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12.(2024·沛县期末)小强同学把点光源(S)、凸透镜(L)、光屏(P)放在如图所示位置时,S发射的光线经透镜折射后沿水平方向平行照射到光屏上.他再用一烛焰S',在图示位置上取代发光点S,这时若要使烛焰S'在光屏P上成清晰的像,以下几种操作中不可行的是 (
A.保持透镜L不动,将烛焰S'向左移动适当距离,再将光屏P向左移动适当距离
B.保持透镜L和光屏P不动,只将烛焰S'向左移动适当距离
C.保持透镜L不动,将烛焰S'向左移动适当距离,再将光屏P向右移动适当距离
D.保持烛焰S'和光屏P不动,只将透镜L向右移动适当距离
D
)A.保持透镜L不动,将烛焰S'向左移动适当距离,再将光屏P向左移动适当距离
B.保持透镜L和光屏P不动,只将烛焰S'向左移动适当距离
C.保持透镜L不动,将烛焰S'向左移动适当距离,再将光屏P向右移动适当距离
D.保持烛焰S'和光屏P不动,只将透镜L向右移动适当距离
答案
12.D
解析
【分析】
首先根据题意，点光源S发出的光线经透镜折射后平行于主光轴，说明S在凸透镜的焦点上，由此确定凸透镜的焦距；再结合凸透镜成像规律（物距、像距与焦距的关系，以及物像移动的规律），逐一分析各选项操作是否能让烛焰在光屏上成清晰的像。
【解析】
1. 确定焦距：由S发出的光线经透镜折射后平行于主光轴，可知S位于凸透镜的焦点处，因此焦距$ f = 40\mathrm{cm} - 30\mathrm{cm} = 10\mathrm{cm} $。
2. 分析各选项：
选项A：保持透镜不动，烛焰向左移动，物距$ u $增大（$ u＞f $），根据“物远像近像变小”，像距$ v $会减小，因此需将光屏向左移动适当距离，才能成清晰的像，操作可行。
选项B：保持透镜和光屏不动，此时像距$ v = 60\mathrm{cm} - 40\mathrm{cm} = 20\mathrm{cm} $，由凸透镜成像公式$ \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} $，代入$ f=10\mathrm{cm} $、$ v=20\mathrm{cm} $，解得$ u=20\mathrm{cm} $，即烛焰需向左移动到$ 40\mathrm{cm} - 20\mathrm{cm} = 20\mathrm{cm} $处，刚好满足成像条件，操作可行。
选项C：保持透镜不动，烛焰向左移动，若物距$ u $在$ f＜u＜2f $范围内，像距$ v $会大于$ 2f=20\mathrm{cm} $，因此需将光屏向右移动适当距离，才能成清晰的像，操作可行。
选项D：保持烛焰和光屏不动，两者间距为$ 60\mathrm{cm} - 30\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm} $。设透镜向右移动后，物距为$ u $，像距为$ v $，则$ u+v=30\mathrm{cm} $，结合成像公式$ \frac{1}{10} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} $，联立得方程$ u^2 -30u +300=0 $，判别式$ \Delta=900-1200=-300＜0 $，无实根，无法满足成像条件，操作不可行。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距的确定
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是先确定焦距，再结合成像公式和物像移动规律分析操作的可行性，需注意物距、像距的变化关系，以及方程解的存在性判断。
【难度系数】
0.5
首先根据题意，点光源S发出的光线经透镜折射后平行于主光轴，说明S在凸透镜的焦点上，由此确定凸透镜的焦距；再结合凸透镜成像规律（物距、像距与焦距的关系，以及物像移动的规律），逐一分析各选项操作是否能让烛焰在光屏上成清晰的像。
【解析】
1. 确定焦距：由S发出的光线经透镜折射后平行于主光轴，可知S位于凸透镜的焦点处，因此焦距$ f = 40\mathrm{cm} - 30\mathrm{cm} = 10\mathrm{cm} $。
2. 分析各选项：
选项A：保持透镜不动，烛焰向左移动，物距$ u $增大（$ u＞f $），根据“物远像近像变小”，像距$ v $会减小，因此需将光屏向左移动适当距离，才能成清晰的像，操作可行。
选项B：保持透镜和光屏不动，此时像距$ v = 60\mathrm{cm} - 40\mathrm{cm} = 20\mathrm{cm} $，由凸透镜成像公式$ \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} $，代入$ f=10\mathrm{cm} $、$ v=20\mathrm{cm} $，解得$ u=20\mathrm{cm} $，即烛焰需向左移动到$ 40\mathrm{cm} - 20\mathrm{cm} = 20\mathrm{cm} $处，刚好满足成像条件，操作可行。
选项C：保持透镜不动，烛焰向左移动，若物距$ u $在$ f＜u＜2f $范围内，像距$ v $会大于$ 2f=20\mathrm{cm} $，因此需将光屏向右移动适当距离，才能成清晰的像，操作可行。
选项D：保持烛焰和光屏不动，两者间距为$ 60\mathrm{cm} - 30\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm} $。设透镜向右移动后，物距为$ u $，像距为$ v $，则$ u+v=30\mathrm{cm} $，结合成像公式$ \frac{1}{10} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} $，联立得方程$ u^2 -30u +300=0 $，判别式$ \Delta=900-1200=-300＜0 $，无实根，无法满足成像条件，操作不可行。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距的确定
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是先确定焦距，再结合成像公式和物像移动规律分析操作的可行性，需注意物距、像距的变化关系，以及方程解的存在性判断。
【难度系数】
0.5
13.如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”时，小明将蜡烛沿主光轴由距透镜90 cm移至120 cm的过程中，发现烛焰在图示位置光屏上的像一直比较清晰。若他再将蜡烛移至距透镜7 cm处，移动光屏，则光屏上得到的像一定是（
A.放大的像
B.等大的像
C.缩小的像
D.正立的像
A
）A.放大的像
B.等大的像
C.缩小的像
D.正立的像
答案
13.A
解析
【分析】要解决此题，首先需确定凸透镜的焦距：当物距远大于2倍焦距时，像距近似等于焦距，结合图示可算出焦距；再根据蜡烛距透镜7cm的物距，判断其与焦距、2倍焦距的关系，最后依据凸透镜成像规律确定成像性质，从而选出答案。
【解析】1. 确定焦距：由题意，当蜡烛距透镜90cm~120cm时，物距远大于2倍焦距，此时像距近似等于焦距。从图中可知，透镜位置为145cm，光屏位置为150cm，因此像距$v=150\mathrm{cm}-145\mathrm{cm}=5\mathrm{cm}$，即凸透镜的焦距$f=5\mathrm{cm}$。2. 判断物距与焦距的关系：蜡烛移至距透镜7cm处，物距$u=7\mathrm{cm}$，此时$f=5\mathrm{cm}$，$2f=10\mathrm{cm}$，满足$f＜u＜2f$。3. 依据凸透镜成像规律：当$f＜u＜2f$时，成倒立、放大的实像，因此光屏上得到的是放大的像。
【答案】A
【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，核心是先根据题目条件求出焦距，再结合物距判断成像性质，需熟练掌握成像规律的内容，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定焦距：由题意，当蜡烛距透镜90cm~120cm时，物距远大于2倍焦距，此时像距近似等于焦距。从图中可知，透镜位置为145cm，光屏位置为150cm，因此像距$v=150\mathrm{cm}-145\mathrm{cm}=5\mathrm{cm}$，即凸透镜的焦距$f=5\mathrm{cm}$。2. 判断物距与焦距的关系：蜡烛移至距透镜7cm处，物距$u=7\mathrm{cm}$，此时$f=5\mathrm{cm}$，$2f=10\mathrm{cm}$，满足$f＜u＜2f$。3. 依据凸透镜成像规律：当$f＜u＜2f$时，成倒立、放大的实像，因此光屏上得到的是放大的像。
【答案】A
【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，核心是先根据题目条件求出焦距，再结合物距判断成像性质，需熟练掌握成像规律的内容，难度适中。
【难度系数】0.6
14.请在图中画出物体AB的像$A'B'$的大概位置.注:要能正确反映像的大小、正倒和虚实,但不需要画光线图. 
第14题图
第14题图答案
14.如答图所示
解析
【分析】要画出物体AB经凸透镜所成的像，需依据凸透镜成像规律：当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，且虚像与物体在透镜的同侧（本题中为透镜左侧）。因此只需在透镜左侧画出正立、放大的虚像A'B'，即可正确反映像的大小、正倒和虚实。
【解析】根据凸透镜成像规律，物体AB在一倍焦距（F）以内，成正立、放大的虚像，虚像与物体在透镜同侧，故在透镜左侧，物体AB的同侧，画出正立且比AB大的虚像A'B'，位置如答图所示。
【答案】如答图所示
【知识点】凸透镜成像规律，虚像的特点
【点评】本题考查凸透镜成像规律的基础应用，核心是掌握一倍焦距内凸透镜成正立放大虚像的规律，属于基础作图题，难度较低。
【难度系数】0.4
【解析】根据凸透镜成像规律，物体AB在一倍焦距（F）以内，成正立、放大的虚像，虚像与物体在透镜同侧，故在透镜左侧，物体AB的同侧，画出正立且比AB大的虚像A'B'，位置如答图所示。
【答案】如答图所示
【知识点】凸透镜成像规律，虚像的特点
【点评】本题考查凸透镜成像规律的基础应用，核心是掌握一倍焦距内凸透镜成正立放大虚像的规律，属于基础作图题，难度较低。
【难度系数】0.4
15.在图中画出通过凸透镜的折射光线. 
第15题图
第15题图答案
15.如答图所示
解析
【分析】要画出通过凸透镜的折射光线，需利用凸透镜的成像规律：当物体位于凸透镜左侧2倍焦距处（物距$u=2f$）时，根据凸透镜的折射特点，此时折射光线会会聚到凸透镜右侧的2倍焦距处，因此入射光线从左侧2f点发出，经过凸透镜后，折射光线应指向右侧的2f点，据此即可完成折射光线的绘制。
【解析】根据凸透镜的成像规律，当物距$u=2f$时，像距$v=2f$，即从左侧2f处发出的光线，经过凸透镜折射后，会沿直线传播至右侧的2f点处。因此，连接凸透镜上的入射点与右侧2f点，并标出光线的箭头方向，即为所求的折射光线。
【答案】
【知识点】凸透镜成像规律、凸透镜作图
【点评】本题考查凸透镜的折射规律，属于基础作图题，需牢记物距为2f时的折射光线特点，是凸透镜作图的基础题型。
【难度系数】0.7
【解析】根据凸透镜的成像规律，当物距$u=2f$时，像距$v=2f$，即从左侧2f处发出的光线，经过凸透镜折射后，会沿直线传播至右侧的2f点处。因此，连接凸透镜上的入射点与右侧2f点，并标出光线的箭头方向，即为所求的折射光线。
【答案】
【知识点】凸透镜成像规律、凸透镜作图
【点评】本题考查凸透镜的折射规律，属于基础作图题，需牢记物距为2f时的折射光线特点，是凸透镜作图的基础题型。
【难度系数】0.7
16.做“探究凸透镜成像规律”实验时，把蜡烛放在二倍焦距之外，移动光屏找到像.若将蜡烛向凸透镜移动$s_1$的距离（此时物距仍然大于二倍焦距），移动光屏重新找到像，光屏移动的距离为$s_2$.则下列说法正确的是 （
A.光屏远离透镜移动，光屏上的像变小
B.光屏远离透镜移动，且$s_2 ＜ s_1$
C.光屏靠近透镜移动，光屏上的像变大
D.光屏靠近透镜移动，且$s_2 = s_1$
B
）A.光屏远离透镜移动，光屏上的像变小
B.光屏远离透镜移动，且$s_2 ＜ s_1$
C.光屏靠近透镜移动，光屏上的像变大
D.光屏靠近透镜移动，且$s_2 = s_1$
答案
16.B
解析
【分析】
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律逐步分析：首先明确初始状态是蜡烛在二倍焦距外（物距u＞2f），成倒立缩小的实像；当蜡烛向透镜移动（物距减小），根据凸透镜成像的核心规律“物近像远像变大”，可判断像距和像的大小变化，再进一步分析物移动距离s₁和像移动距离s₂的关系，最终确定正确选项。
【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，且满足“物近像远像变大”。
1. 蜡烛向凸透镜移动s₁（此时物距仍大于二倍焦距），物距减小，因此像距增大，光屏需远离透镜，故排除C、D选项（二者均表述光屏靠近透镜，错误）；
2. 物距减小，像距增大，光屏上的像会变大，A选项说“像变小”，错误；
3. 当物距u＞2f时，物移动的距离（s₁）大于像移动的距离（s₂），即s₂ ＜ s₁，B选项符合该关系，正确。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律，物距与像距的关系
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是掌握“物近像远像变大”的规律，以及物距、像距变化时的距离关系，属于基础题型，需准确理解规律的内涵。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合凸透镜成像规律逐步分析：首先明确初始状态是蜡烛在二倍焦距外（物距u＞2f），成倒立缩小的实像；当蜡烛向透镜移动（物距减小），根据凸透镜成像的核心规律“物近像远像变大”，可判断像距和像的大小变化，再进一步分析物移动距离s₁和像移动距离s₂的关系，最终确定正确选项。
【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，且满足“物近像远像变大”。
1. 蜡烛向凸透镜移动s₁（此时物距仍大于二倍焦距），物距减小，因此像距增大，光屏需远离透镜，故排除C、D选项（二者均表述光屏靠近透镜，错误）；
2. 物距减小，像距增大，光屏上的像会变大，A选项说“像变小”，错误；
3. 当物距u＞2f时，物移动的距离（s₁）大于像移动的距离（s₂），即s₂ ＜ s₁，B选项符合该关系，正确。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律，物距与像距的关系
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是掌握“物近像远像变大”的规律，以及物距、像距变化时的距离关系，属于基础题型，需准确理解规律的内涵。
【难度系数】
0.6
