1.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，透镜与蜡烛及光屏之间的相对位置如图所示，光屏上恰好得到清晰的像（图中未画出），由此可知这个凸透镜的焦距应该（）


A.大于10 cm，小于15 cm
B.等于15 cm
C.大于15 cm，小于20 cm
D.大于20 cm

A 【点拨】由图可知，物距u=30.0 cm，像距v=20.0 cm，且u＞v;由凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成倒立、缩小的实像;则应满足:u＞2f，f＜v＜2f，代入数据得30.0 cm＞2f，f＜20.0 cm＜2f，解得10 cm＜f＜15 cm，故A正确。

【分析】首先观察光具座上蜡烛、凸透镜、光屏的位置，计算物距和像距；根据光屏成清晰像时物距大于像距，判断成像为倒立缩小的实像；再结合凸透镜成倒立缩小实像的条件，列出焦距相关不等式，求解焦距范围后选出正确选项。
【解析】由图可知，蜡烛在10.0 cm刻度处，凸透镜在40.0 cm刻度处，物距u=40.0 cm - 10.0 cm=30.0 cm；光屏在60.0 cm刻度处，像距v=60.0 cm - 40.0 cm=20.0 cm。因光屏成清晰像且u＞v，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，需满足：u＞2f，f＜v＜2f。代入数据：
1. 由u＞2f得：30.0 cm＞2f → f＜15 cm；
2. 由f＜v＜2f得：f＜20.0 cm＜2f → 10 cm＜f＜20 cm；
综合得10 cm＜f＜15 cm，对应选项A。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、物距像距焦距关系
【点评】本题考查凸透镜成像规律的基础应用，核心是准确计算物距和像距，结合成像性质推导焦距范围，需牢记成像条件与物距像距的对应关系。
【难度系数】0.6

2.生活中为了方便老年人剪指甲，某新型指甲剪在上方加装了一个小凸透镜，如图所示。该指甲剪剪指甲时凸透镜可以成正立、的虚像。考虑到放大效果更好，此透镜的焦距应选择（填“1 cm”或“5 cm”）更合适。

放大;1 cm

【分析】
要解决这道题，需回忆凸透镜成像的规律：当物体位于凸透镜一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，这是放大镜的工作原理；放大镜的放大效果与焦距相关，焦距越小，在物体到透镜距离相近时，放大倍数越大。结合指甲剪加装凸透镜的实际场景，即可推导答案。
【解析】
根据凸透镜成像规律，当物距小于一倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，指甲剪上的凸透镜利用该原理放大指甲，方便老年人修剪，因此第一个空填“放大”。要使放大效果更好，需让指甲处于透镜的一倍焦距以内，且焦距越小，相同物距下的放大倍数越大，所以选择1 cm的焦距更合适，第二个空填“1 cm”。
【答案】
放大；1 cm
【知识点】
凸透镜成像规律、放大镜应用
【点评】
本题结合生活中的指甲剪考查凸透镜成像的实际应用，属于基础知识点的考查，难度不大，需学生牢记放大镜的成像特点及焦距对放大效果的影响。
【难度系数】
0.6

3. 在探究凸透镜所成实像的高度与物距、焦距的关系时，三个小组的同学用高度相同的发光体以及焦距不同的凸透镜等器材进行了实验，部分实验数据如表所示。

(1)由表中数据可知，物体高度、凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像高度的变化情况是，该过程像距。
(2)由表中数据可知，物体高度、物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的高度变化情况是，像距。

(1)变小;变小 (2)变大;变大 【点拨】(1)由表中数据可知，物体高度、凸透镜焦距一定时，物距变大，所成实像的高度变小，即像变小，像距也变小。(2)由表中最后一列的三组数据可知，物体高度、物距一定时，凸透镜焦距变大，所成实像的高度变大，即像变大，像距变大。
点规律 凸透镜成实像的示意图如图所示，成实像时，物距增大，像变小，像距变小，可简记为“物远像近像变小”。

【分析】
要解决问题需结合表格数据和凸透镜成实像的规律分析：
(1) 选取同一焦距组的实验数据，观察物距变化时像高的变化，再依据凸透镜成实像的规律判断像距变化；
(2) 选取同一物距组的实验数据，观察焦距变化时像高的变化，再结合凸透镜成实像的规律判断像距变化。
【解析】
(1) 取焦距$ f_1=5\ \mathrm{cm} $的三组数据：物距依次为11cm、17cm、40cm（逐渐变大），对应的像高依次为5cm、2.5cm、0.9cm（逐渐变小）；根据凸透镜成实像的规律，物距增大时，像距会变小，因此该过程像距变小。
(2) 取物距均为40cm的三组数据：焦距依次为5cm、8cm、10cm（逐渐变大），对应的像高依次为0.9cm、1.5cm、2cm（逐渐变大）；根据凸透镜成实像的规律，物距一定时，焦距越大，像距越大，因此该过程像距变大。
【答案】
(1) 变小；变小
(2) 变大；变大
【知识点】
凸透镜成像规律，实像的特点
【点评】
本题通过实验数据考查凸透镜成实像时像高与物距、焦距的关系，需学生提取表格对应数据，结合凸透镜成像基本规律分析，是凸透镜成像规律的基础应用题型，难度适中。
【难度系数】
0.6

4. ★★ ★★ [多选] 如图所示为小明做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，透镜的焦距为10 cm。此时要使烛焰在光屏上成清晰的像，在蜡烛、凸透镜和光屏三者中只移动其中的一个，其余两个不动。下列措施中可行的是（）


A.光屏向左移动
B.蜡烛向左移动
C.光屏向右移动
D.透镜向右移动

BD 【点拨】由题知，凸透镜的焦距为10 cm，图中蜡烛在凸透镜的1倍焦距处，则无论怎样移动光屏，都不会在光屏上得到像，故AC错误;图中光屏到凸透镜的距离大于2倍焦距(即v＞2f)，将蜡烛左移，在1倍焦距和2倍焦距之间的某个位置时，在光屏上会出现一个清晰的像，故B正确;透镜向右移动，也可以实现蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间，或蜡烛在2倍焦距以外时，在光屏上出现一个清晰的像，故D正确。

【分析】首先明确凸透镜焦距f=10cm，计算当前物距：蜡烛在30cm刻度处，凸透镜在40cm刻度处，物距u=40cm-30cm=10cm，等于焦距f，此时光线经凸透镜后平行，无法在光屏上成像。题目要求只移动三者中的一个，其余不动，需分析各选项是否能让物距满足成像条件（u＞f），且像距与光屏位置匹配。
【解析】已知f=10cm，当前物距u=10cm=f，不成像。
选项A：仅移动光屏，因u=f时无论光屏如何移动都无法成像，故A错误；
选项B：蜡烛向左移动，物距u增大，当u满足f＜u＜2f（10cm＜u＜20cm）时，像距v＞2f，当前光屏到凸透镜的距离v=90cm-40cm=50cm＞20cm（2f=20cm），可承接清晰的像，故B正确；
选项C：仅移动光屏，同样因初始u=f无法成像，移动光屏也无法得到清晰像，故C错误；
选项D：透镜向右移动，物距u增大，可使u＞f（如u=20cm=2f时，像距v=2f=20cm，透镜移至70cm处时，v=90-70=20cm，刚好满足；或u在f与2f之间，像距v＞2f，当前光屏位置可承接），因此能实现成像，故D正确。
【答案】BD
【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，关键是先确定初始物距的状态，再分析移动单个元件时物距、像距的变化是否满足成像条件，需熟练掌握u＞f时的成像规律。
【难度系数】0.5

5. (真实情境)小德在家使用投影仪时，屏幕上出现如图所示的画面，左小右大，中央清晰两边模糊。他该如何调整投影仪才能让屏幕上的画面正常，清晰且成矩形
（）


A.镜头略
微左旋
B.镜头略
微右旋
C.镜头略
微上旋
D.镜头略
微下旋

A 【点拨】题图所示是投影仪成像，成的是倒立、放大的实像，左边小、右边大，根据物近像远像变大，需要将镜头略微左旋，增大左侧像距，将左边放大，同时减小右侧像距，使右侧的像适当小一些，故A正确，BCD错误。故选A。

【分析】首先明确投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像，像的大小与像距有关：像距越大，所成的像越大。题目中画面左小右大，说明左侧像距偏小、右侧像距偏大，需要调整镜头，使左侧像距增大、右侧像距减小，从而让左右两侧的像大小一致，形成矩形画面。
【解析】投影仪成倒立、放大的实像，像距越大，像越大。当前画面左小右大，是因为左侧像距小、右侧像距大。要让左右像大小一致，需增大左侧像距、减小右侧像距：当镜头略左旋时，左侧的像距会变大，右侧的像距会变小，这样左侧的像会放大，右侧的像会缩小，最终使画面正常、清晰且成矩形，对应选项A。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律、投影仪调节
【点评】本题结合实际使用投影仪的真实情境，考查凸透镜成像规律的应用，需要理解像距与像大小的关系，以及镜头旋转对像距的影响，注重理论联系实际，难度适中。
【难度系数】0.5

6. ★★ (前沿科技) 光刻机技术原理如图所示:当光源发出强紫外线光时,调节镂空掩膜版和缩图透镜之间的距离,使光通过二者后,恰好在硅片上成清晰缩小的像,从而实现纳米级集成电路的“雕刻”。这跟 (填“照相机”或“投影仪”)的原理相类似。缩图透镜属于凸透镜,为了使硅片上所成的像更小一些,应将掩膜版缩图透镜的同时,硅片缩图透镜。(后两空均填“靠近”或“远离”)

照相机;远离;靠近 【点拨】根据图示及题意可知，此时成的是倒立、缩小的实像，与照相机的原理相同;为了使硅片上所成的像更小一些，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，将掩膜版远离缩图透镜，物距变大，像距应变小，为成清晰像，应将硅片靠近缩图透镜。

【分析】
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律分析：首先根据成像特点判断对应的光学仪器，再根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，判断物距、像距的调整方向。
【解析】
1. 判断成像对应的仪器：由题意可知，光通过缩图透镜后在硅片上成清晰缩小的像，凸透镜成倒立、缩小实像的原理与照相机一致（投影仪成倒立放大实像，不符合题意），故第一空填照相机。
2. 调整像的大小：根据凸透镜成实像的规律“物远像近像变小”，要使硅片上的像更小，需增大物距（掩膜版到缩图透镜的距离），因此掩膜版应远离缩图透镜；同时需减小像距（硅片到缩图透镜的距离），因此硅片应靠近缩图透镜。
【答案】
照相机；远离；靠近
【知识点】
凸透镜成像规律、照相机原理
【点评】
本题结合光刻机的前沿科技场景，考查凸透镜成像规律的实际应用，将物理知识与科技生产结合，需要学生理解实像的物距、像距与像大小的关系，难度适中。
【难度系数】
0.5

7. 如图所示，将点燃的蜡烛放在距凸透镜20 cm处时，在另一侧距凸透镜20 cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像，若保持物距不变，更换一个焦距为8 cm的凸透镜，要想在光屏上出现清晰像，下列操作可行的是（）


A.使光屏靠近透镜
B.使光屏远离透镜
C.使光屏向上移动
D.使光屏向下移动

A 【点拨】当u=20 cm时，在另一侧距凸透镜20 cm处的光屏上可以得到一个与烛焰等大的像，所以2f=20 cm，即f=10 cm;当更换一个焦距为8 cm的凸透镜时，f'=8 cm，保持物距不变，此时u＞2f'，成倒立、缩小的实像，2f'＞v＞f'，所以光屏应靠近透镜。故选A。

【分析】首先根据凸透镜成像规律，当光屏上出现等大实像时，物距等于2倍焦距，由此算出原凸透镜的焦距；更换焦距为8cm的凸透镜后，保持物距不变，结合新焦距判断物距与2倍新焦距的关系，再根据成像规律确定像距范围，进而判断光屏的移动方向。
【解析】1. 计算原凸透镜焦距：当蜡烛距凸透镜20cm时，光屏上成等大的清晰像，根据凸透镜成像规律，此时物距$u=2f$，因此$2f=20cm$，解得原焦距$f=10cm$。2. 分析更换凸透镜后的成像情况：更换焦距为8cm的凸透镜后，物距仍为$u=20cm$，此时$u=20cm ＞ 2×8cm=16cm$，根据凸透镜成像规律，当$u＞2f'$（$f'$为新焦距）时，成倒立、缩小的实像，像距满足$f' ＜ v ＜ 2f'$，即$8cm ＜ v ＜16cm$。3. 判断光屏移动方向：原来的像距为20cm，现在需要的像距在8~16cm之间，比原来的像距小，因此需使光屏靠近透镜，故选项A正确。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律，焦距计算
【点评】本题是凸透镜成像规律的基础应用题，核心是利用“成等大实像时物距等于2倍焦距”的规律求焦距，再结合新焦距分析像距变化，难度适中，需熟练掌握凸透镜成像基本规律。
【难度系数】0.5