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1[2025湖北襄阳期末,中]如图,从凸透镜主光轴上S点发出的光经凸透镜折射后交于主光轴上$S_1$点,现从一点P发出一束光,平行于从S点发出的光射向凸透镜,则在透镜的另一侧的折射光线将（
A.和主光轴不相交
B.和主光轴相交,交点仍在$S_1$点
C.和主光轴相交,交点在$S_1$的左侧
D.和主光轴相交,交点在$S_1$的右侧
C
）A.和主光轴不相交
B.和主光轴相交,交点仍在$S_1$点
C.和主光轴相交,交点在$S_1$的左侧
D.和主光轴相交,交点在$S_1$的右侧
答案
C 【解析】凸透镜主光轴上S点发出的光经凸透镜折射后交于主光轴上$S_1$点,$S_1$点为S点的实像;由图知,P点到凸透镜的距离大于S点到凸透镜的距离,即P点的物距大于S点的物距$(u_P＞u_S)$,因为凸透镜成实像时,物距变大,像距变小,像变小,所以P点经凸透镜所成的像$P_1$的像距小于S点经凸透镜所成的像$S_1$的像距$(v_{P1}＜v_{S1})$,且P点的像也在主光轴上,所以P点发出的光经凸透镜折射后和主光轴相交,交点在$S_1$的左侧。故选C。
解析
【分析】
首先明确S点发出的光经凸透镜折射后交于S₁，说明S₁是S经凸透镜成的实像；再对比P和S到凸透镜的距离，得出P的物距更大；最后根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，判断P的像距更小，交点在S₁左侧，从而确定选项。
【解析】
1. 由题意可知，S点发出的光经凸透镜折射后会聚于S₁，因此S₁是S经凸透镜所成的实像。
2. 观察题图可得，P点到凸透镜的距离（物距$u_P$）大于S点到凸透镜的距离（物距$u_S$），即$u_P ＞ u_S$。
3. 根据凸透镜成实像的规律：物距增大时，像距减小。因此P点经凸透镜所成的实像的像距小于S点的像距，即像点在S₁的左侧。所以P发出的光经凸透镜折射后，折射光线与主光轴相交，交点在S₁的左侧，对应选项C。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律、实像
【点评】本题结合光路图考查凸透镜成像规律的应用，核心是掌握“物远像近像变小”的规律，属于中等难度的基础题，能较好考查学生对规律的理解应用能力。
【难度系数】0.5
首先明确S点发出的光经凸透镜折射后交于S₁，说明S₁是S经凸透镜成的实像；再对比P和S到凸透镜的距离，得出P的物距更大；最后根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律，判断P的像距更小，交点在S₁左侧，从而确定选项。
【解析】
1. 由题意可知，S点发出的光经凸透镜折射后会聚于S₁，因此S₁是S经凸透镜所成的实像。
2. 观察题图可得，P点到凸透镜的距离（物距$u_P$）大于S点到凸透镜的距离（物距$u_S$），即$u_P ＞ u_S$。
3. 根据凸透镜成实像的规律：物距增大时，像距减小。因此P点经凸透镜所成的实像的像距小于S点的像距，即像点在S₁的左侧。所以P发出的光经凸透镜折射后，折射光线与主光轴相交，交点在S₁的左侧，对应选项C。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律、实像
【点评】本题结合光路图考查凸透镜成像规律的应用，核心是掌握“物远像近像变小”的规律，属于中等难度的基础题，能较好考查学生对规律的理解应用能力。
【难度系数】0.5
2[2025江苏连云港期中,中]在用焦距为$f$的凸透镜探究凸透镜成像规律时,多次实验,记录凸透镜成实像时的物距$u$、像距$v$,算出物像间距$L$(即$u+v$),绘出如图所示的图线(以$f$为长度单位)。结合图像,下列说法错误的是 (
A.$d$点成倒立、缩小的实像
B.当凸透镜成实像时,其物像间距满足$L≥4.5f$
C.$a$和$d$两点的数据体现了在折射现象中光路是可逆的
D.$c$和$d$两点对应的成像特点是一样的
B
)A.$d$点成倒立、缩小的实像
B.当凸透镜成实像时,其物像间距满足$L≥4.5f$
C.$a$和$d$两点的数据体现了在折射现象中光路是可逆的
D.$c$和$d$两点对应的成像特点是一样的
答案
B 【解析】根据图示可知,d点对应的物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故A正确;根据图示可知,当凸透镜成实像时,其物像间距满足$L≥4f$,故B错误;a点对应的物距为1.5f,像距为4.5f-1.5f=3f,d点对应的物距为3f,像距为4.5f-3f=1.5f,体现了在折射现象中光路是可逆的,故C正确;c和d两点对应的物距都大于二倍焦距,都成倒立、缩小的实像,故D正确。故选B。
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像规律的应用，解题思路为：首先明确凸透镜成实像时物距$u$、像距$v$满足$\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{f}$，物像间距$L = u + v$；然后结合图像读取各点对应的物距$u$，计算像距$v$，再依据凸透镜成像规律（如$u＞2f$成倒立缩小实像、光路可逆等）逐一分析选项，找出错误说法。
【解析】
根据图像可知，纵坐标为物像间距$L=u+v$，横坐标为物距$u$：
选项A：$d$点对应的物距$u=3f$，因$3f＞2f$，根据凸透镜成像规律，当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，故A正确。
选项B：由图像可知，物像间距的最小值为$4f$（对应$b$点，$u=2f$时，$v=2f$，$L=4f$），因此凸透镜成实像时，物像间距满足$L≥4f$，而非$L≥4.5f$，故B错误。
选项C：$a$点物距$u=1.5f$，则像距$v=4.5f - 1.5f=3f$；$d$点物距$u=3f$，像距$v=4.5f - 3f=1.5f$，物距和像距互换，体现了折射现象中光路可逆，故C正确。
选项D：$c$点物距$u=2.5f$、$d$点物距$u=3f$，均满足$u＞2f$，都成倒立、缩小的实像，成像特点一致，故D正确。
综上，错误的说法是B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆
【点评】
本题结合图像考查凸透镜成像规律的应用，需准确读取图像信息，结合成像规律分析各选项，关键是理解物像间距与物距、像距的关系，难度适中，属于中等题。
【难度系数】
0.5
本题考查凸透镜成像规律的应用，解题思路为：首先明确凸透镜成实像时物距$u$、像距$v$满足$\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{f}$，物像间距$L = u + v$；然后结合图像读取各点对应的物距$u$，计算像距$v$，再依据凸透镜成像规律（如$u＞2f$成倒立缩小实像、光路可逆等）逐一分析选项，找出错误说法。
【解析】
根据图像可知，纵坐标为物像间距$L=u+v$，横坐标为物距$u$：
选项A：$d$点对应的物距$u=3f$，因$3f＞2f$，根据凸透镜成像规律，当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，故A正确。
选项B：由图像可知，物像间距的最小值为$4f$（对应$b$点，$u=2f$时，$v=2f$，$L=4f$），因此凸透镜成实像时，物像间距满足$L≥4f$，而非$L≥4.5f$，故B错误。
选项C：$a$点物距$u=1.5f$，则像距$v=4.5f - 1.5f=3f$；$d$点物距$u=3f$，像距$v=4.5f - 3f=1.5f$，物距和像距互换，体现了折射现象中光路可逆，故C正确。
选项D：$c$点物距$u=2.5f$、$d$点物距$u=3f$，均满足$u＞2f$，都成倒立、缩小的实像，成像特点一致，故D正确。
综上，错误的说法是B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆
【点评】
本题结合图像考查凸透镜成像规律的应用，需准确读取图像信息，结合成像规律分析各选项，关键是理解物像间距与物距、像距的关系，难度适中，属于中等题。
【难度系数】
0.5
3[2026江苏无锡期中,中]在如图所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰缩小的像(图中未画出),如果想在光屏上得到清晰放大的像,以下方法中不可行的是 (
A.保持蜡烛和凸透镜位置不变,换一个焦距更小的凸透镜并调节光屏直至得到清晰的像
B.只把凸透镜移到30 cm刻度线处
C.只交换蜡烛和光屏的位置
D.凸透镜位置不变,把蜡烛和光屏同时向右移动20 cm
A
)A.保持蜡烛和凸透镜位置不变,换一个焦距更小的凸透镜并调节光屏直至得到清晰的像
B.只把凸透镜移到30 cm刻度线处
C.只交换蜡烛和光屏的位置
D.凸透镜位置不变,把蜡烛和光屏同时向右移动20 cm
答案
A 【解析】由题意知,所换凸透镜的焦距变小,说明折光能力变强,这样像距变小,光屏应向靠近凸透镜方向移动可再次得到清晰缩小的像,故A符合题意;由图可知,u=50 cm-10 cm=40 cm＞2f,f＜v=70 cm-50 cm=20 cm＜2f,保持蜡烛的位置不变,将凸透镜移到30 cm刻度线处,u'=30 cm-10 cm=20 cm=v,v'=70 cm-30 cm=40 cm=u,光的折射中光路是可逆的,能使光屏上恰好成清晰放大的像,故B不符合题意;光的折射中光路是可逆的,将蜡烛和光屏的位置对调一下,则光屏上呈现倒立、放大的实像,故C不符合题意;保持透镜位置不变,把蜡烛和光屏同时向右移动20 cm,u''=50 cm-30 cm=20 cm=v,v''=90 cm-50 cm=40 cm=u,光的折射中光路是可逆的,能使光屏上恰好成清晰放大的像,故D不符合题意。故选A。
解析
【分析】
首先确定初始状态的物距和像距：由图可知，蜡烛在10cm刻度处，凸透镜在50cm刻度处，光屏在70cm刻度处，因此物距u=50cm-10cm=40cm，像距v=70cm-50cm=20cm。题目说明此时成清晰缩小的像，根据凸透镜成像规律，成缩小实像时满足u＞2f，f＜v＜2f，可推出焦距范围10cm＜f＜20cm。要得到清晰放大的像，需满足f＜u＜2f、v＞2f，或利用光路可逆原理分析各选项是否可行，找出不可行的选项。
【解析】
1. 分析选项A：换一个焦距更小的凸透镜，凸透镜折光能力变强，像距会比原来的20cm更小。若保持蜡烛和凸透镜位置不变，物距仍为40cm，焦距变小后，若仍满足u＞2f，会成缩小的像，且像距更小，光屏需向靠近凸透镜方向移动才能得到清晰像，无法得到放大的像，故A不可行，符合题意。
2. 分析选项B：将凸透镜移到30cm刻度线处，新物距u'=30cm-10cm=20cm，新像距v'=70cm-30cm=40cm，根据光路可逆原理，原来u=40cm、v=20cm时成缩小像，现在u'=20cm、v'=40cm，满足f＜u'＜2f、v'＞2f，成放大的像，故B可行，不符合题意。
3. 分析选项C：交换蜡烛和光屏的位置，物距变为原来的像距20cm，像距变为原来的物距40cm，根据光路可逆，光屏上会成倒立、放大的实像，故C可行，不符合题意。
4. 分析选项D：蜡烛和光屏同时向右移动20cm，蜡烛到30cm刻度处，光屏到90cm刻度处，凸透镜仍在50cm刻度处，新物距u''=50cm-30cm=20cm，新像距v''=90cm-50cm=40cm，满足光路可逆，成放大的像，故D可行，不符合题意。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆原理
【点评】
本题考查凸透镜成像规律及光路可逆的应用，需先确定初始物距、像距和焦距范围，再逐一分析选项，关键是理解成像规律和光路可逆的特点，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先确定初始状态的物距和像距：由图可知，蜡烛在10cm刻度处，凸透镜在50cm刻度处，光屏在70cm刻度处，因此物距u=50cm-10cm=40cm，像距v=70cm-50cm=20cm。题目说明此时成清晰缩小的像，根据凸透镜成像规律，成缩小实像时满足u＞2f，f＜v＜2f，可推出焦距范围10cm＜f＜20cm。要得到清晰放大的像，需满足f＜u＜2f、v＞2f，或利用光路可逆原理分析各选项是否可行，找出不可行的选项。
【解析】
1. 分析选项A：换一个焦距更小的凸透镜，凸透镜折光能力变强，像距会比原来的20cm更小。若保持蜡烛和凸透镜位置不变，物距仍为40cm，焦距变小后，若仍满足u＞2f，会成缩小的像，且像距更小，光屏需向靠近凸透镜方向移动才能得到清晰像，无法得到放大的像，故A不可行，符合题意。
2. 分析选项B：将凸透镜移到30cm刻度线处，新物距u'=30cm-10cm=20cm，新像距v'=70cm-30cm=40cm，根据光路可逆原理，原来u=40cm、v=20cm时成缩小像，现在u'=20cm、v'=40cm，满足f＜u'＜2f、v'＞2f，成放大的像，故B可行，不符合题意。
3. 分析选项C：交换蜡烛和光屏的位置，物距变为原来的像距20cm，像距变为原来的物距40cm，根据光路可逆，光屏上会成倒立、放大的实像，故C可行，不符合题意。
4. 分析选项D：蜡烛和光屏同时向右移动20cm，蜡烛到30cm刻度处，光屏到90cm刻度处，凸透镜仍在50cm刻度处，新物距u''=50cm-30cm=20cm，新像距v''=90cm-50cm=40cm，满足光路可逆，成放大的像，故D可行，不符合题意。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆原理
【点评】
本题考查凸透镜成像规律及光路可逆的应用，需先确定初始物距、像距和焦距范围，再逐一分析选项，关键是理解成像规律和光路可逆的特点，难度适中。
【难度系数】
0.5
4[2026江苏扬州模拟,偏难]如图a,蜡烛在光屏上能成一清晰的像。如果切除透镜中间很小的一部分,如图所示,再把上部分透镜A和下部分透镜B向原主光轴位置合拢,则下列说法中正确的是 (
A.在图a中,如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点,不会在光屏上呈现小飞虫的像
B.在图a中,如果蜡烛向透镜不断靠近,则所成的像一直变大
C.在图b中,A、B合拢后,所成像情况与图a相同,只是亮度变暗
D.在图b中,A、B合拢后,无论怎样移动光屏,在光屏上都不能成像
A
)A.在图a中,如果一只小飞虫恰好落在透镜上的P点,不会在光屏上呈现小飞虫的像
B.在图a中,如果蜡烛向透镜不断靠近,则所成的像一直变大
C.在图b中,A、B合拢后,所成像情况与图a相同,只是亮度变暗
D.在图b中,A、B合拢后,无论怎样移动光屏,在光屏上都不能成像
答案
A 【解析】在图a中,一只小飞虫恰好落在透镜上的P点,位于透镜的一倍焦距之内,不会成像在光屏上,故A正确;在图a中,如果蜡烛向透镜不断靠近,当越过焦点后,成虚像,此时物近像近像变小,故B错误;在图b中,A、B合拢后,此时相当于两个凸透镜,上方透镜的主光轴向下平移,下方透镜的主光轴向上平移,两个凸透镜都分别成像,焦距和物距不变,像的大小不变,亮度变暗,此时光屏上有两个像,因而成像情况与图a不同,故CD错误。
解析
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律展开，需逐一分析各选项：
1. 选项A：凸透镜成实像的条件是物距大于一倍焦距，小飞虫在P点，位于透镜一倍焦距以内，此时成虚像，虚像无法呈现在光屏上，故该选项需判断正确性。
2. 选项B：蜡烛向透镜靠近时，物距减小，当物距大于一倍焦距时，实像随物距减小而变大；当物距小于一倍焦距（蜡烛越过焦点），成正立放大的虚像，此时虚像随物距减小而变小，因此像并非一直变大。
3. 选项C、D：切除透镜中间部分后，A、B合拢相当于两个独立的凸透镜，各自主光轴偏移，会分别成两个像，并非与图a成像情况相同，也不是亮度变暗，因此需判断这两个选项的错误性。
【解析】
选项A：凸透镜成像中，物距小于一倍焦距时成虚像，虚像不能用光屏承接。小飞虫在P点（一倍焦距内），无法在光屏上成像，故A正确。
选项B：蜡烛靠近透镜，物距减小，当物距＞f时，实像变大；当物距＜f时，虚像变小，因此像不是一直变大，故B错误。
选项C、D：A、B合拢后，相当于两个主光轴偏移的凸透镜，会各自成一个像，光屏上出现两个像，与图a的单个像不同，并非亮度变暗，也不是无法成像，故C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像的核心规律，易错点在于对“虚像无法用光屏承接”“透镜分割后主光轴变化的成像特点”的理解，需结合物距与焦距的关系逐一分析选项，避免混淆实像、虚像的成像条件及变化规律。
【难度系数】
0.3
本题围绕凸透镜成像规律展开，需逐一分析各选项：
1. 选项A：凸透镜成实像的条件是物距大于一倍焦距，小飞虫在P点，位于透镜一倍焦距以内，此时成虚像，虚像无法呈现在光屏上，故该选项需判断正确性。
2. 选项B：蜡烛向透镜靠近时，物距减小，当物距大于一倍焦距时，实像随物距减小而变大；当物距小于一倍焦距（蜡烛越过焦点），成正立放大的虚像，此时虚像随物距减小而变小，因此像并非一直变大。
3. 选项C、D：切除透镜中间部分后，A、B合拢相当于两个独立的凸透镜，各自主光轴偏移，会分别成两个像，并非与图a成像情况相同，也不是亮度变暗，因此需判断这两个选项的错误性。
【解析】
选项A：凸透镜成像中，物距小于一倍焦距时成虚像，虚像不能用光屏承接。小飞虫在P点（一倍焦距内），无法在光屏上成像，故A正确。
选项B：蜡烛靠近透镜，物距减小，当物距＞f时，实像变大；当物距＜f时，虚像变小，因此像不是一直变大，故B错误。
选项C、D：A、B合拢后，相当于两个主光轴偏移的凸透镜，会各自成一个像，光屏上出现两个像，与图a的单个像不同，并非亮度变暗，也不是无法成像，故C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像的核心规律，易错点在于对“虚像无法用光屏承接”“透镜分割后主光轴变化的成像特点”的理解，需结合物距与焦距的关系逐一分析选项，避免混淆实像、虚像的成像条件及变化规律。
【难度系数】
0.3
5 核心素养科学思维[2025 四川资阳期末,中]小明同学找来一个薄壁圆柱形玻璃杯,并将画有箭头的白纸贴在玻璃杯后,观察结果如图甲所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻璃杯观察纸上的“箭头”。将白纸逐渐远离玻璃杯的过程中,可依次观察到情景(
A.丁、乙、丙
B.乙、丙、丁
C.丙、丁、乙
D.丁、丙、乙
D
)A.丁、乙、丙
B.乙、丙、丁
C.丙、丁、乙
D.丁、丙、乙
答案
D 【解析】注入水后的圆柱形玻璃杯相当于凸透镜,将白纸逐渐远离玻璃杯的过程中,开始时白纸位于焦距以内,成正立、放大的虚像,白纸上的箭头方向不变,左右变长,是丁图;接着将白纸移动到1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像,白纸上的箭头左右方向改变,左右变长,是丙图;最后将白纸移动到2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,白纸上的箭头左右变短,方向改变(相对于图甲中箭头的方向),故是乙图,正确的顺序是丁、丙、乙。故选D。
解析
【分析】
装水的圆柱形玻璃杯相当于凸透镜，当白纸（物体）逐渐远离玻璃杯时，物距不断增大，需依据凸透镜成像规律，分阶段判断成像的正倒、大小、虚实，以及箭头方向的变化，以此确定观察到的情景顺序。
【解析】
装水的薄壁圆柱形玻璃杯中间厚、边缘薄，相当于凸透镜。将白纸逐渐远离玻璃杯的过程中，物距（物体到凸透镜的距离）逐渐增大，成像依次变化：
1. 当物距小于凸透镜的焦距时，成正立、放大的虚像，此时箭头方向与原箭头（甲中向右）一致，且像左右方向变长，对应图丁；
2. 当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，箭头左右方向反转（原向右变为向左），像仍放大，对应图丙；
3. 当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，箭头方向仍反转，像比丙的像更小，对应图乙。
因此，依次观察到的情景是丁、丙、乙，故选D。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合生活中的透镜（装水玻璃杯）考查凸透镜成像规律的应用，需要学生理解物距变化对成像特点的影响，区分实像与虚像的差异，属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】
0.5
装水的圆柱形玻璃杯相当于凸透镜，当白纸（物体）逐渐远离玻璃杯时，物距不断增大，需依据凸透镜成像规律，分阶段判断成像的正倒、大小、虚实，以及箭头方向的变化，以此确定观察到的情景顺序。
【解析】
装水的薄壁圆柱形玻璃杯中间厚、边缘薄，相当于凸透镜。将白纸逐渐远离玻璃杯的过程中，物距（物体到凸透镜的距离）逐渐增大，成像依次变化：
1. 当物距小于凸透镜的焦距时，成正立、放大的虚像，此时箭头方向与原箭头（甲中向右）一致，且像左右方向变长，对应图丁；
2. 当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，箭头左右方向反转（原向右变为向左），像仍放大，对应图丙；
3. 当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，箭头方向仍反转，像比丙的像更小，对应图乙。
因此，依次观察到的情景是丁、丙、乙，故选D。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合生活中的透镜（装水玻璃杯）考查凸透镜成像规律的应用，需要学生理解物距变化对成像特点的影响，区分实像与虚像的差异，属于中等难度的应用类题目。
【难度系数】
0.5
