10. 关于望远镜，下列说法中正确的是(
C
)。
A.望远镜一定是用一个凹透镜和一个凸透镜制成的
B.望远镜一定要直接对着太阳观察，否则光太弱看不清楚
C.开普勒天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，且物镜的焦距较大
D.开普勒天文望远镜的目镜是凹透镜，物镜是凸透镜
答案：10. C
解析：
【分析】
要解决这道题，需掌握不同类型望远镜的结构特点及使用注意事项：首先，望远镜有多种类型，常见的伽利略望远镜（物镜为凸透镜、目镜为凹透镜）和开普勒天文望远镜（物镜、目镜均为凸透镜）；其次，望远镜不能直接对着太阳观察，否则会损伤眼睛；最后，开普勒天文望远镜的物镜焦距较大，用于汇聚远处物体的光线，目镜焦距较小，起放大作用。接下来逐一分析选项：A选项错误，因为开普勒望远镜由两个凸透镜组成，并非一定用凹透镜和凸透镜；B选项错误，直接对着太阳观察会伤害眼睛，不符合安全要求；C选项符合开普勒望远镜的结构特点，正确；D选项错误，开普勒望远镜的目镜是凸透镜而非凹透镜。
【解析】
1. 望远镜类型多样，常见的有：
伽利略望远镜：物镜是凸透镜，目镜是凹透镜；
开普勒天文望远镜：物镜和目镜均为凸透镜，且物镜焦距较大，目镜焦距较小。
2. 对各选项分析：
选项A：望远镜不一定由凹透镜和凸透镜组成，如开普勒望远镜由两个凸透镜制成，故A错误；
选项B：望远镜不能直接对着太阳观察，否则会灼伤眼睛，存在安全隐患，故B错误；
选项C：开普勒天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜，且物镜焦距较大，符合其结构特点，故C正确；
选项D：开普勒天文望远镜的目镜是凸透镜，并非凹透镜，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
望远镜的结构与原理
【点评】
本题考查初中物理中望远镜的基础知识，需区分不同类型望远镜的透镜组成及焦距特点，同时注意使用望远镜的安全常识，属于基础识记类题目，难度适中。
【难度系数】
0.3
11. 小华有三个同样的凸透镜，把其中一个用在照相机模型中，另一个用在一台投影仪中，还有一个做放大镜用，三个凸透镜的焦距都是20 cm。小华用照相机模型拍摄了墙上的一幅画，用投影仪演示了一张幻灯片，用放大镜观察了一只小昆虫。方框中提供了几个长度数据，选择合理的长度和左边的有关距离用线连起来，不需要的数据可以空着。
150 cm
40 cm
22 cm
20 cm
12 cm
2 cm
答案：解：
已知凸透镜焦距$ f=20\ \mathrm{cm} $，根据凸透镜成像规律：
1. 投影仪成倒立放大的实像，物距满足$ f ＜ u ＜ 2f $，即$ 20\ \mathrm{cm} ＜ u ＜ 40\ \mathrm{cm} $，因此投影仪的凸透镜到幻灯片的距离连接22 cm。
2. 照相机成倒立缩小的实像，物距满足$ u ＞ 2f $，即$ u ＞ 40\ \mathrm{cm} $，因此照相机的凸透镜到画的距离连接150 cm。
3. 放大镜成正立放大的虚像，物距满足$ u ＜ f $，即$ u ＜ 20\ \mathrm{cm} $，结合日常观察合理性，因此放大镜到小昆虫的距离连接12 cm。
剩余40 cm、20 cm、2 cm为不需要的数据，空置。
解析：
【分析】
这道题考查凸透镜成像规律在生活中的应用，解题思路是：先明确投影仪、照相机、放大镜对应的凸透镜成像性质，再结合凸透镜成像时物距（物体到透镜的距离）与焦距的关系，最后根据给出的长度数据选择符合对应范围的数值。
【解析】
已知三个凸透镜的焦距均为$f=20\ \mathrm{cm}$，根据凸透镜成像规律：
1. 投影仪成倒立、放大的实像，此时物距满足$f＜u＜2f$，代入$f=20\ \mathrm{cm}$得$20\ \mathrm{cm}＜u＜40\ \mathrm{cm}$，给出的数据中只有22cm符合该范围，因此投影仪的凸透镜到幻灯片的距离对应22cm；
2. 照相机成倒立、缩小的实像，此时物距满足$u＞2f$，代入$f=20\ \mathrm{cm}$得$u＞40\ \mathrm{cm}$，给出的数据中150cm符合该范围，因此照相机的凸透镜到画的距离对应150cm；
3. 放大镜成正立、放大的虚像，此时物距满足$u＜f$，代入$f=20\ \mathrm{cm}$得$u＜20\ \mathrm{cm}$，结合实际使用合理性，12cm符合要求，因此放大镜到小昆虫的距离对应12cm；剩余的40cm、20cm、2cm不符合上述范围，无需连接。
【答案】
投影仪的凸透镜到幻灯片的距离连22cm；照相机的凸透镜到画的距离连150cm；放大镜到小昆虫的距离连12cm；40cm、20cm、2cm空置。
【知识点】
凸透镜成像规律；生活中的透镜
【点评】
本题结合生活中的光学器材，考查凸透镜成像规律的基础应用，需要学生牢记不同成像性质对应的物距范围，属于难度适中的基础题。
【难度系数】
0.5
12. 如图3-4-3所示为投影仪的示意图。它在水平放置的凸透镜上方有一与水平面成$45°$的平面镜，正前方竖直放置一屏幕。当物体的光线经过凸透镜和平面镜，可在屏幕上成一清晰的像。某教师在使用投影仪时，发现在屏幕上的画面太小，正确的调节方法是(
C
)。
A.减小投影仪与屏幕之间的距离，下移凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离
B.减小投影仪与屏幕之间的距离，上移凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离
C.增大投影仪与屏幕之间的距离，下移凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离
D.增大投影仪与屏幕之间的距离，上移凸透镜，增大凸透镜到物体间的距离
图3-4-3
答案：12. C
解析：
【分析】
要解决这道题，需结合凸透镜成实像的规律分析：投影仪利用凸透镜成倒立、放大的实像，当实像变大时遵循“物近像远像变大”的规律。画面太小说明像偏小，需让像变大，因此要减小物距（凸透镜到物体的距离），同时增大像距（投影仪与屏幕的距离）。结合投影仪结构，下移凸透镜可减小凸透镜到物体的距离，增大投影仪与屏幕的距离能增大像距，从而让像变大。
【解析】
投影仪的核心是凸透镜，成像原理为：当物距满足$f＜u＜2f$时，凸透镜成倒立、放大的实像。根据凸透镜成实像的规律：物距减小，像距增大，像变大；物距增大，像距减小，像变小。题目中屏幕上画面太小，说明像偏小，需调节使像变大：
1. 减小物距：凸透镜到物体的距离为物距，下移凸透镜可让凸透镜靠近物体，减小物距；
2. 增大像距：投影仪与屏幕的距离为像距，增大该距离可增大像距，使像变大。
综上，正确调节方法是增大投影仪与屏幕之间的距离，下移凸透镜，减小凸透镜到物体间的距离，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律，投影仪的调节
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在实际光学仪器（投影仪）中的应用，需理解实像的物距、像距与像大小的关系，结合投影仪的结构特点分析调节操作，是光学部分的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
1. 在给全班合影后，摄影师要用同一部照相机（设焦距不可变）给每名同学拍证件照，请你说说摄影师应该如何调整照相机与人之间的距离以及暗箱的长度（即镜头与感光器件之间的距离）。
答案：1. 减小照相机与人之间的距离，同时增大照相机暗箱(即镜头到底片的距离)的长度
解析：
【分析】首先明确照相机的成像原理是凸透镜成倒立、缩小的实像，需结合凸透镜成像规律分析：当需要更大的像时，根据“物近像远像变大”的规律，要调整物距和像距。拍全班合影时像较小，拍单个同学的证件照需要更大的像，因此需减小物距、增大像距。
【解析】照相机的镜头相当于凸透镜，成像原理为：当物距$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像。根据凸透镜成像规律：物距减小，像距增大，像会变大。拍全班合影时成的像较小，要给同学拍证件照需成更大的像，因此要减小照相机与人之间的距离（减小物距），同时增大暗箱的长度（即增大镜头与感光器件之间的距离，也就是增大像距）。
【答案】减小照相机与人之间的距离，同时增大照相机暗箱(即镜头到底片的距离)的长度
【知识点】凸透镜成像规律、照相机的工作原理
【点评】本题考查凸透镜成像规律在实际生活中的应用，属于基础应用题，需学生将物理规律与拍照场景结合，理解物距、像距与像大小的关系。
【难度系数】0.5
2. 完成图3-4-4的光路。
答案：解：
依据透镜的特殊光线规律绘制光路：
1. 左侧双凸透镜组合光路：
平行于主光轴的入射光线经过第一个凸透镜折射后，会聚到两透镜之间的公共焦点$F_1(F_2)$处；
从该焦点出射的光线入射到第二个凸透镜后，折射光线平行于主光轴射出。
2. 右侧凹透镜+凸透镜组合光路：
平行于主光轴的入射光线经过凹透镜后向外发散，折射光线的反向延长线过凹透镜左侧的虚焦点$F_1(F_2)$；
该发散光线入射到右侧凸透镜后，折射光线平行于主光轴射出。
解析：
【分析】
要完成光路，需利用透镜的特殊光线规律：平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后会过凸透镜的焦点；经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线会过凹透镜的虚焦点。本题分为两组透镜组合，分别按上述规律处理：第一组是两个凸透镜，第二组是凹透镜与凸透镜的组合，依次绘制每一组的折射光路即可。
【解析】
1. 左侧双凸透镜组合光路：
平行于主光轴的入射光线，经过第一个凸透镜折射后，会聚到两透镜之间的公共焦点$F_1(F_2)$处；从该焦点出射的光线，入射到第二个凸透镜后，折射光线平行于主光轴射出。
2. 右侧凹透镜+凸透镜组合光路：
平行于主光轴的入射光线，经过凹透镜后向外发散，折射光线的反向延长线过凹透镜左侧的虚焦点$F_1(F_2)$；该发散光线入射到右侧凸透镜后，折射光线平行于主光轴射出。
【答案】
左侧双凸透镜：平行于主光轴的光线经第一个凸透镜后指向公共焦点$F_1(F_2)$，再经第二个凸透镜后平行于主光轴射出；右侧凹透镜+凸透镜：平行于主光轴的光线经凹透镜后发散（反向延长线过凹透镜虚焦点$F_1(F_2)$），再经右侧凸透镜后平行于主光轴射出。
【知识点】
透镜的特殊光线，凸透镜光路，凹透镜光路
【点评】
本题考查透镜特殊光线的应用，是光学光路作图的基础题型，需牢记平行于主光轴的光线经透镜的折射规律，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
