登录
14.(2024·徐州模拟)做凸透镜成像实验时,将光具座上的蜡烛、凸透镜、光屏如图放置,光屏上呈现清晰的像.下列说法正确的是 (
A.该凸透镜的焦距大于 10 cm
B.光屏上的像是倒立、放大的
C.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏远离凸透镜
D.只将凸透镜向左移到适当位置,就可以在光屏上得到清晰放大的像
D
)A.该凸透镜的焦距大于 10 cm
B.光屏上的像是倒立、放大的
C.将蜡烛远离凸透镜时,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏远离凸透镜
D.只将凸透镜向左移到适当位置,就可以在光屏上得到清晰放大的像
答案
14.D
解析
【分析】首先确定物距和像距：蜡烛在30cm刻度处，凸透镜在50cm刻度处，因此物距$u=50\mathrm{cm}-30\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$；光屏在65cm刻度处，像距$v=65\mathrm{cm}-50\mathrm{cm}=15\mathrm{cm}$。根据凸透镜成像规律，当$u＞v$时，成倒立、缩小的实像，满足$u＞2f$、$f＜v＜2f$，由此可推导焦距范围，再逐一分析选项判断对错。
【解析】由图得物距$u=20\mathrm{cm}$，像距$v=15\mathrm{cm}$，根据凸透镜成像规律：
1. 由$u＞2f$得$20\mathrm{cm}＞2f$，即$f＜10\mathrm{cm}$；由$f＜v＜2f$得$f＜15\mathrm{cm}$且$15\mathrm{cm}＜2f$，即$f＞7.5\mathrm{cm}$，故焦距范围为$7.5\mathrm{cm}＜f＜10\mathrm{cm}$。
2. 选项A：焦距小于10cm，A错误；
3. 选项B：此时$u＞v$，成倒立、缩小的实像，不是放大的，B错误；
4. 选项C：蜡烛远离凸透镜，物距变大，根据“物远像近像变小”，像距应减小，光屏需靠近凸透镜，C错误；
5. 选项D：根据光路可逆，将凸透镜左移，当物距变为原来的像距15cm、像距变为原来的物距20cm时，满足$f＜15\mathrm{cm}＜2f$、$20\mathrm{cm}＞2f$，会成倒立、放大的实像，D正确。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、光路可逆
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，需先确定物距、像距推导焦距范围，再结合成像规律分析各选项，同时利用光路可逆判断透镜移动后的成像情况，需熟练掌握成像规律的核心内容。
【难度系数】0.5
【解析】由图得物距$u=20\mathrm{cm}$，像距$v=15\mathrm{cm}$，根据凸透镜成像规律：
1. 由$u＞2f$得$20\mathrm{cm}＞2f$，即$f＜10\mathrm{cm}$；由$f＜v＜2f$得$f＜15\mathrm{cm}$且$15\mathrm{cm}＜2f$，即$f＞7.5\mathrm{cm}$，故焦距范围为$7.5\mathrm{cm}＜f＜10\mathrm{cm}$。
2. 选项A：焦距小于10cm，A错误；
3. 选项B：此时$u＞v$，成倒立、缩小的实像，不是放大的，B错误；
4. 选项C：蜡烛远离凸透镜，物距变大，根据“物远像近像变小”，像距应减小，光屏需靠近凸透镜，C错误；
5. 选项D：根据光路可逆，将凸透镜左移，当物距变为原来的像距15cm、像距变为原来的物距20cm时，满足$f＜15\mathrm{cm}＜2f$、$20\mathrm{cm}＞2f$，会成倒立、放大的实像，D正确。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、光路可逆
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，需先确定物距、像距推导焦距范围，再结合成像规律分析各选项，同时利用光路可逆判断透镜移动后的成像情况，需熟练掌握成像规律的核心内容。
【难度系数】0.5
15.在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明同学依次进行了如下操作.
(1)小明想知道实验中凸透镜的焦距，他将镜面垂直于阳光，在凸透镜下面放上白纸(白纸与透镜平行)，测出透镜到白纸间距s与对应白纸被烤焦的时间t，绘出了如图甲所示的图像，由图像可判断该凸透镜的焦距f为
(2)在光具座上组装并调整好实验器材.小明先固定好凸透镜和蜡烛，发现无论怎样左右移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因是
(3)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙所示时，小明看到光屏上出现一个清晰的像，接着他保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移到
(4)实验中他将凸透镜换成镜面大小相同焦距稍小的凸透镜，移动光屏后找到清晰的像，则光屏上所成的像与原来的像相比
(1)小明想知道实验中凸透镜的焦距，他将镜面垂直于阳光，在凸透镜下面放上白纸(白纸与透镜平行)，测出透镜到白纸间距s与对应白纸被烤焦的时间t，绘出了如图甲所示的图像，由图像可判断该凸透镜的焦距f为
10
cm.(2)在光具座上组装并调整好实验器材.小明先固定好凸透镜和蜡烛，发现无论怎样左右移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因是
烛焰位于焦点处
.(3)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图乙所示时，小明看到光屏上出现一个清晰的像，接着他保持蜡烛和光屏的位置不动，将凸透镜移到
35
cm刻度线处时，光屏上又观察到烛焰清晰的像.(4)实验中他将凸透镜换成镜面大小相同焦距稍小的凸透镜，移动光屏后找到清晰的像，则光屏上所成的像与原来的像相比
变小
(选填“变大”“不变”或“变小”).答案
15.(1)10 (2)烛焰位于焦点处 (3)35 (4)变小
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律展开，需结合凸透镜对光线的作用、成像规律、光路可逆等知识解题：(1)利用焦点处光线会聚使白纸烤焦时间最短的特点，从图像中找对应焦距；(2)根据焦点处光线经凸透镜后平行的特性，分析光斑形成原因；(3)先确定当前物距和像距，再利用光路可逆原理确定凸透镜位置；(4)根据焦距变化对会聚能力的影响，判断像的大小变化。
【解析】
(1) 平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在焦点，焦点处温度最高，白纸被烤焦时间最短。由图甲可知，当透镜到白纸间距s=10cm时，烤焦时间t最短，因此该凸透镜的焦距f=10cm。
(2) 当烛焰位于凸透镜的焦点处时，烛焰发出的光线经凸透镜后会平行于主光轴射出，无法会聚成实像，所以光屏上只会出现与透镜大小几乎相同的光斑。
(3) 由图乙可知，蜡烛在20cm刻度线处，凸透镜在50cm刻度线处，物距u=50cm-20cm=30cm；光屏在65cm刻度线处，像距v=65cm-50cm=15cm。根据光路可逆原理，保持蜡烛和光屏位置不动，当物距变为15cm、像距变为30cm时，光屏上会再次成清晰的像，此时凸透镜位置为20cm+15cm=35cm刻度线处。
(4) 换成焦距稍小的凸透镜，其会聚能力更强，光线会更早会聚，像向靠近透镜方向移动；根据凸透镜成像规律，物距不变时，焦距变小，像距变小，像变小，因此光屏上的像与原来相比变小。
【答案】
(1)10；(2)烛焰位于焦点处；(3)35；(4)变小
【知识点】
凸透镜焦距测量；凸透镜成像规律；光路可逆
【点评】
本题综合考查凸透镜相关知识，需结合图像、光具座刻度分析问题，重点是理解凸透镜焦点特性、成像规律及光路可逆的应用，对学生的知识应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
本题围绕凸透镜成像规律展开，需结合凸透镜对光线的作用、成像规律、光路可逆等知识解题：(1)利用焦点处光线会聚使白纸烤焦时间最短的特点，从图像中找对应焦距；(2)根据焦点处光线经凸透镜后平行的特性，分析光斑形成原因；(3)先确定当前物距和像距，再利用光路可逆原理确定凸透镜位置；(4)根据焦距变化对会聚能力的影响，判断像的大小变化。
【解析】
(1) 平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在焦点，焦点处温度最高，白纸被烤焦时间最短。由图甲可知，当透镜到白纸间距s=10cm时，烤焦时间t最短，因此该凸透镜的焦距f=10cm。
(2) 当烛焰位于凸透镜的焦点处时，烛焰发出的光线经凸透镜后会平行于主光轴射出，无法会聚成实像，所以光屏上只会出现与透镜大小几乎相同的光斑。
(3) 由图乙可知，蜡烛在20cm刻度线处，凸透镜在50cm刻度线处，物距u=50cm-20cm=30cm；光屏在65cm刻度线处，像距v=65cm-50cm=15cm。根据光路可逆原理，保持蜡烛和光屏位置不动，当物距变为15cm、像距变为30cm时，光屏上会再次成清晰的像，此时凸透镜位置为20cm+15cm=35cm刻度线处。
(4) 换成焦距稍小的凸透镜，其会聚能力更强，光线会更早会聚，像向靠近透镜方向移动；根据凸透镜成像规律，物距不变时，焦距变小，像距变小，像变小，因此光屏上的像与原来相比变小。
【答案】
(1)10；(2)烛焰位于焦点处；(3)35；(4)变小
【知识点】
凸透镜焦距测量；凸透镜成像规律；光路可逆
【点评】
本题综合考查凸透镜相关知识，需结合图像、光具座刻度分析问题，重点是理解凸透镜焦点特性、成像规律及光路可逆的应用，对学生的知识应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
16.如图所示,有一圆柱体PQ放在凸透镜前图示的位置,它所成像$P'Q'$的形状应该是下列选项中的（
B
）答案
16.B
解析
【分析】
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律：当物体在凸透镜一倍焦距以外时成实像，且物距越大，所成的像越小；物距越小，所成的像越大。观察圆柱体PQ，Q端离凸透镜更近（物距更小），P端离凸透镜更远（物距更大），因此Q端对应的像更大，P端对应的像更小，据此判断成像形状。
【解析】
根据凸透镜成像规律：
1. 物体在凸透镜一倍焦距外成实像，物距与实像大小成反比：物距越小，像越大；物距越大，像越小。
2. 圆柱体PQ的Q端靠近凸透镜，物距小，成的像更大；P端远离凸透镜，物距大，成的像更小。
3. 因此，圆柱体的像呈现“左粗右细”的形状，对应选项B。
【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实际应用，需明确物距对实像大小的影响，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律：当物体在凸透镜一倍焦距以外时成实像，且物距越大，所成的像越小；物距越小，所成的像越大。观察圆柱体PQ，Q端离凸透镜更近（物距更小），P端离凸透镜更远（物距更大），因此Q端对应的像更大，P端对应的像更小，据此判断成像形状。
【解析】
根据凸透镜成像规律：
1. 物体在凸透镜一倍焦距外成实像，物距与实像大小成反比：物距越小，像越大；物距越大，像越小。
2. 圆柱体PQ的Q端靠近凸透镜，物距小，成的像更大；P端远离凸透镜，物距大，成的像更小。
3. 因此，圆柱体的像呈现“左粗右细”的形状，对应选项B。
【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实际应用，需明确物距对实像大小的影响，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.6
