8. 跨学科实践
日常生活「2026湖南岳阳期末，★★☆」2025年10月4日，VAR(视频助理裁判)首次亮相“苏超”淘汰赛，VAR主要依靠遍布足球场的多个摄像机镜头，多机位、多角度捕捉场上球员的每个细小动作，从而做到“火眼金睛”。下列说法正确的是 ()

A.摄像机镜头利用光的反射原理工作
B.摄像机镜头是凹透镜
C.运动员通过摄像机镜头成一个倒立放大的像
D.运动员射门时，足球向球门框上的镜头靠近的过程中，摄像机中足球的像将变大

摄像机与照相机的成像原理相同，都是光的折射，其镜头相当于凸透镜，当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；足球向球门框上的镜头靠近的过程中，物距变小，根据凸透镜成实像时物近像远像变大的规律知，摄像机中足球的像将变大，故选D。

【分析】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，解题思路为：先明确摄像机镜头的光学本质（凸透镜）、成像原理（光的折射）及成像特点，再依据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，逐一分析各选项的正误，最终选出正确答案。
【解析】
选项A：摄像机镜头利用光的折射原理工作，并非光的反射，A错误；
选项B：摄像机镜头是凸透镜，不是凹透镜，B错误；
选项C：摄像机成像时，物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，而非放大的像，C错误；
选项D：足球向镜头靠近时，物距减小，根据凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”，可知摄像机中足球的像将变大，D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、光的折射
【点评】
本题结合VAR摄像机的实际场景，考查凸透镜成像的应用，需将物理规律与生活实例结合，难度适中。
【难度系数】
0.6

9. 核心素养「★★☆」某同学做探究凸透镜成像规律的实验时，将蜡烛移到距凸透镜16 cm处，得到烛焰倒立、放大的清晰的像，则这个凸透镜的焦距可能是（）

A.$f=8\ \mathrm{cm}$
B.$f=12\ \mathrm{cm}$
C.$f=16\ \mathrm{cm}$
D.$f=20\ \mathrm{cm}$

当$f＜u＜2f$时，凸透镜成倒立、放大的实像，所以$f＜16\ \mathrm{cm}＜2f$，解得$8\ \mathrm{cm}＜f＜16\ \mathrm{cm}$。

【分析】首先回忆凸透镜成像的规律：当物体经凸透镜成倒立、放大的实像时，物距需满足“一倍焦距＜物距＜二倍焦距”，即$f ＜ u ＜ 2f$。本题中物距$u=16\ \mathrm{cm}$，将其代入该条件可求出焦距$f$的范围，再对比选项选出符合范围的答案。
【解析】根据凸透镜成倒立、放大实像的条件：$f ＜ u ＜ 2f$，已知物距$u=16\ \mathrm{cm}$，代入得不等式组：
$\begin{cases}f ＜ 16\ \mathrm{cm} \\16\ \mathrm{cm} ＜ 2f\end{cases}$
解第二个不等式：$16\ \mathrm{cm} ＜ 2f \implies f ＞ 8\ \mathrm{cm}$；结合第一个不等式，得焦距范围为$8\ \mathrm{cm} ＜ f ＜ 16\ \mathrm{cm}$。对比选项，只有$f=12\ \mathrm{cm}$符合该范围。
【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基础应用，核心是牢记倒立放大实像对应的物距与焦距的关系，通过解不等式确定焦距范围即可快速选出答案，属于常规基础题。
【难度系数】0.6

10. 核心素养 科学探究「★★」在“探究凸透镜成像的规律”实验中，凸透镜的焦距$f=12\ \mathrm{cm}$，蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图所示，此时烛焰在光屏上成清晰的像。下列判断正确的是（）


A.图中成像特点与投影仪成像特点相同
B.透镜位置不动，把蜡烛向左移动，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像
C.透镜位置不动，把蜡烛移到30 cm刻度线处，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像
D.透镜位置不动，把蜡烛移至45 cm刻度线处，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像

由图可知，此时的物距u=30.0 cm＞2f，成倒立、缩小的实像，成像特点与照相机成像特点相同，故A错误；凸透镜成实像时，若透镜位置不动，物距变大，则像距变小，需向左移动光屏，光屏上才会再次得到清晰的像，故B错误；透镜位置不动，把蜡烛移到30 cm刻度线处，物距u=20.0 cm，仍大于一倍焦距，此时物距减小，像距变大，向右移动光屏，光屏上会再次得到清晰的像，故C正确；将蜡烛移至45 cm刻度线处，物距u=5.0 cm，小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故D错误。
方法归纳 凸透镜成实像时的调节要紧扣“物近像远像变大，物远像近像变小”的规律；凸透镜成虚像时的调节要紧扣“物近像近像变小，物远像远像变大”的规律，然后根据实际情况调整位置。

【分析】
要解决这道题，需先根据光具座刻度确定物距、像距，结合已知焦距f=12cm，运用凸透镜成像规律逐一分析选项：先计算当前物距和像距判断成像特点，再根据物距变化分析像距调整及成像情况，逐一验证每个选项的正确性。
【解析】
1. 计算当前物距与像距：由图可知，蜡烛在20.0cm刻度线，凸透镜在50.0cm刻度线，光屏在70.0cm刻度线，因此物距$u=50.0\mathrm{cm}-20.0\mathrm{cm}=30.0\mathrm{cm}$，像距$v=70.0\mathrm{cm}-50.0\mathrm{cm}=20.0\mathrm{cm}$。已知焦距$f=12\mathrm{cm}$，则$2f=24\mathrm{cm}$，此时$u=30.0\mathrm{cm}＞2f$，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像，与照相机成像特点相同，故A选项错误。
2. 分析B选项：凸透镜成实像时，遵循“物远像近像变小”的规律，若透镜位置不动，蜡烛向左移动，物距变大，像距应变小，需向左移动光屏才能得到清晰的像，故B选项错误。
3. 分析C选项：透镜不动，蜡烛移到30cm刻度线处，此时物距$u=50.0\mathrm{cm}-30.0\mathrm{cm}=20.0\mathrm{cm}$，满足$f＜u＜2f$，根据规律，物距减小，像距变大，因此需向右移动光屏才能再次得到清晰的像，故C选项正确。
4. 分析D选项：透镜不动，蜡烛移到45cm刻度线处，物距$u=50.0\mathrm{cm}-45.0\mathrm{cm}=5.0\mathrm{cm}＜f$，此时成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故光屏上无法得到像，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律；实像与虚像；凸透镜成像应用
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，需准确计算物距，牢记实像“物近像远像变大，物远像近像变小”的调节规律，以及虚像无法用光屏承接的特点，解题关键是结合物距与焦距的关系判断成像性质，难度中等。
【难度系数】
0.6

11.「★★☆」在跨学科实践中，项目小组用如表所示的两块透镜自制简易望远镜。则（）


A.应选甲透镜作为物镜
B.该望远镜的放大倍率为3
C.用该望远镜最终看到的是一个正立的实像
D.观察远处物体时，应适当减小两透镜间距

甲透镜的焦距$f_甲=10\ \mathrm{cm}$，乙透镜的焦距$f_乙=5\ \mathrm{cm}$，望远镜的物镜需用焦距较长的凸透镜，因此用甲作为物镜、乙作为目镜，故A正确。望远镜的放大倍率$n=\frac{f_物}{f_目}=\frac{f_甲}{f_乙}=\frac{10\ \mathrm{cm}}{5\ \mathrm{cm}}=2$，故B错误。物镜成倒立缩小的实像，此实像经目镜成正立放大的虚像，所以最终看到的是倒立的虚像，故C错误。根据凸透镜成实像时物远像近像变小的规律，观察远处物体时，物镜成的像会略前移（靠近物镜），则目镜应稍前移，减小两透镜间距，故D正确。

【分析】
要解决这道题，需明确望远镜的构造与成像原理：望远镜由物镜和目镜组成，物镜的作用是使远处物体在焦点附近成倒立、缩小的实像，因此需选用焦距较长的凸透镜（会聚更多光线以增大视角）；目镜相当于放大镜，将物镜成的实像再次放大成正立、放大的虚像，需选用焦距较短的凸透镜。望远镜的放大倍率为物镜焦距与目镜焦距的比值，同时需结合凸透镜成像规律分析观察远处物体时的透镜间距调整。
【解析】
1. 分析选项A：望远镜物镜需用焦距较长的凸透镜，已知甲透镜焦距$f_甲=10\ \mathrm{cm}$，乙透镜焦距$f_乙=5\ \mathrm{cm}$，甲的焦距更长，因此应选甲作为物镜，A正确。
2. 分析选项B：望远镜放大倍率公式为$n=\frac{f_物}{f_目}$，代入数据得$n=\frac{10\ \mathrm{cm}}{5\ \mathrm{cm}}=2$，并非3，B错误。
3. 分析选项C：物镜成倒立、缩小的实像，该实像经目镜（放大镜）成正立、放大的虚像，最终看到的是倒立的虚像，不是正立的实像，C错误。
4. 分析选项D：观察远处物体时，根据凸透镜成实像“物远像近像变小”的规律，物镜成的像会靠近物镜（前移），为使该像落在目镜的一倍焦距内（目镜成虚像的条件），需适当减小两透镜间距，D正确。
【答案】
A、D
【知识点】
望远镜的构造与成像、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合跨学科实践考查望远镜的相关知识，需牢记望远镜物镜和目镜的作用、成像特点及放大倍率计算，同时灵活运用凸透镜成像规律分析实际问题，难度适中。
【难度系数】
0.5