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5. (2025·苏州)探究凸透镜成像的规律时，把蜡烛、凸透镜和光屏置于光具座上，先固定好点燃的蜡烛和光屏，再移动凸透镜。当凸透镜距离蜡烛为16 cm和24 cm时，光屏上先后两次都呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是 （
A.第一次的像是缩小的
B.第二次的像比第一次大
C.蜡烛和光屏间的距离是40 cm
D.凸透镜的焦距是20 cm
C
）A.第一次的像是缩小的
B.第二次的像比第一次大
C.蜡烛和光屏间的距离是40 cm
D.凸透镜的焦距是20 cm
答案
5. C
解析
【分析】本题利用凸透镜成像的光路可逆原理：当蜡烛和光屏位置固定时，两次成像的物距与像距互换，即第一次物距对应第二次的像距，第二次物距对应第一次的像距。据此先计算蜡烛和光屏间的距离，再结合凸透镜成像规律判断各选项。
【解析】根据光路可逆，固定蜡烛和光屏时，两次成像的物距与像距互换。已知第一次物距$u_1=16\ \mathrm{cm}$，第二次物距$u_2=24\ \mathrm{cm}$，则第一次像距$v_1=u_2=24\ \mathrm{cm}$。
1. 蜡烛和光屏间的距离：$s=u_1+v_1=16\ \mathrm{cm}+24\ \mathrm{cm}=40\ \mathrm{cm}$，故C选项正确；
2. 凸透镜焦距：由$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，代入第一次数据得$\frac{1}{f}=\frac{1}{16\ \mathrm{cm}}+\frac{1}{24\ \mathrm{cm}}=\frac{5}{48\ \mathrm{cm}}$，解得$f=9.6\ \mathrm{cm}$，故D选项错误；
3. 像的性质：第一次$u_1=16\ \mathrm{cm}$，$f=9.6\ \mathrm{cm}$，$2f=19.2\ \mathrm{cm}$，此时$f＜u_1＜2f$，成放大实像，A错误；第二次$u_2=24\ \mathrm{cm}＞2f$，成缩小实像，第二次像比第一次小，B错误。
【答案】C
【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的光路可逆应用，核心是理解固定蜡烛和光屏时物像互换的关系，需掌握凸透镜成像公式和规律，属于中等难度的光学实验题。
【难度系数】0.5
【解析】根据光路可逆，固定蜡烛和光屏时，两次成像的物距与像距互换。已知第一次物距$u_1=16\ \mathrm{cm}$，第二次物距$u_2=24\ \mathrm{cm}$，则第一次像距$v_1=u_2=24\ \mathrm{cm}$。
1. 蜡烛和光屏间的距离：$s=u_1+v_1=16\ \mathrm{cm}+24\ \mathrm{cm}=40\ \mathrm{cm}$，故C选项正确；
2. 凸透镜焦距：由$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，代入第一次数据得$\frac{1}{f}=\frac{1}{16\ \mathrm{cm}}+\frac{1}{24\ \mathrm{cm}}=\frac{5}{48\ \mathrm{cm}}$，解得$f=9.6\ \mathrm{cm}$，故D选项错误；
3. 像的性质：第一次$u_1=16\ \mathrm{cm}$，$f=9.6\ \mathrm{cm}$，$2f=19.2\ \mathrm{cm}$，此时$f＜u_1＜2f$，成放大实像，A错误；第二次$u_2=24\ \mathrm{cm}＞2f$，成缩小实像，第二次像比第一次小，B错误。
【答案】C
【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的光路可逆应用，核心是理解固定蜡烛和光屏时物像互换的关系，需掌握凸透镜成像公式和规律，属于中等难度的光学实验题。
【难度系数】0.5
6. 已知在某物体透过凸透镜在距离透镜25厘米的光屏上成放大的像，若将物体移动到距离凸透镜30厘米处，则此时成 （
A.放大的虚像
B.正立的虚像
C.放大的实像
D.缩小的实像
D
）A.放大的虚像
B.正立的虚像
C.放大的实像
D.缩小的实像
答案
6. D
解析
【分析】
首先明确：光屏上能呈现的像为实像，因此第一次成放大的像属于凸透镜成实像的情况。根据凸透镜成像规律，当凸透镜成放大实像时，像距满足$v＞2f$（$f$为焦距）。结合题目中像距$v=25$厘米，可先求出焦距的范围；再根据移动后的物距，结合焦距范围判断成像性质，进而选出正确选项。
【解析】
1. 确定焦距范围：
光屏上成放大的像为实像，对应凸透镜成放大实像的条件：$f＜u＜2f$，且像距$v＞2f$。已知像距$v=25$厘米，因此$2f＜25$厘米，解得$f＜12.5$厘米。
2. 判断移动后的成像性质：
物体移动后距离凸透镜$30$厘米，即物距$u'=30$厘米。结合$f＜12.5$厘米，可得$2f＜25$厘米，因此$u'=30$厘米$＞2f$。根据凸透镜成像规律，当物距$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，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实际应用，核心是根据第一次成像的像距确定焦距范围，再结合第二次物距判断成像类型，属于基础应用题型，需熟练掌握凸透镜成像的规律条件。
【难度系数】
0.6
首先明确：光屏上能呈现的像为实像，因此第一次成放大的像属于凸透镜成实像的情况。根据凸透镜成像规律，当凸透镜成放大实像时，像距满足$v＞2f$（$f$为焦距）。结合题目中像距$v=25$厘米，可先求出焦距的范围；再根据移动后的物距，结合焦距范围判断成像性质，进而选出正确选项。
【解析】
1. 确定焦距范围：
光屏上成放大的像为实像，对应凸透镜成放大实像的条件：$f＜u＜2f$，且像距$v＞2f$。已知像距$v=25$厘米，因此$2f＜25$厘米，解得$f＜12.5$厘米。
2. 判断移动后的成像性质：
物体移动后距离凸透镜$30$厘米，即物距$u'=30$厘米。结合$f＜12.5$厘米，可得$2f＜25$厘米，因此$u'=30$厘米$＞2f$。根据凸透镜成像规律，当物距$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，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实际应用，核心是根据第一次成像的像距确定焦距范围，再结合第二次物距判断成像类型，属于基础应用题型，需熟练掌握凸透镜成像的规律条件。
【难度系数】
0.6
7.（2023·东营）在“探究凸透镜成像规律”的实验中，点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像.下列说法正确的是（
A.该凸透镜的焦距是15 cm
B.图中成像特点与投影仪的成像特点相同
C.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上成的像会下移
D.保持蜡烛与光屏不动，向左移动透镜至合适位置，光屏上仍能得到清晰的像
D
）A.该凸透镜的焦距是15 cm
B.图中成像特点与投影仪的成像特点相同
C.燃烧的蜡烛不断变短，光屏上成的像会下移
D.保持蜡烛与光屏不动，向左移动透镜至合适位置，光屏上仍能得到清晰的像
答案
7. D
解析
【分析】
要解决本题，需先确定实验中的物距、像距，再结合凸透镜成像规律逐一分析选项：首先从图中读取蜡烛、凸透镜、光屏对应的刻度，计算物距$u$和像距$v$；再根据凸透镜成像规律（$u＞2f$时成倒立缩小实像、$f＜u＜2f$时成倒立放大实像等），结合蜡烛变短的像的移动规律、光路可逆原理判断各选项的正误。
【解析】
1. 计算物距和像距：由图可知，蜡烛在20cm刻度处，凸透镜在50cm刻度处，光屏在65cm刻度处，因此物距$u=50cm-20cm=30cm$，像距$v=65cm-50cm=15cm$。
2. 分析选项A：此时$u＞v$，成倒立缩小的实像，满足$u＞2f$、$f＜v＜2f$，即$30cm＞2f$且$15cm＞f$，解得$f＜15cm$，故A错误。
3. 分析选项B：投影仪成倒立放大的实像，而本题成倒立缩小的实像，与照相机成像特点相同，故B错误。
4. 分析选项C：蜡烛不断变短，烛焰向下移动，根据“过凸透镜光心的光线传播方向不变”，光屏上的像会向上移动，而非下移，故C错误。
5. 分析选项D：根据光路可逆原理，保持蜡烛与光屏不动，向左移动透镜，当新的物距$u'=v=15cm$，新的像距$v'=u=30cm$时，光屏上会再次成清晰的像，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆、实像特点
【点评】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开，考查物距像距的计算、成像规律的应用、像的移动规律及光路可逆原理，是光学实验的高频考点，需熟练掌握凸透镜成像的核心规律。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先确定实验中的物距、像距，再结合凸透镜成像规律逐一分析选项：首先从图中读取蜡烛、凸透镜、光屏对应的刻度，计算物距$u$和像距$v$；再根据凸透镜成像规律（$u＞2f$时成倒立缩小实像、$f＜u＜2f$时成倒立放大实像等），结合蜡烛变短的像的移动规律、光路可逆原理判断各选项的正误。
【解析】
1. 计算物距和像距：由图可知，蜡烛在20cm刻度处，凸透镜在50cm刻度处，光屏在65cm刻度处，因此物距$u=50cm-20cm=30cm$，像距$v=65cm-50cm=15cm$。
2. 分析选项A：此时$u＞v$，成倒立缩小的实像，满足$u＞2f$、$f＜v＜2f$，即$30cm＞2f$且$15cm＞f$，解得$f＜15cm$，故A错误。
3. 分析选项B：投影仪成倒立放大的实像，而本题成倒立缩小的实像，与照相机成像特点相同，故B错误。
4. 分析选项C：蜡烛不断变短，烛焰向下移动，根据“过凸透镜光心的光线传播方向不变”，光屏上的像会向上移动，而非下移，故C错误。
5. 分析选项D：根据光路可逆原理，保持蜡烛与光屏不动，向左移动透镜，当新的物距$u'=v=15cm$，新的像距$v'=u=30cm$时，光屏上会再次成清晰的像，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆、实像特点
【点评】
本题围绕“探究凸透镜成像规律”实验展开，考查物距像距的计算、成像规律的应用、像的移动规律及光路可逆原理，是光学实验的高频考点，需熟练掌握凸透镜成像的核心规律。
【难度系数】
0.5
8.（2024·临沂）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上承接到烛焰清晰的像.保持凸透镜的位置不变，则（
A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0 cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0 cm刻度线上，光屏上仍能承接到像
C
）A.实验所用凸透镜的焦距可能为10.0 cm
B.光屏上承接到的像是烛焰倒立、放大的实像
C.将蜡烛和光屏的位置互换，光屏上仍能承接到像
D.将蜡烛移至45.0 cm刻度线上，光屏上仍能承接到像
答案
8. C
解析
【分析】首先确定物距和像距：由图可知，蜡烛在20.0cm刻度处，凸透镜在50.0cm刻度处，因此物距$u=50.0\mathrm{cm}-20.0\mathrm{cm}=30.0\mathrm{cm}$；光屏在60.0cm刻度处，像距$v=60.0\mathrm{cm}-50.0\mathrm{cm}=10.0\mathrm{cm}$。根据凸透镜成像规律，此时$u＞v$，说明成倒立、缩小的实像，且满足$u＞2f$、$f＜v＜2f$，代入数据可得$30\mathrm{cm}＞2f$且$f＜10\mathrm{cm}＜2f$，解得$5\mathrm{cm}＜f＜10\mathrm{cm}$。再逐一分析选项：A选项若$f=10.0\mathrm{cm}$，则$v=10.0\mathrm{cm}=f$，凸透镜不成像；B选项此时成倒立缩小实像，并非放大；C选项利用光路可逆性，互换后仍能成像；D选项蜡烛移至45cm处时物距小于焦距，成虚像无法用光屏承接。
【解析】根据图中刻度计算：物距$u=50.0\mathrm{cm}-20.0\mathrm{cm}=30.0\mathrm{cm}$，像距$v=60.0\mathrm{cm}-50.0\mathrm{cm}=10.0\mathrm{cm}$。结合凸透镜成像规律，此时$u＞v$，成倒立、缩小的实像，且满足$u＞2f$、$f＜v＜2f$，即$30\mathrm{cm}＞2f$、$f＜10\mathrm{cm}＜2f$，得$5\mathrm{cm}＜f＜10\mathrm{cm}$。
选项A：若$f=10.0\mathrm{cm}$，则$v=10.0\mathrm{cm}=f$，此时凸透镜不成像，光屏无法承接，A错误；
选项B：当前$u＞2f$，成倒立、缩小的实像，不是放大的实像，B错误；
选项C：根据光路可逆原理，互换蜡烛和光屏位置后，物距变为$10.0\mathrm{cm}$，像距变为$30.0\mathrm{cm}$，此时$f＜10.0\mathrm{cm}＜2f$，成倒立、放大的实像，光屏能承接到像，C正确；
选项D：蜡烛移至45.0cm刻度线时，物距$u=50.0\mathrm{cm}-45.0\mathrm{cm}=5.0\mathrm{cm}$，因$5\mathrm{cm}＜f＜10\mathrm{cm}$，故$u＜f$，成正立、放大的虚像，虚像无法用光屏承接，D错误。
【答案】C
【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，核心是先确定物距和像距，结合成像条件分析各选项，同时利用光路可逆性判断互换后的成像情况，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】0.5
【解析】根据图中刻度计算：物距$u=50.0\mathrm{cm}-20.0\mathrm{cm}=30.0\mathrm{cm}$，像距$v=60.0\mathrm{cm}-50.0\mathrm{cm}=10.0\mathrm{cm}$。结合凸透镜成像规律，此时$u＞v$，成倒立、缩小的实像，且满足$u＞2f$、$f＜v＜2f$，即$30\mathrm{cm}＞2f$、$f＜10\mathrm{cm}＜2f$，得$5\mathrm{cm}＜f＜10\mathrm{cm}$。
选项A：若$f=10.0\mathrm{cm}$，则$v=10.0\mathrm{cm}=f$，此时凸透镜不成像，光屏无法承接，A错误；
选项B：当前$u＞2f$，成倒立、缩小的实像，不是放大的实像，B错误；
选项C：根据光路可逆原理，互换蜡烛和光屏位置后，物距变为$10.0\mathrm{cm}$，像距变为$30.0\mathrm{cm}$，此时$f＜10.0\mathrm{cm}＜2f$，成倒立、放大的实像，光屏能承接到像，C正确；
选项D：蜡烛移至45.0cm刻度线时，物距$u=50.0\mathrm{cm}-45.0\mathrm{cm}=5.0\mathrm{cm}$，因$5\mathrm{cm}＜f＜10\mathrm{cm}$，故$u＜f$，成正立、放大的虚像，虚像无法用光屏承接，D错误。
【答案】C
【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，核心是先确定物距和像距，结合成像条件分析各选项，同时利用光路可逆性判断互换后的成像情况，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】0.5
9. (2025·长沙)晚上看电视时,小星将一个凸透镜在电视机和对面墙壁之间来回移动,发现移动到某位置时,墙上清晰地呈现出电视画面倒立缩小的像.这个像与下列哪种光学器材的成像情况相同 (
A.放大镜
B.照相机
C.投影仪
D.平面镜
B
)A.放大镜
B.照相机
C.投影仪
D.平面镜
答案
9. B
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像规律的应用，解题思路是先明确题目中凸透镜所成像的特点（倒立、缩小的实像），再逐一分析各选项光学器材的成像情况，匹配对应成像特点即可得出答案。
【解析】
根据凸透镜成像规律：当物距$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，这一成像特点应用于照相机。逐一分析选项：
A. 放大镜：利用物距$u＜f$时成正立、放大的虚像，不符合题意；
B. 照相机：利用物距$u＞2f$时成倒立、缩小的实像，与题目中成像情况相同，符合题意；
C. 投影仪：利用物距$f＜u＜2f$时成倒立、放大的实像，不符合题意；
D. 平面镜：成正立、等大的虚像，不符合题意。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、光学器材的成像应用
【点评】
本题结合生活场景考查凸透镜成像规律的基础应用，难度较低，需学生牢记不同光学器材对应的成像特点即可解答。
【难度系数】
0.8
本题考查凸透镜成像规律的应用，解题思路是先明确题目中凸透镜所成像的特点（倒立、缩小的实像），再逐一分析各选项光学器材的成像情况，匹配对应成像特点即可得出答案。
【解析】
根据凸透镜成像规律：当物距$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，这一成像特点应用于照相机。逐一分析选项：
A. 放大镜：利用物距$u＜f$时成正立、放大的虚像，不符合题意；
B. 照相机：利用物距$u＞2f$时成倒立、缩小的实像，与题目中成像情况相同，符合题意；
C. 投影仪：利用物距$f＜u＜2f$时成倒立、放大的实像，不符合题意；
D. 平面镜：成正立、等大的虚像，不符合题意。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律、光学器材的成像应用
【点评】
本题结合生活场景考查凸透镜成像规律的基础应用，难度较低，需学生牢记不同光学器材对应的成像特点即可解答。
【难度系数】
0.8
10. 将一物体分别放在甲、乙两凸透镜前等距离处，通过甲透镜成缩小的像，通过乙透镜成放大的像，由此可推断：甲透镜的焦距
小于
（小于/等于/大于）乙透镜的焦距。答案
10. 小于
解析
【分析】
首先明确物体到甲、乙两透镜的物距u相等，再结合凸透镜成像规律分析：凸透镜成缩小实像的条件是物距大于2倍焦距，成放大实像的条件是物距在1倍到2倍焦距之间。通过推导甲、乙透镜焦距与物距的关系，即可比较两者焦距大小。
【解析】
设物体到两透镜的物距均为u。
1. 对于甲透镜：成缩小的像，根据凸透镜成像规律，当u＞2f时成缩小的实像，因此有u＞2f甲，变形得f甲 ＜ u/2；
2. 对于乙透镜：成放大的像，根据凸透镜成像规律，当f＜u＜2f时成放大的实像，因此有f乙 ＜ u ＜ 2f乙，变形得f乙 ＞ u/2；
由于u相同，所以f甲 ＜ u/2 ＜ f乙，因此甲透镜的焦距小于乙透镜的焦距。
【答案】
小于
【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，核心是利用成像特点推导焦距与物距的关系，属于基础题型，需熟练掌握凸透镜成像的条件。
【难度系数】
0.6
首先明确物体到甲、乙两透镜的物距u相等，再结合凸透镜成像规律分析：凸透镜成缩小实像的条件是物距大于2倍焦距，成放大实像的条件是物距在1倍到2倍焦距之间。通过推导甲、乙透镜焦距与物距的关系，即可比较两者焦距大小。
【解析】
设物体到两透镜的物距均为u。
1. 对于甲透镜：成缩小的像，根据凸透镜成像规律，当u＞2f时成缩小的实像，因此有u＞2f甲，变形得f甲 ＜ u/2；
2. 对于乙透镜：成放大的像，根据凸透镜成像规律，当f＜u＜2f时成放大的实像，因此有f乙 ＜ u ＜ 2f乙，变形得f乙 ＞ u/2；
由于u相同，所以f甲 ＜ u/2 ＜ f乙，因此甲透镜的焦距小于乙透镜的焦距。
【答案】
小于
【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，核心是利用成像特点推导焦距与物距的关系，属于基础题型，需熟练掌握凸透镜成像的条件。
【难度系数】
0.6
