm，因此物距$ u = 30\ \mathrm{cm} $，需结合该物距和凸透镜成像规律逐一分析选项。
【解析】
根据凸透镜成像规律：
1. 当$ u ＞ 2f $时，成倒立、缩小的实像（照相机原理）；
2. 当$ f ＜ u ＜ 2f $时，成倒立、放大的实像（投影仪原理）；
3. 当$ u ＜ f $时，成正立、放大的虚像（放大镜原理）；
4. 实像能呈现在光屏上，虚像不能。
本题物距$ u = 30\ \mathrm{cm} $，要成放大实像需满足$ f ＜ 30\ \mathrm{cm} ＜ 2f $，解得$ 15\ \mathrm{cm} ＜ f ＜ 30\ \mathrm{cm} $。
选项A：焦距10cm，$ 2f=20\ \mathrm{cm} $，$ u=30\ \mathrm{cm} ＞ 2f $，成倒立缩小实像，不符合题意，错误；
选项B：焦距20cm，满足$ 15\ \mathrm{cm} ＜ 20\ \mathrm{cm} ＜ 30\ \mathrm{cm} $，即$ f ＜ u ＜ 2f $，成倒立放大实像，符合题意，正确；
选项C：投影仪成倒立的实像，手机正立放置时，墙上的像为倒立的，错误；
选项D：墙上能承接像，说明是实像，错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、投影仪原理、实像与虚像的区别
【点评】
本题结合手机投影仪的实际应用，考查凸透镜成像规律的应用，需要学生熟练掌握不同物距对应的成像特点，同时区分实像和虚像的判断依据，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确手机投影仪利用凸透镜成倒立、放大实像的原理，对应物距条件为$ f ＜ u ＜ 2f $（$ u $为手机到凸透镜的距离），且实像可呈现在光屏（墙面）上，虚像不能。本题中纸盒长30cm，因此物距$ u = 30\ \mathrm{cm} $，需结合该物距和凸透镜成像规律逐一分析选项。
【解析】
根据凸透镜成像规律：
1. 当$ u ＞ 2f $时，成倒立、缩小的实像（照相机原理）；
2. 当$ f ＜ u ＜ 2f $时，成倒立、放大的实像（投影仪原理）；
3. 当$ u ＜ f $时，成正立、放大的虚像（放大镜原理）；
4. 实像能呈现在光屏上，虚像不能。
本题物距$ u = 30\ \mathrm{cm} $，要成放大实像需满足$ f ＜ 30\ \mathrm{cm} ＜ 2f $，解得$ 15\ \mathrm{cm} ＜ f ＜ 30\ \mathrm{cm} $。
选项A：焦距10cm，$ 2f=20\ \mathrm{cm} $，$ u=30\ \mathrm{cm} ＞ 2f $，成倒立缩小实像，不符合题意，错误；
选项B：焦距20cm，满足$ 15\ \mathrm{cm} ＜ 20\ \mathrm{cm} ＜ 30\ \mathrm{cm} $，即$ f ＜ u ＜ 2f $，成倒立放大实像，符合题意，正确；
选项C：投影仪成倒立的实像，手机正立放置时，墙上的像为倒立的，错误；
选项D：墙上能承接像，说明是实像，错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、投影仪原理、实像与虚像的区别
【点评】
本题结合手机投影仪的实际应用，考查凸透镜成像规律的应用，需要学生熟练掌握不同物距对应的成像特点，同时区分实像和虚像的判断依据，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.5
1.在“探究凸透镜成像的规律”时，提出的探究问题应该是(
A.凸透镜对光是否有会聚作用
B.凸透镜对光是否有发散作用
C.像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系
D.凸透镜是否能成像
C
)。A.凸透镜对光是否有会聚作用
B.凸透镜对光是否有发散作用
C.像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系
D.凸透镜是否能成像
答案
C
解析
【分析】首先明确“探究凸透镜成像的规律”这一实验的核心目的，是研究凸透镜成像时，像的虚实、大小、正倒等特征与物距的关系，而非凸透镜的基本光学性质（如会聚/发散作用）或简单的是否成像问题。解题时需抓住“探究成像规律”这一实验主题，排除与实验核心无关的选项。
【解析】逐一分析选项：A选项，凸透镜对光的会聚作用是其基本光学性质，不是“探究成像规律”的核心问题；B选项，凸透镜对光有会聚作用，不存在发散作用，且该选项也不是探究成像规律的问题；C选项，“像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系”正是探究凸透镜成像规律的核心问题，符合实验主题；D选项，“凸透镜是否能成像”过于浅显，不是探究成像规律的问题。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律；科学探究的问题设计
【点评】本题属于基础题，考查对“探究凸透镜成像规律”实验的理解，要求学生明确实验的核心探究方向，区分凸透镜的基本性质与成像规律的探究内容，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】逐一分析选项：A选项，凸透镜对光的会聚作用是其基本光学性质，不是“探究成像规律”的核心问题；B选项，凸透镜对光有会聚作用，不存在发散作用，且该选项也不是探究成像规律的问题；C选项，“像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系”正是探究凸透镜成像规律的核心问题，符合实验主题；D选项，“凸透镜是否能成像”过于浅显，不是探究成像规律的问题。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律；科学探究的问题设计
【点评】本题属于基础题，考查对“探究凸透镜成像规律”实验的理解，要求学生明确实验的核心探究方向，区分凸透镜的基本性质与成像规律的探究内容，难度较低。
【难度系数】0.8
2. 图5-3-15是小明在生态园用数码相机(焦距不变)先后拍摄的同一个品种花菇的两张照片,结合照片分析,下列说法正确的是(
A.照相机的镜头相当于一个凹透镜
B.图5-3-15甲照片中花菇的像是缩小的,图5-3-15乙照片中花菇的像是放大的
C.拍摄图5-3-15乙照片时,相机应适当靠近花菇,镜头向外伸
D.拍摄图5-3-15乙照片时,相机应适当远离花菇,镜头向外伸
C
)。A.照相机的镜头相当于一个凹透镜
B.图5-3-15甲照片中花菇的像是缩小的,图5-3-15乙照片中花菇的像是放大的
C.拍摄图5-3-15乙照片时,相机应适当靠近花菇,镜头向外伸
D.拍摄图5-3-15乙照片时,相机应适当远离花菇,镜头向外伸
答案
C 【解析】照相机的镜头是凸透镜,选项A错误;照相机成像时,u ＞ 2f,成倒立、缩小的实像,照片中花菇的像都是缩小的,选项B错误;凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大,乙照片中花菇大些,像变大了,故拍摄时应增大像距,减小物距,所以拍摄乙照片时相机的镜头需要向外伸,同时相机要适当靠近花菇,选项D错误,选项C正确。
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确照相机的成像原理：照相机镜头是凸透镜，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。对比甲、乙两张照片，乙中花菇的像更大，结合凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”分析选项：若像变大，需减小物距（相机靠近花菇）、增大像距（镜头向外伸），再逐一判断选项对错。
【解析】
照相机的镜头相当于凸透镜，而非凹透镜，故选项A错误；照相机成像时，物距u＞2f，成倒立、缩小的实像，因此甲、乙照片中花菇的像均为缩小的，选项B错误；凸透镜成实像时，像越大则物距越小、像距越大，乙照片中花菇的像更大，故拍摄乙照片时，相机应适当靠近花菇（减小物距），镜头向外伸（增大像距），选项C正确，选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】
本题结合实际场景考查凸透镜成像规律的应用，核心是掌握“物近像远像变大”的规律，需将理论与实际操作结合分析，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确照相机的成像原理：照相机镜头是凸透镜，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像。对比甲、乙两张照片，乙中花菇的像更大，结合凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”分析选项：若像变大，需减小物距（相机靠近花菇）、增大像距（镜头向外伸），再逐一判断选项对错。
【解析】
照相机的镜头相当于凸透镜，而非凹透镜，故选项A错误；照相机成像时，物距u＞2f，成倒立、缩小的实像，因此甲、乙照片中花菇的像均为缩小的，选项B错误；凸透镜成实像时，像越大则物距越小、像距越大，乙照片中花菇的像更大，故拍摄乙照片时，相机应适当靠近花菇（减小物距），镜头向外伸（增大像距），选项C正确，选项D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】
本题结合实际场景考查凸透镜成像规律的应用，核心是掌握“物近像远像变大”的规律，需将理论与实际操作结合分析，难度适中。
【难度系数】
0.6
