例1 小红拿着爷爷的放大镜观看周围的物体时发现，近处的物体是正立、放大的，而稍远处的物体是倒立、放大的，更远处的物体则是倒立、缩小的。针对这一现象，同学们经过讨论提出了下面四个问题。你认为最具有探究价值且易于探究的科学问题是（）

A.放大镜成像情况与哪些因素有关？
B.放大镜所成物体的像有哪些种类？
C.凸透镜成像情况与物体和凸透镜之间的距离有何关系？
D.凸透镜成像的条件是什么？

C

【分析】首先观察题目中的现象：用放大镜（凸透镜）看不同距离的物体时，成像的正倒、大小不同，说明成像情况随物体到凸透镜的距离变化而变化。接下来分析四个选项：A选项“与哪些因素有关”过于宽泛，没有聚焦具体的探究方向，不易开展探究；B选项仅问像的种类，未涉及成像变化的原因，不符合探究价值；C选项明确指向“成像情况与物体和凸透镜的距离（物距）的关系”，正好对应题目中不同距离成像不同的核心现象，问题具体且易于通过实验探究；D选项“成像的条件”过于笼统，未针对题目中物距影响成像的核心问题。因此最有探究价值且易于探究的是C选项。
【解析】放大镜属于凸透镜，题目中不同距离的物体对应不同的物距，成像情况（正倒、大小）不同，说明成像与物距有关。逐一分析选项：A选项的问题范围太广，无法聚焦具体探究方向，不适合作为探究问题；B选项仅关注像的种类，未探究成像变化的原因，缺乏探究价值；C选项明确探究成像与物距的关系，紧扣题目现象，问题具体可操作，易于探究；D选项的成像条件问题过于笼统，未针对题目中物距影响成像的核心内容。综上，应选C。
【答案】C
【知识点】凸透镜成像规律；科学探究的基本环节
【点评】本题结合生活实例考查科学探究中提出问题的能力，要求学生能从现象中提炼出核心变量（物距），排除宽泛或不相关的选项，选出具体、可探究的问题，属于初中物理基础题型，需要学生掌握凸透镜成像的基本特点和科学探究问题的提出要求。
【难度系数】0.4

例2 在探究凸透镜成像规律的实验中：
(1)实验前，在光具座上由左至右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，并调整三者的高度，使它们的中心大致在同一高度上，目的是。
(2)实验时要先固定的位置，然后调整的位置，最后移动，直到光屏上出现烛焰清晰的像。
(3)由图甲可知，实验所用凸透镜的焦距为cm。
(4)点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到像，请你写出一个可能的原因：。
(5)调整后，把蜡烛放在距凸透镜18 cm处时，如图乙所示，在凸透镜另一侧的光屏上会得到一个倒立、的实像。
(6)如果让蜡烛在图乙的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，那么光屏应向(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
(7)实验进行一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像如图丙所示，要使像能够成在光屏的中央，可将凸透镜向(选填“上”或“下”)调整。

(1)使像成在光屏中央
(2)凸透镜 蜡烛 光屏
(3)10.0
(4)蜡烛到凸透镜的距离小于焦距，此时成的是虚像
(5)放大
(6)靠近
(7)下

【分析】
本题围绕凸透镜成像规律实验展开，需结合实验操作要求、焦距测量方法、凸透镜成像规律逐一解答各问题：
1. 实验前调整三者中心同一高度，目的是确保像成在光屏中央，便于观察；
2. 实验时先固定凸透镜位置，再调整蜡烛位置，最后移动光屏找清晰像，是实验常规操作步骤；
3. 平行光经凸透镜会聚的最小最亮处为焦点，焦点到透镜距离为焦距，结合图甲刻度计算焦距；
4. 光屏不能成像的原因，常见为物距小于焦距成虚像（虚像无法用光屏承接），或三者中心不在同一高度等；
5. 结合焦距和蜡烛到透镜的距离，判断成像性质；
6. 根据“物远像近像变小”的规律，判断光屏移动方向；
7. 蜡烛变短像上移，需调整凸透镜位置使像回中央。
【解析】
(1) 实验前调整蜡烛、凸透镜、光屏三者中心在同一高度，是为了让像成在光屏的中央，方便观察像；
(2) 实验时先固定凸透镜的位置，再调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰像；
(3) 图甲中，平行光经凸透镜后会聚在光屏上，该点为焦点，凸透镜位于30.0cm刻度处，光屏位于40.0cm刻度处，因此焦距$f=40.0\mathrm{cm}-30.0\mathrm{cm}=10.0\mathrm{cm}$；
(4) 不能在光屏上得到像的原因，可能是蜡烛到凸透镜的距离小于焦距，此时成正立放大的虚像，虚像无法用光屏承接（也可答三者中心不在同一高度、物距等于焦距等，合理即可）；
(5) 已知焦距$f=10.0\mathrm{cm}$，蜡烛距凸透镜18cm，满足$f＜u=18\mathrm{cm}＜2f$，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像；
(6) 蜡烛远离透镜，物距增大，根据“物远像近像变小”，像距减小，因此光屏应向靠近透镜的方向移动；
(7) 蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，像会向上移动，要使像成在光屏中央，可将凸透镜向下调整（或光屏向上、蜡烛向上）。
【答案】
(1) 使像成在光屏中央
(2) 凸透镜；蜡烛；光屏
(3) 10.0
(4) 蜡烛到凸透镜的距离小于焦距，此时成的是虚像
(5) 放大
(6) 靠近
(7) 下
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜焦距测量；实验操作规范
【点评】
本题是凸透镜成像规律的基础实验题，涵盖实验操作要点、焦距测量、成像规律应用，是光学核心知识点，考查学生对实验的理解和规律运用能力，难度适中。
【难度系数】
0.6