3. 将蜡烛放在如图5-2-33所示位置，能通过凸透镜成倒立、缩小的像。小红画了如图所示的光路。下列说法正确的是（）


A.透镜成的是虚像
B.小红画的光路是正确的
C.透镜的焦距小于10 cm
D.图5-2-33中，眼睛可能观察到烛焰经过凸透镜折射后所形成的像

3.C

【分析】
要解答本题，需结合凸透镜成像规律逐步分析：首先确定物距，再根据“成倒立、缩小的像”的条件推导焦距范围，最后逐一判断选项。步骤如下：1. 确定物距：由图可知，蜡烛在20cm刻度处，透镜在0刻度处，因此物距u=20cm；2. 回忆凸透镜成像规律：当物距u＞2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像；3. 结合成像条件推导焦距：因蜡烛经透镜成倒立缩小的像，故20cm＞2f，即f＜10cm；4. 逐一分析各选项的正误。
【解析】
1. 确定物距：由图得，物距u=20cm（蜡烛位置为20cm，透镜在0刻度）。
2. 根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的像需满足u＞2f，代入u=20cm得20cm＞2f，解得f＜10cm，因此选项C正确。
3. 分析其余选项：
A选项：倒立、缩小的像为实像，不是虚像，A错误。
B选项：平行于主光轴的光线经凸透镜后应过焦点，若按图中光路，折射光线到20cm处，说明焦距f=20cm，此时u=20cm=f，凸透镜不成像，与题目“成缩小像”矛盾，故光路错误，B错误。
D选项：凸透镜成实像时，像在透镜另一侧，眼睛在蜡烛左侧（物侧）无法观察到该实像，D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律，实像与虚像，焦距判断
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是利用“u＞2f时成倒立缩小实像”的规律推导焦距，再结合光路、实像的特点判断选项，需准确掌握成像条件，难度适中。
【难度系数】
0.6

4. 小明在做凸透镜成像实验。
（1）图5-2-34甲中有四种利用太阳光测凸透镜焦距的操作，其中正确的是。小明测得凸透镜的焦距为10 cm。
（2）将蜡烛、凸透镜和光屏依次放置在光具座上，调节烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心，使它们在。用图5-2-34乙所示装置开始实验，此时光屏上可见清晰的像，保持凸透镜位置不变，将蜡烛移动到25 cm刻度线处，若想在光屏上再次得到清晰的像，同学们提出了两种不同的方案。
方案一：仅将光屏向移动一段距离，像的大小将。
方案二：仅换用焦距较的凸透镜。
（3）蜡烛随着燃烧而变短，光屏上所成的像向移动。
（4）S是烛焰上一点，请在图5-2-35中画出它发出的两条光线a、b（其中a平行于主光轴）经凸透镜折射后的光路并确定像S'的位置。此时S所成的是、、的像。


图5-2-34
图5-2-35

4.（1）C
（2）同一高度上 右 变大 小
（3）上
（4） 正立 放大 虚

【分析】
本题围绕凸透镜成像实验展开，需结合凸透镜的光学性质、成像规律及实验操作要求逐一分析：
1. 测凸透镜焦距时，需利用平行于主光轴的太阳光经凸透镜会聚到焦点，操作时凸透镜应正对太阳光，据此判断正确操作；
2. 实验前调节三心同高是为了使像成在光屏中央；蜡烛移动后，根据物距变化判断像距和像的变化，换用透镜时结合焦距对会聚能力的影响分析；
3. 蜡烛变短后，利用过光心光线的传播方向不变判断像的移动方向；
4. 画特殊光线的折射光路，根据折射光线的交点判断像的性质，结合物距与焦距的关系确定像的特点。
【解析】
（1）利用太阳光测凸透镜焦距时，需让太阳光平行于凸透镜主光轴入射，凸透镜正对太阳光，使光线会聚到焦点，操作C符合要求，故答案为C；
（2）实验前需调节烛焰、凸透镜光心、光屏中心在同一高度，确保像成在光屏中央；已知焦距f=10cm，蜡烛移到25cm刻度线处时，物距减小，根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，像距增大，故仅将光屏向右移动，像变大；若换用透镜，焦距越小，凸透镜会聚能力越强，可使像距减小，故换用焦距较小的凸透镜；
（3）蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，根据过光心的光线传播方向不变，光屏上的像向上移动；
（4）光线a平行于主光轴，经凸透镜折射后过另一侧焦点；光线b过光心，传播方向不变；两条折射光线的反向延长线交点为S'，此时物距小于焦距，成正立、放大的虚像，画图如所示。
【答案】
（1）C；（2）同一高度上；右；变大；小；（3）上；（4）；正立；放大；虚
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜特殊光线；凸透镜实验操作
【点评】
本题为凸透镜成像实验的基础题，涵盖实验操作、成像规律应用、特殊光线作图等核心考点，侧重对基础知识的掌握，是初中光学的重点内容。
【难度系数】
0.6