1.（教材变式题）小宇在做“探究凸透镜成像的规律”实验，实验装置的示意图如图5-3-9所示，a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和P点分别是凸透镜的焦点和2倍焦距点。

图5-3-9
(1)图中点是成实像和虚像的分界点；点是成放大像和缩小像的分界点。
(2)将蜡烛由a点向F点移动时，像到凸透镜的距离，像的大小。（均选填“变小”或“变大”）
(3)图中，蜡烛放在点，光屏上所成的像最小；蜡烛放在点，光屏上所成的像最大。
(4)将蜡烛由F点向e点移动时，像到凸透镜的距离，像的大小。（均选填“变小”或“变大”）
(5)蜡烛在点时，光屏上无法承接到像。

1. (1)F P
(2)变大 变大
(3)a d
(4)变小 变小
(5)F、e

【分析】
要解决这道题，需牢记凸透镜成像的核心规律：①一倍焦距（F点）是实像与虚像的分界点，物距$u＞f$时成实像，$u＜f$时成虚像；②二倍焦距（P点）是放大实像与缩小实像的分界点，物距$u＞2f$时成缩小实像，$f＜u＜2f$时成放大实像；③成实像时，物距减小，像距变大，像变大（物近像远像变大）；成虚像时，物距减小，像距变小，像变小；④虚像不能用光屏承接，实像可以。结合各点位置（a、b在2f外，c、d在f和2f之间，e在f内，F为焦点，P为2倍焦距点）逐一分析问题。
【解析】
(1) 实像和虚像的分界点是一倍焦距处，即F点；放大实像和缩小实像的分界点是二倍焦距处，即P点。
(2) 蜡烛由a向F移动，物距减小，根据实像规律“物近像远像变大”，像距变大，像变大。
(3) 光屏上的像为实像，实像中物距越大，像越小，a点物距最大，故像最小；d点在f和2f之间，且比c更靠近F，物距更小，实像更大，故d点像最大。
(4) 蜡烛由F向e移动，物距小于f（成虚像），根据虚像规律“物近像近像变小”，像距变小，像变小。
(5) 光屏无法承接虚像，物距小于f的点是F、e，故这两点光屏无法承接到像。
【答案】
(1) F；P (2) 变大；变大 (3) a；d (4) 变小；变小 (5) F、e
【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，需牢记一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小，以及实像、虚像的物像变化规律，属于常规基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6

2. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某次实验的成像情况如图5-3-10所示，此时光屏上成清晰的像（未画出），小组成员提出“有哪些方法可以让光屏上的像变大”的问题，经过讨论后形成两个方案，而且都达到了目的。方案一：保持“F”形光源和光屏的位置不动，只将凸透镜向移动适当距离；方案二：保持凸透镜位置不动，将“F”形光源和光屏都向移动。（均选填“左”或“右”）

图5-3-10
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2. 左 右

【分析】
首先明确凸透镜成实像时的规律：满足“物近像远像变大，物远像近像变小”，且光路可逆。观察题图可知，此时物距大于像距，成倒立缩小的实像。方案一：要让像变大，根据光路可逆，需互换物距和像距，因此凸透镜应向靠近光源的方向移动；方案二：保持凸透镜不动，根据“物近像远像变大”，需减小物距、增大像距，因此光源和光屏都要向靠近透镜的方向移动。
【解析】
1. 确定题图中物距和像距：光源在5cm刻度处，凸透镜在50cm刻度处，光屏在65cm刻度处，故物距$u=50cm-5cm=45cm$，像距$v=65cm-50cm=15cm$，此时$u＞v$，成倒立缩小的实像。
2. 方案一：保持光源和光屏位置不动，根据光路可逆原理，将凸透镜向左移动，使新的物距等于原来的像距（15cm），新的像距等于原来的物距（45cm），此时光屏上会成倒立放大的实像，像变大，因此凸透镜向左移动。
3. 方案二：保持凸透镜位置不动，根据凸透镜成实像的规律“物近像远像变大”，要增大像，需减小物距（光源向右移动，靠近凸透镜），同时增大像距（光屏向右移动，远离凸透镜），因此光源和光屏都向右移动。
【答案】
左；右
【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，需结合光路可逆和实像的变化规律分析，关键是理解物距、像距调整与像大小变化的关系，属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5

3. 凸透镜成像规律也可以通过画光路图去理解。请参照图5-3-11甲，在图乙中画出物体CD经过凸透镜所成的像$C'D'$的光路图。（P点为2倍焦距处）

3. 如图所示

【分析】要画出物体CD经凸透镜所成的像，需利用凸透镜的两条特殊光线：①平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过另一侧焦点；②过凸透镜光心的光线，传播方向不变。分别画出物体C点、D点发出的这两条特殊光线，它们的交点即为对应点的像点，连接像点得到完整的像。
【解析】1. 从C点作平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过右侧焦点；2. 从C点作过凸透镜光心O的光线，传播方向不变，两条折射光线的交点为C点的像点C'；3. 同理，确定D点的像点D'；4. 连接C'、D'，得到物体CD的像C'D'，作图结果如下：
（对应给出的参考答案的光路图）
【答案】如图所示（即题目中第二个插图的光路图）
【知识点】凸透镜光路图、凸透镜特殊光线
【点评】本题通过光路图考查凸透镜成像规律的应用，关键是掌握凸透镜的两条特殊光线的传播规律，利用两条光线的交点确定像点，是凸透镜成像的直观体现。
【难度系数】0.6

4. 在图5-3-12中画出烛焰上S点的像$S'$。

4. 如图所示

【分析】要确定S点的像，需利用凸透镜的两条特殊光线：①平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过另一侧焦点；②过光心的光线传播方向不变。由于S在凸透镜一倍焦距内，成虚像，因此两条折射光线的反向延长线的交点即为S的像S'，据此可画出像的位置。
【解析】1. 从S点作平行于主光轴的光线，入射到凸透镜上，该光线经凸透镜折射后，通过凸透镜右侧的焦点F；2. 从S点作过凸透镜光心（透镜中心）的光线，该光线传播方向不变；3. 将上述两条折射光线反向延长，它们的交点就是S点的虚像S'，画出该点即可。
【答案】如图所示（对应题目中给出的含S'的作图结果）
【知识点】凸透镜特殊光线、凸透镜成像作图
【点评】本题考查凸透镜成像的基础作图，需掌握凸透镜特殊光线的传播规律，明确一倍焦距内成虚像时像的形成原理，属于光学作图的常规题型。
【难度系数】0.6

5. (2026哈尔滨道里区期中)在用凸透镜观察物体的活动中，图5-3-13甲、乙、丙、丁是通过凸透镜所看到的插图的像。若凸透镜先贴着插图然后逐渐远离，关于凸透镜与插图之间的距离，下列判断正确的是（）
插图 甲 丙 丁
图5-3-13

A.图甲最小，图丙最大
B.图乙最小，图丙最大
C.图甲最小，图丁最大
D.图丙最小，图甲最大

5. B

【分析】要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析：凸透镜贴着插图时，物距很小，成正立放大的虚像；当凸透镜逐渐远离插图，物距逐渐增大，像的性质和大小会随物距变化，据此可判断各图对应的凸透镜与插图的距离大小关系。
【解析】根据凸透镜成像规律：①当物距$u＜f$时，成正立、放大的虚像，对应图乙，此时凸透镜与插图的距离最小；②当$f＜u＜2f$时，成倒立、放大的实像，对应图甲；③当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，对应图丁；继续远离插图，物距进一步增大，实像继续变小，对应图丙，此时凸透镜与插图的距离最大。因此，图乙对应的距离最小，图丙对应的距离最大，故正确选项为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应用，关键是明确凸透镜从靠近到远离物体时，物距变化与像的性质、大小的关系，属于基础应用题型。
【难度系数】0.5

6. 老奶奶用放大镜看报纸时，为了使看到的字更大、更清晰，应使（）

A.报纸与眼睛不动，放大镜离报纸近一些
B.报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些
C.报纸与放大镜不动，眼睛离报纸近一些
D.报纸与放大镜不动，眼睛离报纸远一些

6. B

【分析】
要解决这道题，需先明确放大镜的成像原理：放大镜是凸透镜，当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像；且在一倍焦距范围内，物距（物体到凸透镜的距离）越大，所成的虚像越大。同时注意，眼睛的位置不影响像的大小，像的大小由物距和焦距决定。接下来逐一分析选项：A选项会减小物距，导致像变小；B选项可增大物距（仍在一倍焦距内），使像变大；C、D选项调整眼睛位置，不改变物距，像大小不变。
【解析】
放大镜利用凸透镜成正立、放大虚像的原理，当物距$u ＜ f$（一倍焦距）时，虚像大小随物距增大而变大。要使看到的字更大，需增大放大镜与报纸（物体）的距离（保持在一倍焦距内）：
A选项：放大镜离报纸近，物距减小，虚像变小，错误；
B选项：报纸与眼睛不动，放大镜离报纸远一些，物距增大（仍小于焦距），虚像变大，正确；
C、D选项：报纸与放大镜不动，调整眼睛位置，不改变物距，虚像大小不变，错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律；放大镜的应用
【点评】
本题考查放大镜的成像规律，属于光学基础题，需掌握凸透镜成虚像时物距与像大小的关系，难度不大，是初中物理的常考题型。
【难度系数】
0.7