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5（2024苏州）探究凸透镜成像规律的实验中，蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，光屏上恰好成清晰的像，该像是倒立、
等大
的实像，此凸透镜的焦距是15
cm.凸透镜位置不动，蜡烛远离凸透镜，将光屏靠近
（填“远离”或“靠近”）凸透镜移动，光屏上可再次获得清晰的像.答案
5. 等大 15 靠近
解析
【分析】首先从图中读取蜡烛、凸透镜、光屏对应的刻度，计算物距和像距；再结合凸透镜成像规律，当物距等于像距时，成倒立等大的实像，且此时物距等于2倍焦距，据此算出焦距；最后根据“物远像近像变小”的规律，判断蜡烛远离凸透镜时光屏的移动方向。
【解析】由图可知，蜡烛在20.0cm刻度处，凸透镜在50.0cm刻度处，光屏在80.0cm刻度处。物距$ u = 50.0\mathrm{cm} - 20.0\mathrm{cm} = 30.0\mathrm{cm} $，像距$ v = 80.0\mathrm{cm} - 50.0\mathrm{cm} = 30.0\mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律，当$ u = v = 2f $时，成倒立、等大的实像，因此$ 2f = 30.0\mathrm{cm} $，解得焦距$ f = 15\mathrm{cm} $。当凸透镜位置不动，蜡烛远离凸透镜（物距增大），根据“物远像近像变小”的规律，需将光屏靠近凸透镜，才能再次获得清晰的像。
【答案】等大；15；靠近
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是正确读取物距和像距，结合成像规律分析焦距和光屏移动方向，属于基础实验题。
【难度系数】0.6
【解析】由图可知，蜡烛在20.0cm刻度处，凸透镜在50.0cm刻度处，光屏在80.0cm刻度处。物距$ u = 50.0\mathrm{cm} - 20.0\mathrm{cm} = 30.0\mathrm{cm} $，像距$ v = 80.0\mathrm{cm} - 50.0\mathrm{cm} = 30.0\mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律，当$ u = v = 2f $时，成倒立、等大的实像，因此$ 2f = 30.0\mathrm{cm} $，解得焦距$ f = 15\mathrm{cm} $。当凸透镜位置不动，蜡烛远离凸透镜（物距增大），根据“物远像近像变小”的规律，需将光屏靠近凸透镜，才能再次获得清晰的像。
【答案】等大；15；靠近
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是正确读取物距和像距，结合成像规律分析焦距和光屏移动方向，属于基础实验题。
【难度系数】0.6
6（2025泰州泰兴期中）如图所示，在薄板上挖一个小孔，正好嵌入一个凸透镜，透镜与墙壁间的距离为40 cm. 在透镜左侧主光轴上，距透镜20 cm处放一点光源S，此时在墙壁上恰好得到一个圆形光斑，圆斑的直径与孔的直径等大，那么此凸透镜的焦距为
20
cm或10
cm.答案
6. 20(10) 10(20)
解析
【分析】
要解决本题，需结合凸透镜的光线传播规律，分两种情况讨论：①点光源S经凸透镜成实像，光线会聚后发散，在墙壁处形成与透镜等大的光斑；②点光源S在凸透镜焦点处，光线经透镜后平行于主光轴，在墙壁处形成与透镜等大的光斑。再利用凸透镜成像公式和几何关系计算焦距。
【解析】
设凸透镜焦距为$f$，物距$u=20\ \mathrm{cm}$，透镜到墙壁的距离为$40\ \mathrm{cm}$。
1. 情况一：S在凸透镜的2倍焦距处
此时$u=2f$，根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，像距$v=2f$。像到墙壁的距离为$40\ \mathrm{cm}-2f$，结合相似三角形，像的高度等于透镜直径，光线从像点发散到墙壁时，光斑直径恰好等于透镜直径，符合题意。代入$u=20\ \mathrm{cm}=2f$，解得$f=10\ \mathrm{cm}$。
2. 情况二：S在凸透镜的焦点处
此时$u=f$，从S发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，到达墙壁时光线的高度等于透镜半径，因此光斑直径等于透镜直径，符合题意。代入$u=f=20\ \mathrm{cm}$，解得$f=20\ \mathrm{cm}$。
【答案】
10；20
【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，需分情况分析光线传播特点，结合几何关系判断光斑大小，难度适中，需掌握凸透镜特殊光线和成像公式。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合凸透镜的光线传播规律，分两种情况讨论：①点光源S经凸透镜成实像，光线会聚后发散，在墙壁处形成与透镜等大的光斑；②点光源S在凸透镜焦点处，光线经透镜后平行于主光轴，在墙壁处形成与透镜等大的光斑。再利用凸透镜成像公式和几何关系计算焦距。
【解析】
设凸透镜焦距为$f$，物距$u=20\ \mathrm{cm}$，透镜到墙壁的距离为$40\ \mathrm{cm}$。
1. 情况一：S在凸透镜的2倍焦距处
此时$u=2f$，根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，像距$v=2f$。像到墙壁的距离为$40\ \mathrm{cm}-2f$，结合相似三角形，像的高度等于透镜直径，光线从像点发散到墙壁时，光斑直径恰好等于透镜直径，符合题意。代入$u=20\ \mathrm{cm}=2f$，解得$f=10\ \mathrm{cm}$。
2. 情况二：S在凸透镜的焦点处
此时$u=f$，从S发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴，到达墙壁时光线的高度等于透镜半径，因此光斑直径等于透镜直径，符合题意。代入$u=f=20\ \mathrm{cm}$，解得$f=20\ \mathrm{cm}$。
【答案】
10；20
【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，需分情况分析光线传播特点，结合几何关系判断光斑大小，难度适中，需掌握凸透镜特殊光线和成像公式。
【难度系数】
0.5
7（易错题）（2025扬州邗江期中）某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像，由图可知，该凸透镜的焦距是
8
cm；当$u=10\ \mathrm{cm}$时，在光屏上能得到一个倒立
、放大的实像。在实验过程中，把物体从距凸透镜60 cm处移动到5 cm处的过程中像的大小变化情况为先变大，后变小
。答案
7. 8 倒立 先变大，后变小
解析
【分析】
要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析图像：首先利用“当u=2f时，v=2f，成倒立等大实像，此时u与v相等”的规律，从图像中找到对应点计算焦距；再根据物距与焦距的关系判断成像性质；最后分阶段分析物体移动时物距变化对像大小的影响，注意实像和虚像的变化规律不同。
【解析】
1. 求焦距：根据凸透镜成像规律，当物距u=2f时，像距v=2f，成倒立等大的实像，此时u与v数值相等。从图像可知，当u=16cm时，v=16cm，因此2f=16cm，解得焦距f=8cm。
2. 判断u=10cm时的成像：当u=10cm时，f=8cm，满足f＜u＜2f（8cm＜10cm＜16cm），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。
3. 分析像的大小变化：物体从距凸透镜60cm处（u＞2f）移动到5cm处，过程分两阶段：①当u＞f时（60cm到8cm），物距减小，根据“物近像远像变大”，实像逐渐变大；②当u＜f时（8cm到5cm），成虚像，根据凸透镜成虚像的规律“物近像近像变小”，物距减小，虚像逐渐变小。因此像的大小变化为先变大，后变小。
【答案】
8；倒立；先变大，后变小
【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，核心是从图像中提取焦距，需明确实像和虚像的变化差异，属于基础应用类题目，易在虚像变化部分出错。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析图像：首先利用“当u=2f时，v=2f，成倒立等大实像，此时u与v相等”的规律，从图像中找到对应点计算焦距；再根据物距与焦距的关系判断成像性质；最后分阶段分析物体移动时物距变化对像大小的影响，注意实像和虚像的变化规律不同。
【解析】
1. 求焦距：根据凸透镜成像规律，当物距u=2f时，像距v=2f，成倒立等大的实像，此时u与v数值相等。从图像可知，当u=16cm时，v=16cm，因此2f=16cm，解得焦距f=8cm。
2. 判断u=10cm时的成像：当u=10cm时，f=8cm，满足f＜u＜2f（8cm＜10cm＜16cm），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像。
3. 分析像的大小变化：物体从距凸透镜60cm处（u＞2f）移动到5cm处，过程分两阶段：①当u＞f时（60cm到8cm），物距减小，根据“物近像远像变大”，实像逐渐变大；②当u＜f时（8cm到5cm），成虚像，根据凸透镜成虚像的规律“物近像近像变小”，物距减小，虚像逐渐变小。因此像的大小变化为先变大，后变小。
【答案】
8；倒立；先变大，后变小
【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，核心是从图像中提取焦距，需明确实像和虚像的变化差异，属于基础应用类题目，易在虚像变化部分出错。
【难度系数】
0.6
8 如图所示，若空间有一竖直放置的大凸透镜，在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速走来.下列叙述中：
①小演员每走一步，像也走一步；
②像的脚步始终比小演员的大；
③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；
④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离.
其中正确的是 （
A.只有①②正确
B.只有①②④正确
C.只有②④正确
D.只有①③④正确
①小演员每走一步，像也走一步；
②像的脚步始终比小演员的大；
③像大时脚步大，像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；
④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离.
其中正确的是 （
D
）A.只有①②正确
B.只有①②④正确
C.只有②④正确
D.只有①③④正确
答案
8. D
解析
【分析】
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律：当物体在凸透镜的一倍焦距以外时，物距$u$减小，像距$v$增大，像的大小逐渐变大。小演员从远处（$u＞2f$）向焦点（$u=f$）移动，过程中物距持续减小，像距持续增大，像逐渐变大。接下来逐个分析叙述：
1. 小演员移动时物距变化，像距会对应变化，因此每走一步，像也会移动；
2. 像的脚步大小需分阶段：当$u＞2f$时，像距变化量小于物距变化量，像移动距离小于演员移动距离；当$f＜u＜2f$时，像距变化量大于物距变化量，像移动距离大于演员移动距离，因此并非始终比演员大；
3. 像大时（$f＜u＜2f$，像放大），像距变化量大，脚步大；像小时（$u＞2f$，像缩小），像距变化量小，脚步小，即“大像走大步，小像走小步”；
4. 小演员靠近透镜（物距减小），像距增大（像远离透镜），因此像总朝远离小演员的方向运动。
【解析】
根据凸透镜成像规律，物体在一倍焦距外时，物距减小，像距增大，像变大：
叙述①：小演员移动导致物距变化，像距随之变化，因此像也会移动，①正确；
叙述②：当$u＞2f$时，像移动距离小于演员移动距离；当$f＜u＜2f$时，像移动距离大于演员移动距离，并非始终更大，②错误；
叙述③：像越大（$f＜u＜2f$），像距变化量越大，脚步越大；像越小（$u＞2f$），像距变化量越小，脚步越小，③正确；
叙述④：物距减小，像距增大，像远离透镜，而小演员靠近透镜，因此像远离小演员，④正确；
综上，正确的是①③④，对应选项D。
【答案】
D
【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，需理解物距、像距、像大小的变化关系，分阶段分析像的移动情况，是凸透镜成像的典型应用题型。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律：当物体在凸透镜的一倍焦距以外时，物距$u$减小，像距$v$增大，像的大小逐渐变大。小演员从远处（$u＞2f$）向焦点（$u=f$）移动，过程中物距持续减小，像距持续增大，像逐渐变大。接下来逐个分析叙述：
1. 小演员移动时物距变化，像距会对应变化，因此每走一步，像也会移动；
2. 像的脚步大小需分阶段：当$u＞2f$时，像距变化量小于物距变化量，像移动距离小于演员移动距离；当$f＜u＜2f$时，像距变化量大于物距变化量，像移动距离大于演员移动距离，因此并非始终比演员大；
3. 像大时（$f＜u＜2f$，像放大），像距变化量大，脚步大；像小时（$u＞2f$，像缩小），像距变化量小，脚步小，即“大像走大步，小像走小步”；
4. 小演员靠近透镜（物距减小），像距增大（像远离透镜），因此像总朝远离小演员的方向运动。
【解析】
根据凸透镜成像规律，物体在一倍焦距外时，物距减小，像距增大，像变大：
叙述①：小演员移动导致物距变化，像距随之变化，因此像也会移动，①正确；
叙述②：当$u＞2f$时，像移动距离小于演员移动距离；当$f＜u＜2f$时，像移动距离大于演员移动距离，并非始终更大，②错误；
叙述③：像越大（$f＜u＜2f$），像距变化量越大，脚步越大；像越小（$u＞2f$），像距变化量越小，脚步越小，③正确；
叙述④：物距减小，像距增大，像远离透镜，而小演员靠近透镜，因此像远离小演员，④正确；
综上，正确的是①③④，对应选项D。
【答案】
D
【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，需理解物距、像距、像大小的变化关系，分阶段分析像的移动情况，是凸透镜成像的典型应用题型。
【难度系数】
0.6
