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1. (2025·盐城响水期末)如图所示,从某一角度可同时观察到玻璃杯中一条小金鱼成4个像。从像的形成原因角度分析,仅由于光的折射形成的是 （）
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
答案
B
【分析】
要解决本题，需明确光的反射与折射的成像原理：玻璃杯中观察到的4个像里，①和④是光的反射形成的（玻璃杯弧形内壁相当于平面镜，金鱼的光经内壁反射后进入人眼）；②和③是光的折射形成的（金鱼的光从水中斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看到折射形成的虚像）。题目要求选出仅由光的折射形成的像，对应②和③。
【解析】
玻璃杯中，①、④是光的反射形成的虚像：玻璃杯的弧形侧面类似平面镜，金鱼反射的光经玻璃内壁反射后进入人眼，形成反射成像；②、③是光的折射形成的虚像：金鱼发出的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线看到的是折射形成的虚像。因此仅由光的折射形成的是②和③，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的反射、光的折射
【点评】
本题结合生活中的光学现象，考查光的反射与折射的成像区分，需理解两种成像的本质差异，属于基础光学应用题目。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决本题，需明确光的反射与折射的成像原理：玻璃杯中观察到的4个像里，①和④是光的反射形成的（玻璃杯弧形内壁相当于平面镜，金鱼的光经内壁反射后进入人眼）；②和③是光的折射形成的（金鱼的光从水中斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看到折射形成的虚像）。题目要求选出仅由光的折射形成的像，对应②和③。
【解析】
玻璃杯中，①、④是光的反射形成的虚像：玻璃杯的弧形侧面类似平面镜，金鱼反射的光经玻璃内壁反射后进入人眼，形成反射成像；②、③是光的折射形成的虚像：金鱼发出的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线看到的是折射形成的虚像。因此仅由光的折射形成的是②和③，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的反射、光的折射
【点评】
本题结合生活中的光学现象，考查光的反射与折射的成像区分，需理解两种成像的本质差异，属于基础光学应用题目。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
要解决本题，需明确光的反射与折射的成像原理：玻璃杯中观察到的4个像中，①和④是光的反射形成的（玻璃杯弧形内壁相当于平面镜，金鱼的光经内壁反射后进入人眼）；②和③是光的折射形成的（金鱼的光从水中斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看到折射形成的虚像）。题目要求选出仅由光的折射形成的像，对应②和③。
【解析】
玻璃杯中，①、④是光的反射形成的虚像：玻璃杯的弧形侧面类似平面镜，金鱼反射的光经玻璃内壁反射后进入人眼，形成反射成像；②、③是光的折射形成的虚像：金鱼发出的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线看到的是折射形成的虚像。因此仅由光的折射形成的是②和③，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的反射、光的折射
【点评】
本题结合生活中的光学现象，考查光的反射与折射的成像区分，需理解两种成像的本质差异，属于基础光学应用题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需明确光的反射与折射的成像原理：玻璃杯中观察到的4个像中，①和④是光的反射形成的（玻璃杯弧形内壁相当于平面镜，金鱼的光经内壁反射后进入人眼）；②和③是光的折射形成的（金鱼的光从水中斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看到折射形成的虚像）。题目要求选出仅由光的折射形成的像，对应②和③。
【解析】
玻璃杯中，①、④是光的反射形成的虚像：玻璃杯的弧形侧面类似平面镜，金鱼反射的光经玻璃内壁反射后进入人眼，形成反射成像；②、③是光的折射形成的虚像：金鱼发出的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线看到的是折射形成的虚像。因此仅由光的折射形成的是②和③，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
光的反射、光的折射
【点评】
本题结合生活中的光学现象，考查光的反射与折射的成像区分，需理解两种成像的本质差异，属于基础光学应用题目。
【难度系数】
0.5
2. 如图甲所示,光学元件由两个凸透镜a、b组成,a 的直径为 D,b 的直径为 d,将光学元件正对阳光,把一张白纸放在它的下方,在白纸上得到了如图乙所示的两个圆斑,圆斑的直径均为 d,则下列说法正确的是
（）
A.两个透镜的焦距可能相等
B.透镜 a 的焦距一定大于透镜 b
C.光学元件远离白纸时,两个光斑一定同时变大
D.用光学元件观察同一物体时,透镜a所成的像一定比b大
（）
A.两个透镜的焦距可能相等
B.透镜 a 的焦距一定大于透镜 b
C.光学元件远离白纸时,两个光斑一定同时变大
D.用光学元件观察同一物体时,透镜a所成的像一定比b大
答案
B
【分析】
要解决本题，需结合凸透镜对平行光的折射规律推导焦距关系，再逐一分析选项：平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚到焦点，过焦点后光线继续传播形成光斑；两透镜在同一光学元件上，到白纸的距离相同，可通过光斑直径公式推导焦距大小，再结合凸透镜成像规律判断各选项。
【解析】
设透镜到白纸的距离为L，凸透镜直径为$D_{透}$，焦距为f。平行光经透镜后，若白纸在焦点后方，光斑直径公式为：$D_{斑} = \frac{(L - f) · D_{透}}{f}（$推导：透镜边缘光线到焦点的夹角正切值为$\frac{D_{透}/2}{f}$，焦点到白纸距离为L-f，故光斑半径为$\frac{(L-f)D_{透}}{2f}$，直径为其2倍）。
已知两透镜光斑直径均为d，透镜a直径为D，透镜b直径为d，代入公式：
对透镜a：$d = \frac{(L - f_a) · D}{f_a}$，整理得$f_a = \frac{D · L}{D + d}$；
对透镜b：$d = \frac{(L - f_b) · d}{f_b}$，整理得$f_b = \frac{L}{2}$。
因D ＞ d，故$f_a - f_b = \frac{D L}{D+d} - \frac{L}{2} = \frac{L(D - d)}{2(D+d)} ＞ 0$，即f_a ＞ f_b。
逐一分析选项：
A：由推导可知f_a ≠ f_b，焦距不可能相等，A错误；
B：推导得f_a ＞ f_b，即透镜a的焦距一定大于透镜b，B正确；
C：光学元件远离白纸时，L增大，若透镜到白纸的距离仍小于焦距，光斑会变小；若大于焦距，光斑变大，两透镜焦距不同，光斑不一定同时变大，C错误；
D：观察同一物体时，物距u相同，当u ＜ f时，成像放大率$m = \frac{f}{f - u}$，此时f越大，m不一定更大（如u=2，f=3时m=3；f=4时m=2），故像不一定更大，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜对平行光的折射规律推导焦距关系，需准确理解光斑形成原理，再结合成像规律分析选项，考查学生的逻辑推导能力，属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决本题，需结合凸透镜对平行光的折射规律推导焦距关系，再逐一分析选项：平行于主光轴的太阳光经凸透镜后会聚到焦点，过焦点后光线继续传播形成光斑；两透镜在同一光学元件上，到白纸的距离相同，可通过光斑直径公式推导焦距大小，再结合凸透镜成像规律判断各选项。
【解析】
设透镜到白纸的距离为L，凸透镜直径为$D_{透}$，焦距为f。平行光经透镜后，若白纸在焦点后方，光斑直径公式为：$D_{斑} = \frac{(L - f) · D_{透}}{f}（$推导：透镜边缘光线到焦点的夹角正切值为$\frac{D_{透}/2}{f}$，焦点到白纸距离为L-f，故光斑半径为$\frac{(L-f)D_{透}}{2f}$，直径为其2倍）。
已知两透镜光斑直径均为d，透镜a直径为D，透镜b直径为d，代入公式：
对透镜a：$d = \frac{(L - f_a) · D}{f_a}$，整理得$f_a = \frac{D · L}{D + d}$；
对透镜b：$d = \frac{(L - f_b) · d}{f_b}$，整理得$f_b = \frac{L}{2}$。
因D ＞ d，故$f_a - f_b = \frac{D L}{D+d} - \frac{L}{2} = \frac{L(D - d)}{2(D+d)} ＞ 0$，即f_a ＞ f_b。
逐一分析选项：
A：由推导可知f_a ≠ f_b，焦距不可能相等，A错误；
B：推导得f_a ＞ f_b，即透镜a的焦距一定大于透镜b，B正确；
C：光学元件远离白纸时，L增大，若透镜到白纸的距离仍小于焦距，光斑会变小；若大于焦距，光斑变大，两透镜焦距不同，光斑不一定同时变大，C错误；
D：观察同一物体时，物距u相同，当u ＜ f时，成像放大率$m = \frac{f}{f - u}$，此时f越大，m不一定更大（如u=2，f=3时m=3；f=4时m=2），故像不一定更大，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜对平行光的折射规律推导焦距关系，需准确理解光斑形成原理，再结合成像规律分析选项，考查学生的逻辑推导能力，属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
要解决本题，需先明确平行于主光轴的太阳光经凸透镜后的传播规律：平行光经凸透镜会聚于焦点，过焦点后光线继续发散，在透镜另一侧的白纸上形成光斑。我们可通过光斑直径与透镜直径、焦距、透镜到白纸距离的关系推导两透镜的焦距，再逐一分析各选项。
【解析】
设透镜到白纸的距离为$ L $，透镜直径为$ D_{透} $，焦距为$ f $。当白纸位于凸透镜焦点后方时，光斑直径公式推导：透镜边缘光线到焦点的夹角正切值为$\frac{D_{透}/2}{f}$，焦点到白纸的距离为$ L-f $，则光斑半径为$\frac{(L-f)·D_{透}}{2f}$，故光斑直径$ D_{斑} = \frac{(L-f)·D_{透}}{f} $。
已知两透镜光斑直径均为$ d $，透镜$ a $直径为$ D $，透镜$ b $直径为$ d $，代入公式：
对透镜$ a $：$ d = \frac{(L-f_a)·D}{f_a} $，整理得$ f_a = \frac{D·L}{D+d} $；
对透镜$ b $：$ d = \frac{(L-f_b)·d}{f_b} $，整理得$ f_b = \frac{L}{2} $；
因$ D ＞ d $，故$ f_a - f_b = \frac{D L}{D+d} - \frac{L}{2} = \frac{L(D-d)}{2(D+d)} ＞ 0 $，即$ f_a ＞ f_b $。
逐一分析选项：
A. 由推导可知$ f_a ≠ f_b $，焦距不可能相等，A错误；
B. 推导得$ f_a ＞ f_b $，即透镜$ a $的焦距一定大于透镜$ b $，B正确；
C. 光学元件远离白纸时，$ L $增大，若透镜到白纸的距离仍小于焦距，光斑会变小；若大于焦距则变大，两透镜焦距不同，光斑不一定同时变大，C错误；
D. 观察同一物体时，物距$ u $相同，当$ u ＜ f $时，放大率$ m = \frac{f}{f-u} $，$ f $越大，$ m $不一定更大，故像不一定更大，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜对平行光的折射规律推导焦距关系，需准确理解光斑形成原理，再结合成像规律分析选项，考查学生的逻辑推导能力，属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先明确平行于主光轴的太阳光经凸透镜后的传播规律：平行光经凸透镜会聚于焦点，过焦点后光线继续发散，在透镜另一侧的白纸上形成光斑。我们可通过光斑直径与透镜直径、焦距、透镜到白纸距离的关系推导两透镜的焦距，再逐一分析各选项。
【解析】
设透镜到白纸的距离为$ L $，透镜直径为$ D_{透} $，焦距为$ f $。当白纸位于凸透镜焦点后方时，光斑直径公式推导：透镜边缘光线到焦点的夹角正切值为$\frac{D_{透}/2}{f}$，焦点到白纸的距离为$ L-f $，则光斑半径为$\frac{(L-f)·D_{透}}{2f}$，故光斑直径$ D_{斑} = \frac{(L-f)·D_{透}}{f} $。
已知两透镜光斑直径均为$ d $，透镜$ a $直径为$ D $，透镜$ b $直径为$ d $，代入公式：
对透镜$ a $：$ d = \frac{(L-f_a)·D}{f_a} $，整理得$ f_a = \frac{D·L}{D+d} $；
对透镜$ b $：$ d = \frac{(L-f_b)·d}{f_b} $，整理得$ f_b = \frac{L}{2} $；
因$ D ＞ d $，故$ f_a - f_b = \frac{D L}{D+d} - \frac{L}{2} = \frac{L(D-d)}{2(D+d)} ＞ 0 $，即$ f_a ＞ f_b $。
逐一分析选项：
A. 由推导可知$ f_a ≠ f_b $，焦距不可能相等，A错误；
B. 推导得$ f_a ＞ f_b $，即透镜$ a $的焦距一定大于透镜$ b $，B正确；
C. 光学元件远离白纸时，$ L $增大，若透镜到白纸的距离仍小于焦距，光斑会变小；若大于焦距则变大，两透镜焦距不同，光斑不一定同时变大，C错误；
D. 观察同一物体时，物距$ u $相同，当$ u ＜ f $时，放大率$ m = \frac{f}{f-u} $，$ f $越大，$ m $不一定更大，故像不一定更大，D错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜焦距、凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜对平行光的折射规律推导焦距关系，需准确理解光斑形成原理，再结合成像规律分析选项，考查学生的逻辑推导能力，属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
3. 如图所示，S为小电珠，它发出的光可看作由一点发出的。S正对圆孔，到孔的距离为$L$，透过圆孔的光在后面的光屏上得到一个圆斑，圆斑的直径是圆孔直径的2倍。若在孔上嵌一凸透镜，光屏上立刻出现一个清晰的亮点，则该透镜的焦距、圆孔与光屏之间的距离可能为（）
A.$\dfrac{L}{2},\dfrac{L}{2}$
B.$\dfrac{L}{2},L$
C.$L,L$
D.$L,2L$
A.$\dfrac{L}{2},\dfrac{L}{2}$
B.$\dfrac{L}{2},L$
C.$L,L$
D.$L,2L$
答案
B
【分析】
首先，无凸透镜时，点光源S发出的光经圆孔在光屏上形成圆斑，根据相似三角形的几何关系可确定孔到光屏的距离；当嵌入凸透镜后，光屏出现清晰亮点，说明是点光源经凸透镜成实像，需结合凸透镜成像公式分析物距、像距与焦距的关系，逐一验证选项即可。
【解析】
1. 无透镜时的几何分析：设圆孔直径为d，S到孔的距离为L，光屏上圆斑直径为2d。根据相似三角形原理，S、圆孔边缘、光屏边缘构成的两个相似三角形对应边成比例：$\frac{d}{L} = \frac{2d - d}{x}（x$为孔到光屏的距离），解得x=L，即孔到光屏的距离为L。
2. 凸透镜成像分析：嵌入凸透镜后，光屏上出现清晰亮点，说明S经凸透镜成实像，物距u=L（S到透镜的距离），像距v=x=L（孔到光屏的距离）。根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v}$，代入u=L、v=L得：$\frac{1}{f} = \frac{1}{L} + \frac{1}{L} = \frac{2}{L}$，解得$f=\frac{L}{2}$，符合选项B的条件。
3. 验证其他选项：A选项$f=\frac{L}{2}$、$v=\frac{L}{2}$，代入公式得$\frac{1}{f}=\frac{2}{L}$，$\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{L}+\frac{2}{L}=\frac{3}{L}≠\frac{2}{L}$，错误；C选项f=L、v=L，代入得$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{L}$不成立，错误；D选项f=L、v=2L，代入得$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{2L}$不成立，错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像、相似三角形
【点评】
本题结合几何相似关系与凸透镜成像规律，需要先通过几何推导确定像距，再利用成像公式分析焦距，考查学生的综合应用能力，是一道基础的光学综合题。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先，无凸透镜时，点光源S发出的光经圆孔在光屏上形成圆斑，根据相似三角形的几何关系可确定孔到光屏的距离；当嵌入凸透镜后，光屏出现清晰亮点，说明是点光源经凸透镜成实像，需结合凸透镜成像公式分析物距、像距与焦距的关系，逐一验证选项即可。
【解析】
1. 无透镜时的几何分析：设圆孔直径为d，S到孔的距离为L，光屏上圆斑直径为2d。根据相似三角形原理，S、圆孔边缘、光屏边缘构成的两个相似三角形对应边成比例：$\frac{d}{L} = \frac{2d - d}{x}（x$为孔到光屏的距离），解得x=L，即孔到光屏的距离为L。
2. 凸透镜成像分析：嵌入凸透镜后，光屏上出现清晰亮点，说明S经凸透镜成实像，物距u=L（S到透镜的距离），像距v=x=L（孔到光屏的距离）。根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v}$，代入u=L、v=L得：$\frac{1}{f} = \frac{1}{L} + \frac{1}{L} = \frac{2}{L}$，解得$f=\frac{L}{2}$，符合选项B的条件。
3. 验证其他选项：A选项$f=\frac{L}{2}$、$v=\frac{L}{2}$，代入公式得$\frac{1}{f}=\frac{2}{L}$，$\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{L}+\frac{2}{L}=\frac{3}{L}≠\frac{2}{L}$，错误；C选项f=L、v=L，代入得$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{L}$不成立，错误；D选项f=L、v=2L，代入得$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{2L}$不成立，错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像、相似三角形
【点评】
本题结合几何相似关系与凸透镜成像规律，需要先通过几何推导确定像距，再利用成像公式分析焦距，考查学生的综合应用能力，是一道基础的光学综合题。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先，无凸透镜时，点光源S发出的光经圆孔在光屏上形成圆斑，根据相似三角形的几何关系可确定孔到光屏的距离；当嵌入凸透镜后，光屏出现清晰亮点，说明是点光源经凸透镜成实像，需结合凸透镜成像公式分析物距、像距与焦距的关系，逐一验证选项即可。
【解析】
1. 无透镜时的几何分析：设圆孔直径为d，S到孔的距离为L，光屏上圆斑直径为2d。根据相似三角形原理，S、圆孔边缘、光屏边缘构成的两个相似三角形对应边成比例：$\frac{d}{L} = \frac{2d - d}{x}（x$为孔到光屏的距离），解得x=L，即孔到光屏的距离为L。
2. 凸透镜成像分析：嵌入凸透镜后，光屏上出现清晰亮点，说明S经凸透镜成实像，物距u=L（S到透镜的距离），像距v=x=L（孔到光屏的距离）。根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v}$，代入u=L、v=L得：$\frac{1}{f} = \frac{1}{L} + \frac{1}{L} = \frac{2}{L}$，解得$f=\frac{L}{2}$，符合选项B的条件。
3. 验证其他选项：A选项$f=\frac{L}{2}$、$v=\frac{L}{2}$，代入公式得$\frac{1}{f}=\frac{2}{L}$，$\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{L}+\frac{2}{L}=\frac{3}{L}≠\frac{2}{L}$，错误；C选项f=L、v=L，代入得$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{L}$不成立，错误；D选项f=L、v=2L，代入得$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{2L}$不成立，错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像、相似三角形
【点评】
本题结合几何相似关系与凸透镜成像规律，需要先通过几何推导确定像距，再利用成像公式分析焦距，考查学生的综合应用能力，是一道基础的光学综合题。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先，无凸透镜时，点光源S发出的光经圆孔在光屏上形成圆斑，根据相似三角形的几何关系可确定孔到光屏的距离；当嵌入凸透镜后，光屏出现清晰亮点，说明是点光源经凸透镜成实像，需结合凸透镜成像公式分析物距、像距与焦距的关系，逐一验证选项即可。
【解析】
1. 无透镜时的几何分析：设圆孔直径为d，S到孔的距离为L，光屏上圆斑直径为2d。根据相似三角形原理，S、圆孔边缘、光屏边缘构成的两个相似三角形对应边成比例：$\frac{d}{L} = \frac{2d - d}{x}（x$为孔到光屏的距离），解得x=L，即孔到光屏的距离为L。
2. 凸透镜成像分析：嵌入凸透镜后，光屏上出现清晰亮点，说明S经凸透镜成实像，物距u=L（S到透镜的距离），像距v=x=L（孔到光屏的距离）。根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v}$，代入u=L、v=L得：$\frac{1}{f} = \frac{1}{L} + \frac{1}{L} = \frac{2}{L}$，解得$f=\frac{L}{2}$，符合选项B的条件。
3. 验证其他选项：A选项$f=\frac{L}{2}$、$v=\frac{L}{2}$，代入公式得$\frac{1}{f}=\frac{2}{L}$，$\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{L}+\frac{2}{L}=\frac{3}{L}≠\frac{2}{L}$，错误；C选项f=L、v=L，代入得$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{L}$不成立，错误；D选项f=L、v=2L，代入得$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{2L}$不成立，错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像、相似三角形
【点评】
本题结合几何相似关系与凸透镜成像规律，需要先通过几何推导确定像距，再利用成像公式分析焦距，考查学生的综合应用能力，是一道基础的光学综合题。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
首先，无凸透镜时，点光源S发出的光经圆孔在光屏上形成圆斑，利用相似三角形的几何关系可求出圆孔到光屏的距离；当嵌入凸透镜后，光屏出现清晰亮点，说明点光源经凸透镜成实像，需结合凸透镜成像公式，确定物距、像距，逐一验证选项，找到符合条件的答案。
【解析】
1. 无透镜时的几何推导：设圆孔直径为$d$，S到孔的距离为$L$，光屏上圆斑直径为$2d$。根据相似三角形原理，S到圆孔边缘的三角形与S到圆斑边缘的三角形相似，对应边成比例：$\frac{d}{L} = \frac{2d - d}{x}$（$x$为孔到光屏的距离），解得$x=L$，即孔到光屏的距离为$L$。
2. 凸透镜成像分析：嵌入凸透镜后，光屏出现清晰亮点，说明S经凸透镜成实像，物距$u=L$（S到透镜的距离），像距$v=x=L$（孔到光屏的距离）。根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v}$，代入$u=L$、$v=L$得：$\frac{1}{f} = \frac{1}{L} + \frac{1}{L} = \frac{2}{L}$，解得$f=\frac{L}{2}$，对应选项B。
3. 验证其他选项：A选项代入得$\frac{1}{f}=\frac{2}{L}$，$\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{L}+\frac{2}{L}=\frac{3}{L}≠\frac{2}{L}$，错误；C选项$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{L}$不成立，错误；D选项$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{2L}$不成立，错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像、相似三角形
【点评】
本题结合几何相似关系与凸透镜成像规律，需先通过几何推导确定像距，再利用成像公式分析焦距，考查学生的综合应用能力，是一道基础的光学综合题。
【难度系数】
0.5
首先，无凸透镜时，点光源S发出的光经圆孔在光屏上形成圆斑，利用相似三角形的几何关系可求出圆孔到光屏的距离；当嵌入凸透镜后，光屏出现清晰亮点，说明点光源经凸透镜成实像，需结合凸透镜成像公式，确定物距、像距，逐一验证选项，找到符合条件的答案。
【解析】
1. 无透镜时的几何推导：设圆孔直径为$d$，S到孔的距离为$L$，光屏上圆斑直径为$2d$。根据相似三角形原理，S到圆孔边缘的三角形与S到圆斑边缘的三角形相似，对应边成比例：$\frac{d}{L} = \frac{2d - d}{x}$（$x$为孔到光屏的距离），解得$x=L$，即孔到光屏的距离为$L$。
2. 凸透镜成像分析：嵌入凸透镜后，光屏出现清晰亮点，说明S经凸透镜成实像，物距$u=L$（S到透镜的距离），像距$v=x=L$（孔到光屏的距离）。根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v}$，代入$u=L$、$v=L$得：$\frac{1}{f} = \frac{1}{L} + \frac{1}{L} = \frac{2}{L}$，解得$f=\frac{L}{2}$，对应选项B。
3. 验证其他选项：A选项代入得$\frac{1}{f}=\frac{2}{L}$，$\frac{1}{u}+\frac{1}{v}=\frac{1}{L}+\frac{2}{L}=\frac{3}{L}≠\frac{2}{L}$，错误；C选项$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{L}$不成立，错误；D选项$\frac{1}{L}=\frac{1}{L}+\frac{1}{2L}$不成立，错误。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像、相似三角形
【点评】
本题结合几何相似关系与凸透镜成像规律，需先通过几何推导确定像距，再利用成像公式分析焦距，考查学生的综合应用能力，是一道基础的光学综合题。
【难度系数】
0.5
4. 如图1所示,厚薄不同的透镜均为同种玻璃材料所制。为了说明正常眼睛看远、近物体时晶状体的特点,小明进行了如图2所示的实验,先取乙透镜放在光具座上,在A 处点燃蜡烛,蜡烛的烛焰在光屏上成一倒立、缩小的像,接着将蜡烛分别移到B 和C处,取不同透镜替换乙透镜,但透镜与光屏的位置不变,光屏上分别形成不同程度的倒立、缩小的像,则 （）
A.蜡烛移到B处时,用甲替换乙
B.蜡烛移到B处时,用丙替换乙
C.蜡烛移到C处时,用甲替换乙
D.蜡烛移到C处时,用丁替换乙
A.蜡烛移到B处时,用甲替换乙
B.蜡烛移到B处时,用丙替换乙
C.蜡烛移到C处时,用甲替换乙
D.蜡烛移到C处时,用丁替换乙
答案
A
【分析】
要解决此题，需明确：①甲、乙、丙为凸透镜，丁为凹透镜，凹透镜无法成实像，可先排除涉及丁的选项；②同种玻璃制成的凸透镜，厚度越大，焦距越小，会聚能力越强，反之焦距越大；③凸透镜成像时，若像距不变，物距变化需调整透镜焦距：物距变大时，需换焦距更大（会聚更弱）的透镜；物距变小时，需换焦距更小（会聚更强）的透镜。实验中光屏始终成倒立缩小实像，说明使用凸透镜，结合蜡烛移动位置（B处物距比A大，C处比A小），对应选择合适的透镜。
【解析】
1. 排除凹透镜选项：丁是凹透镜，无法成实像，而题目中光屏上成倒立缩小的实像，故选项D错误。
2. 蜡烛移到B处的分析：B在A左侧，物距比A处大。根据凸透镜成像规律，像距不变时，物距变大需透镜会聚能力减弱（焦距变大）。甲透镜比乙透镜薄，焦距更大、会聚能力更弱，用甲替换乙可在原光屏位置成像，故选项A正确，B错误。
3. 蜡烛移到C处的分析：C在A右侧，物距比A处小。像距不变时，物距变小需透镜会聚能力增强（焦距变小），丙透镜比乙透镜厚、焦距更小，甲焦距更大不符合要求，故选项C错误。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜焦距
【点评】
本题结合眼睛晶状体调节原理，考查凸透镜成像规律的应用，核心是理解物距、像距与透镜焦距的关系，以及凸透镜厚度对焦距的影响，需准确分析物距变化时的透镜选择。
【难度系数】
0.5
【分析】
要解决此题，需明确：①甲、乙、丙为凸透镜，丁为凹透镜，凹透镜无法成实像，可先排除涉及丁的选项；②同种玻璃制成的凸透镜，厚度越大，焦距越小，会聚能力越强，反之焦距越大；③凸透镜成像时，若像距不变，物距变化需调整透镜焦距：物距变大时，需换焦距更大（会聚更弱）的透镜；物距变小时，需换焦距更小（会聚更强）的透镜。实验中光屏始终成倒立缩小实像，说明使用凸透镜，结合蜡烛移动位置（B处物距比A大，C处比A小），对应选择合适的透镜。
【解析】
1. 排除凹透镜选项：丁是凹透镜，无法成实像，而题目中光屏上成倒立缩小的实像，故选项D错误。
2. 蜡烛移到B处的分析：B在A左侧，物距比A处大。根据凸透镜成像规律，像距不变时，物距变大需透镜会聚能力减弱（焦距变大）。甲透镜比乙透镜薄，焦距更大、会聚能力更弱，用甲替换乙可在原光屏位置成像，故选项A正确，B错误。
3. 蜡烛移到C处的分析：C在A右侧，物距比A处小。像距不变时，物距变小需透镜会聚能力增强（焦距变小），丙透镜比乙透镜厚、焦距更小，甲焦距更大不符合要求，故选项C错误。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜焦距
【点评】
本题结合眼睛晶状体调节原理，考查凸透镜成像规律的应用，核心是理解物距、像距与透镜焦距的关系，以及凸透镜厚度对焦距的影响，需准确分析物距变化时的透镜选择。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
要解决这道题，需明确三个核心要点：①甲、乙、丙为凸透镜，丁为凹透镜，凹透镜无法成实像，可先排除涉及丁的选项；②同种玻璃制成的凸透镜，厚度越大，焦距越小，会聚能力越强，反之焦距越大、会聚能力越弱；③凸透镜成像时，若像距不变，物距变化需对应调整透镜焦距：物距变大时，需换焦距更大（会聚更弱）的透镜；物距变小时，需换焦距更小（会聚更强）的透镜。题目中光屏始终成倒立缩小实像，说明使用凸透镜，结合蜡烛移动位置（B处物距比A大，C处物距比A小）即可选出正确选项。
【解析】
1. 排除凹透镜选项：丁是凹透镜，无法成实像，而题目中光屏上成倒立缩小的实像，故选项D错误。
2. 蜡烛移到B处的分析：B在A左侧，物距比A处大。根据凸透镜成像规律，像距不变时，物距变大需透镜会聚能力减弱（焦距变大）。甲透镜比乙透镜薄，焦距更大、会聚能力更弱，用甲替换乙可在原光屏位置成像，故选项A正确，B错误（丙透镜比乙厚，焦距更小，会聚更强，不符合要求）。
3. 蜡烛移到C处的分析：C在A右侧，物距比A处小。像距不变时，物距变小需透镜会聚能力增强（焦距更小），甲焦距更大不符合要求，故选项C错误。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜焦距
【点评】
本题结合眼睛晶状体调节原理，考查凸透镜成像规律的应用，核心是理解物距、像距与透镜焦距的关系，以及凸透镜厚度对焦距的影响，需准确分析物距变化时的透镜选择。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需明确三个核心要点：①甲、乙、丙为凸透镜，丁为凹透镜，凹透镜无法成实像，可先排除涉及丁的选项；②同种玻璃制成的凸透镜，厚度越大，焦距越小，会聚能力越强，反之焦距越大、会聚能力越弱；③凸透镜成像时，若像距不变，物距变化需对应调整透镜焦距：物距变大时，需换焦距更大（会聚更弱）的透镜；物距变小时，需换焦距更小（会聚更强）的透镜。题目中光屏始终成倒立缩小实像，说明使用凸透镜，结合蜡烛移动位置（B处物距比A大，C处物距比A小）即可选出正确选项。
【解析】
1. 排除凹透镜选项：丁是凹透镜，无法成实像，而题目中光屏上成倒立缩小的实像，故选项D错误。
2. 蜡烛移到B处的分析：B在A左侧，物距比A处大。根据凸透镜成像规律，像距不变时，物距变大需透镜会聚能力减弱（焦距变大）。甲透镜比乙透镜薄，焦距更大、会聚能力更弱，用甲替换乙可在原光屏位置成像，故选项A正确，B错误（丙透镜比乙厚，焦距更小，会聚更强，不符合要求）。
3. 蜡烛移到C处的分析：C在A右侧，物距比A处小。像距不变时，物距变小需透镜会聚能力增强（焦距更小），甲焦距更大不符合要求，故选项C错误。
【答案】
A
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜焦距
【点评】
本题结合眼睛晶状体调节原理，考查凸透镜成像规律的应用，核心是理解物距、像距与透镜焦距的关系，以及凸透镜厚度对焦距的影响，需准确分析物距变化时的透镜选择。
【难度系数】
0.5
5. 当蜡烛、透镜甲和光屏放置在图示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。小明进行以下两种操作，均可在光屏上再次成清晰的像。
操作1:保持蜡烛和光屏在图示位置不变，将透镜甲向左移到$M$点;操作2:保持蜡烛和透镜甲在图示位置不变，将透镜甲换成透镜乙，向左移动光屏到$N$点。则下列说法正确的是（）
A.两次操作均可在光屏上观察到放大的像
B.透镜乙的焦距大于透镜甲
C.$M$点和$N$点之间的距离一定大于$20\ \mathrm{cm}$
D.完成操作2后保持蜡烛和光屏位置不动，移动透镜乙可能出现等大的像
操作1:保持蜡烛和光屏在图示位置不变，将透镜甲向左移到$M$点;操作2:保持蜡烛和透镜甲在图示位置不变，将透镜甲换成透镜乙，向左移动光屏到$N$点。则下列说法正确的是（）
A.两次操作均可在光屏上观察到放大的像
B.透镜乙的焦距大于透镜甲
C.$M$点和$N$点之间的距离一定大于$20\ \mathrm{cm}$
D.完成操作2后保持蜡烛和光屏位置不动，移动透镜乙可能出现等大的像
答案
D
【分析】
首先根据图示确定凸透镜甲的物距和像距：蜡烛在10cm处，透镜甲在40cm处，光屏在60cm处，因此物距$u=40\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$，像距$v=60\mathrm{cm}-40\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小的实像，由凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，算出f_甲$=12\mathrm{cm}$。
操作1：保持蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，根据光路可逆，新的物距为$20\mathrm{cm}$，像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大的实像，M点在30cm处。
操作2：保持蜡烛和透镜位置不变，换成透镜乙后光屏左移，说明乙的会聚能力更强，焦距f_乙＜f_甲$=12\mathrm{cm}$。
逐一分析选项：
A选项：操作2中，物距$u=30\mathrm{cm}$，f_乙$＜12\mathrm{cm}$，故u＞2f_乙，成倒立缩小实像，并非放大，A错误。
B选项：透镜乙的焦距小于透镜甲，B错误。
C选项：M点在30cm，N点是操作2的光屏位置，像距$v＜20\mathrm{cm}$，故N点＜60cm，MN=N-30，当$v=10\mathrm{cm}$时，$MN=20\mathrm{cm}$，并非一定大于20cm，C错误。
D选项：蜡烛和光屏总距离为50cm，若移动透镜使物距等于像距，需$u=v=25\mathrm{cm}$，此时$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜乙的焦距特性，存在可能满足成像条件，D正确。
【解析】
1. 计算透镜甲的焦距：由图知，$u=30\mathrm{cm}$，$v=20\mathrm{cm}$，根据$\frac{1}{f_甲}=\frac{1}{30}+\frac{1}{20}$，解得f_甲$=12\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小实像，符合u＞2f、f＜v＜2f的规律。
2. 分析操作1：保持蜡烛和光屏不动，透镜左移，根据光路可逆，新物距为$20\mathrm{cm}$，新像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大实像，M点在30cm处。
3. 分析操作2：换成透镜乙后光屏左移，说明乙的会聚能力更强，f_乙$＜12\mathrm{cm}$。
4. 选项判断：
A：操作2中$u=30\mathrm{cm}＞2f_$乙，成缩小像，错误；
B：乙的焦距小于甲，错误；
C：MN距离可等于20cm，并非一定大于，错误；
D：蜡烛和光屏间距50cm，移动透镜时，若$u=v=25\mathrm{cm}$，需$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜特性，存在可能实现等大成像，正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜成像规律，通过光路可逆、焦距对成像的影响分析操作后的成像情况，需熟练掌握凸透镜成像的基本规律，尤其是物距、像距和焦距的关系，以及光路可逆的应用。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先根据图示确定凸透镜甲的物距和像距：蜡烛在10cm处，透镜甲在40cm处，光屏在60cm处，因此物距$u=40\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$，像距$v=60\mathrm{cm}-40\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小的实像，由凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，算出f_甲$=12\mathrm{cm}$。
操作1：保持蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，根据光路可逆，新的物距为$20\mathrm{cm}$，像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大的实像，M点在30cm处。
操作2：保持蜡烛和透镜位置不变，换成透镜乙后光屏左移，说明乙的会聚能力更强，焦距f_乙＜f_甲$=12\mathrm{cm}$。
逐一分析选项：
A选项：操作2中，物距$u=30\mathrm{cm}$，f_乙$＜12\mathrm{cm}$，故u＞2f_乙，成倒立缩小实像，并非放大，A错误。
B选项：透镜乙的焦距小于透镜甲，B错误。
C选项：M点在30cm，N点是操作2的光屏位置，像距$v＜20\mathrm{cm}$，故N点＜60cm，MN=N-30，当$v=10\mathrm{cm}$时，$MN=20\mathrm{cm}$，并非一定大于20cm，C错误。
D选项：蜡烛和光屏总距离为50cm，若移动透镜使物距等于像距，需$u=v=25\mathrm{cm}$，此时$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜乙的焦距特性，存在可能满足成像条件，D正确。
【解析】
1. 计算透镜甲的焦距：由图知，$u=30\mathrm{cm}$，$v=20\mathrm{cm}$，根据$\frac{1}{f_甲}=\frac{1}{30}+\frac{1}{20}$，解得f_甲$=12\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小实像，符合u＞2f、f＜v＜2f的规律。
2. 分析操作1：保持蜡烛和光屏不动，透镜左移，根据光路可逆，新物距为$20\mathrm{cm}$，新像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大实像，M点在30cm处。
3. 分析操作2：换成透镜乙后光屏左移，说明乙的会聚能力更强，f_乙$＜12\mathrm{cm}$。
4. 选项判断：
A：操作2中$u=30\mathrm{cm}＞2f_$乙，成缩小像，错误；
B：乙的焦距小于甲，错误；
C：MN距离可等于20cm，并非一定大于，错误；
D：蜡烛和光屏间距50cm，移动透镜时，若$u=v=25\mathrm{cm}$，需$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜特性，存在可能实现等大成像，正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜成像规律，通过光路可逆、焦距对成像的影响分析操作后的成像情况，需熟练掌握凸透镜成像的基本规律，尤其是物距、像距和焦距的关系，以及光路可逆的应用。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先根据图示确定凸透镜甲的物距和像距：蜡烛在10cm处，透镜甲在40cm处，光屏在60cm处，因此物距$u=40\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$，像距$v=60\mathrm{cm}-40\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小的实像，由凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，算出f_甲$=12\mathrm{cm}$。
操作1：保持蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，根据光路可逆，新的物距为$20\mathrm{cm}$，像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大的实像，M点在30cm处。
操作2：保持蜡烛和透镜位置不变，换成透镜乙后光屏左移，说明乙的会聚能力更强，焦距f_乙＜f_甲$=12\mathrm{cm}$。
逐一分析选项：
A选项：操作2中，物距$u=30\mathrm{cm}$，f_乙$＜12\mathrm{cm}$，故u＞2f_乙，成倒立缩小实像，并非放大，A错误。
B选项：透镜乙的焦距小于透镜甲，B错误。
C选项：M点在30cm，N点是操作2的光屏位置，像距$v＜20\mathrm{cm}$，故N点＜60cm，MN=N-30，当$v=10\mathrm{cm}$时，$MN=20\mathrm{cm}$，并非一定大于20cm，C错误。
D选项：蜡烛和光屏总距离为50cm，若移动透镜使物距等于像距，需$u=v=25\mathrm{cm}$，此时$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜乙的焦距特性，存在可能满足成像条件，D正确。
【解析】
1. 计算透镜甲的焦距：由图知，$u=30\mathrm{cm}$，$v=20\mathrm{cm}$，根据$\frac{1}{f_甲}=\frac{1}{30}+\frac{1}{20}$，解得f_甲$=12\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小实像，符合u＞2f、f＜v＜2f的规律。
2. 分析操作1：保持蜡烛和光屏不动，透镜左移，根据光路可逆，新物距为$20\mathrm{cm}$，新像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大实像，M点在30cm处。
3. 分析操作2：换成透镜乙后光屏左移，说明乙的会聚能力更强，f_乙$＜12\mathrm{cm}$。
4. 选项判断：
A：操作2中$u=30\mathrm{cm}＞2f_$乙，成缩小像，错误；
B：乙的焦距小于甲，错误；
C：MN距离可等于20cm，并非一定大于，错误；
D：蜡烛和光屏间距50cm，移动透镜时，若$u=v=25\mathrm{cm}$，需$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜特性，存在可能实现等大成像，正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜成像规律，通过光路可逆、焦距对成像的影响分析操作后的成像情况，需熟练掌握凸透镜成像的基本规律，尤其是物距、像距和焦距的关系，以及光路可逆的应用。
【难度系数】
0.5
【分析】
首先根据图示确定凸透镜甲的物距和像距：蜡烛在10cm处，透镜甲在40cm处，光屏在60cm处，因此物距$u=40\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$，像距$v=60\mathrm{cm}-40\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小的实像，由凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，算出f_甲$=12\mathrm{cm}$。
操作1：保持蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，根据光路可逆，新的物距为$20\mathrm{cm}$，像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大的实像，M点在30cm处。
操作2：保持蜡烛和透镜位置不变，换成透镜乙后光屏左移，说明乙的会聚能力更强，焦距f_乙＜f_甲$=12\mathrm{cm}$。
逐一分析选项：
A选项：操作2中，物距$u=30\mathrm{cm}$，f_乙$＜12\mathrm{cm}$，故u＞2f_乙，成倒立缩小实像，并非放大，A错误。
B选项：透镜乙的焦距小于透镜甲，B错误。
C选项：M点在30cm，N点是操作2的光屏位置，像距$v＜20\mathrm{cm}$，故N点＜60cm，MN=N-30，当$v=10\mathrm{cm}$时，$MN=20\mathrm{cm}$，并非一定大于20cm，C错误。
D选项：蜡烛和光屏总距离为50cm，若移动透镜使物距等于像距，需$u=v=25\mathrm{cm}$，此时$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜乙的焦距特性，存在可能满足成像条件，D正确。
【解析】
1. 计算透镜甲的焦距：由图知，$u=30\mathrm{cm}$，$v=20\mathrm{cm}$，根据$\frac{1}{f_甲}=\frac{1}{30}+\frac{1}{20}$，解得f_甲$=12\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小实像，符合u＞2f、f＜v＜2f的规律。
2. 分析操作1：保持蜡烛和光屏不动，透镜左移，根据光路可逆，新物距为$20\mathrm{cm}$，新像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大实像，M点在30cm处。
3. 分析操作2：换成透镜乙后光屏左移，说明乙的会聚能力更强，f_乙$＜12\mathrm{cm}$。
4. 选项判断：
A：操作2中$u=30\mathrm{cm}＞2f_$乙，成缩小像，错误；
B：乙的焦距小于甲，错误；
C：MN距离可等于20cm，并非一定大于，错误；
D：蜡烛和光屏间距50cm，移动透镜时，若$u=v=25\mathrm{cm}$，需$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜特性，存在可能实现等大成像，正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜成像规律，通过光路可逆、焦距对成像的影响分析操作后的成像情况，需熟练掌握凸透镜成像的基本规律，尤其是物距、像距和焦距的关系，以及光路可逆的应用。
【难度系数】
0.5
解析
【分析】
首先根据图示确定透镜甲的物距和像距：蜡烛在10cm刻度处，透镜甲在40cm刻度处，光屏在60cm刻度处，因此透镜甲的物距$u_甲=40\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$，像距$v_甲=60\mathrm{cm}-40\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小的实像，由凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，可算出透镜甲的焦距$f_甲=12\mathrm{cm}$。操作1中，保持蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，根据光路可逆原理，新的物距为$20\mathrm{cm}$，新的像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大的实像，M点在30cm刻度处。操作2中，保持蜡烛和透镜位置不变，换成透镜乙后光屏左移，说明透镜乙的会聚能力更强，因此焦距$f_乙＜f_甲=12\mathrm{cm}$。再逐一分析各选项即可得出结论。
【解析】
1. 计算透镜甲的焦距：由图可知，$u_甲=30\mathrm{cm}$，$v_甲=20\mathrm{cm}$，根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f_甲}=\frac{1}{u_甲}+\frac{1}{v_甲}$，代入得$\frac{1}{f_甲}=\frac{1}{30}+\frac{1}{20}$，解得$f_甲=12\mathrm{cm}$，此时满足$u＞2f$，成倒立缩小的实像，符合凸透镜成像规律。
2. 分析操作1：保持蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，根据光路可逆，新物距为$20\mathrm{cm}$，新像距为$30\mathrm{cm}$，此时$f＜u＜2f$，成倒立放大的实像，M点在30cm刻度处。
3. 分析操作2：换成透镜乙后光屏左移，说明透镜乙对光线的会聚能力比甲强，因此$f_乙＜f_甲=12\mathrm{cm}$。
4. 选项判断：
A选项：操作2中，物距$u=30\mathrm{cm}$，因$f_乙＜12\mathrm{cm}$，故$u＞2f_乙$，成倒立缩小的实像，并非放大的像，A错误。
B选项：由操作2的分析可知，透镜乙的焦距小于透镜甲，B错误。
C选项：M点在30cm刻度处，操作2中光屏N点的像距$v＜20\mathrm{cm}$，故N点在60cm刻度左侧，MN的距离为$N点刻度 - 30\mathrm{cm}$，当像距为10cm时，N点在50cm刻度处，MN=20cm，并非一定大于20cm，C错误。
D选项：蜡烛和光屏的总距离为$60\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=50\mathrm{cm}$，若移动透镜使像为等大的像，需满足$u=v=25\mathrm{cm}$，此时焦距$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜乙的焦距特性，存在可能满足成像条件，D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜成像规律，通过光路可逆、焦距对光线会聚能力的影响分析操作后的成像情况，需熟练掌握凸透镜物距、像距和焦距的关系，以及光路可逆的应用，对学生的综合分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
首先根据图示确定透镜甲的物距和像距：蜡烛在10cm刻度处，透镜甲在40cm刻度处，光屏在60cm刻度处，因此透镜甲的物距$u_甲=40\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$，像距$v_甲=60\mathrm{cm}-40\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$，此时成倒立缩小的实像，由凸透镜成像公式$\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}$，可算出透镜甲的焦距$f_甲=12\mathrm{cm}$。操作1中，保持蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，根据光路可逆原理，新的物距为$20\mathrm{cm}$，新的像距为$30\mathrm{cm}$，成倒立放大的实像，M点在30cm刻度处。操作2中，保持蜡烛和透镜位置不变，换成透镜乙后光屏左移，说明透镜乙的会聚能力更强，因此焦距$f_乙＜f_甲=12\mathrm{cm}$。再逐一分析各选项即可得出结论。
【解析】
1. 计算透镜甲的焦距：由图可知，$u_甲=30\mathrm{cm}$，$v_甲=20\mathrm{cm}$，根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f_甲}=\frac{1}{u_甲}+\frac{1}{v_甲}$，代入得$\frac{1}{f_甲}=\frac{1}{30}+\frac{1}{20}$，解得$f_甲=12\mathrm{cm}$，此时满足$u＞2f$，成倒立缩小的实像，符合凸透镜成像规律。
2. 分析操作1：保持蜡烛和光屏位置不变，透镜左移，根据光路可逆，新物距为$20\mathrm{cm}$，新像距为$30\mathrm{cm}$，此时$f＜u＜2f$，成倒立放大的实像，M点在30cm刻度处。
3. 分析操作2：换成透镜乙后光屏左移，说明透镜乙对光线的会聚能力比甲强，因此$f_乙＜f_甲=12\mathrm{cm}$。
4. 选项判断：
A选项：操作2中，物距$u=30\mathrm{cm}$，因$f_乙＜12\mathrm{cm}$，故$u＞2f_乙$，成倒立缩小的实像，并非放大的像，A错误。
B选项：由操作2的分析可知，透镜乙的焦距小于透镜甲，B错误。
C选项：M点在30cm刻度处，操作2中光屏N点的像距$v＜20\mathrm{cm}$，故N点在60cm刻度左侧，MN的距离为$N点刻度 - 30\mathrm{cm}$，当像距为10cm时，N点在50cm刻度处，MN=20cm，并非一定大于20cm，C错误。
D选项：蜡烛和光屏的总距离为$60\mathrm{cm}-10\mathrm{cm}=50\mathrm{cm}$，若移动透镜使像为等大的像，需满足$u=v=25\mathrm{cm}$，此时焦距$f=12.5\mathrm{cm}$，结合透镜乙的焦距特性，存在可能满足成像条件，D正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合凸透镜成像规律，通过光路可逆、焦距对光线会聚能力的影响分析操作后的成像情况，需熟练掌握凸透镜物距、像距和焦距的关系，以及光路可逆的应用，对学生的综合分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
