14. 用F为焦点,焦距为f的凸透镜探究成像规律,在实验中:

(1)发光物体和凸透镜的位置如图所示,图中光屏未画出,光屏上所成清晰的像在图中 (填数字序号)区域,像的箭头方向是竖直向的,像比发光物体要 (填“大”或“小”).
(2)将光屏放在凸透镜右侧,发光物体放在A处,发现无论怎样调整光屏的位置,在光屏上都无法得到发光物体的像.撤去光屏,从凸透镜右侧向凸透镜看去,观察到发光物体的像,此像到凸透镜的距离 (填“大于”“等于”或“小于”)发光物体到凸透镜的距离.

14. (1)③ 下 小 (2)大于
解析:(1)如题图所示,发光物体到凸透镜的距离即物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,故②④排除;又因为发光物体在透镜主光轴上方,根据过透镜光心的光线不改变传播方向可知像的位置在主光轴下方,故光屏上所成清晰的像在图中③的区域.根据凸透镜成像规律,当物距大于二倍焦距时,成缩小、倒立的实像,所以像的箭头方向是竖直向下的;像的大小比发光物体要小.
(2)当物距小于一倍焦距时,在凸透镜右边看到的那个正立、放大的虚像是由光经过凸透镜的折射光线的反向延长线相交形成的,像在物的后方,故像到透镜的距离大于物体到透镜的距离.

【分析】
要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析：(1) 先确定物距，图中发光物体到凸透镜的距离大于2f，根据凸透镜成像规律，此时像距在一倍焦距和二倍焦距之间，且成倒立、缩小的实像；倒立意味着像的箭头方向与物体相反（向下），像位于主光轴下方，对应图中③区域。(2) 发光物体在A处时，物距小于一倍焦距，此时凸透镜成虚像，虚像位置在物体远离透镜的一侧，因此像到凸透镜的距离大于物体到凸透镜的距离。
【解析】
(1) 由题图可知，发光物体到凸透镜的距离（物距u）大于2f，根据凸透镜成像规律：当u＞2f时，像距v满足f＜v＜2f，成倒立、缩小的实像。因此像位于右侧一倍焦距与二倍焦距之间，且因像为倒立，箭头方向竖直向下，对应图中③区域。
(2) 发光物体在A处时，物距u＜f，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像是折射光线反向延长线会聚形成的，位置在物体远离透镜的一侧，故像到凸透镜的距离大于发光物体到凸透镜的距离。
【答案】
(1) ③ 下 小 (2) 大于
【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，需熟练掌握不同物距下的成像特点，区分实像与虚像的位置差异，是光学基础题型，需准确记忆规律。
【难度系数】
0.5

15. 如图所示,AB 通过凸透镜成倒立、放大的实像,请利用所学在图中画出凸透镜及其焦点F的位置.

15.
解析:连接AA'与主光轴的交点为光心,即凸透镜的位置,过A点作平行于主光轴的光线经凸透镜折射与像的连线交主光轴于焦点F.

【分析】
要画出凸透镜及其焦点的位置，需利用凸透镜的两条核心规律：一是物点与对应像点的连线必经过凸透镜的光心，据此可确定凸透镜的位置；二是平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后会指向像点，折射光线与主光轴的交点即为焦点，据此可确定焦点位置。
【解析】
1. 确定凸透镜位置：连接物点A和像点A'，该直线与图中的主光轴（虚线）交于点O，点O就是凸透镜的光心，过O点作垂直于主光轴的直线，即为凸透镜的位置。
2. 确定焦点F：过A点作平行于主光轴的入射光线，该光线经凸透镜折射后指向像点A'，这条折射光线与主光轴的交点就是焦点F，标注出F的位置即可。
【答案】
（对应作图：连接AA'确定光心O，画出过O垂直主光轴的凸透镜，作A点平行主光轴的入射光线，其折射光线与主光轴交点为F，如图所示）
【知识点】
凸透镜成像规律，凸透镜焦点、光心作图
【点评】
本题考查凸透镜成像的基础作图，关键是掌握物像连线过光心、平行光轴光线的折射规律，属于需理解规律的基础题型。
【难度系数】
0.3

16. 核心素养 科学探究 小亮用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验.
(1)实验时,为使像成在光屏中央,应调整蜡烛、光屏和凸透镜的中心在

同一高度

,此时应

点燃

（填“点燃”或“不点燃”）蜡烛.
(2)小亮在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到如图甲中①至⑤的五种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近将所得到的5个像进行排序,正确顺序为

①②④⑤③

.

(3)蜡烛燃烧变短,光屏上的像

向上

（填“向上”或“向下”）移动,需将

蜡烛

（填“蜡烛”或“透镜”）向上调节,使像成在光屏中央.
(4)若按如图乙所示的方式,将透镜中间部分切除,再将剩余部分往中间凑紧,重新组成一个“透镜”进行实验,则在光屏上可以呈现

2

个像(光屏足够大).

(5)如图所示,小亮将另一光源AB平行于主光轴平放于凸透镜前,A'B'是AB的像.下列关于AB所成像的示意图中,正确的是

D

.

16. (1)同一高度 点燃 (2)①②④⑤③ (3)向上 蜡烛 (4)2 (5)D 解析:(1)为了使像成在光屏中央,应调整烛焰的中心、凸透镜中心和光屏的中心在同一高度,因此应点燃蜡烛.
(2)蜡烛到凸透镜距离由远到近移动过程中,凸透镜成倒立的实像时,物近像远像变大;成正立的虚像时,物近像近像变小,可知正确顺序为①②④⑤③.
(3)蜡烛燃烧变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,光屏上的像向上移动,此时需将蜡烛向上调节,保持烛焰的中心、凸透镜中心和光屏的中心还在同一高度,使像成在光屏中央.
(4)因为凸透镜中间厚,边缘薄,切去中间部分往中间凑紧后相当于两个透镜,光心位置改变了,上面的像下移,下面的像上移,错位将成2个像.
(5)将A、B点到主光轴的距离看成是物体的高度,根据凸透镜成实像时,物近像远像变大可知,B点所成的像B'到主光轴的距离小于A点所成的像A'到主光轴的距离,故ABC错误,D正确.故选D.

【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，需结合实验操作要求、成像规律、特殊情况的成像特点逐一分析各小问：
1. 第(1)问：实验前调整三心同高是为了让像成在光屏中央，需先点燃蜡烛才能确定烛焰中心，因此要点燃蜡烛。
2. 第(2)问：物距由远到近时，实像遵循“物近像远像变大”，虚像遵循“物近像近像变小”，据此判断像的排列顺序。
3. 第(3)问：蜡烛变短使烛焰下移，过光心的光线传播方向不变，像会向上移动，需向上调蜡烛保持三心同高。
4. 第(4)问：透镜切除中间凑紧后相当于两个光心不同的凸透镜，各自独立成像，因此成2个像。
5. 第(5)问：AB平行主光轴，A、B高度不同，结合实像的成像规律判断像的高度关系，选出正确示意图。
【解析】
(1) 实验时，为使像成在光屏中央，应调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度；需先点燃蜡烛才能确定烛焰的中心，因此应点燃蜡烛。
(2) 蜡烛到凸透镜距离由远到近时，凸透镜成倒立实像时物距减小，像距增大、像变大；成正立虚像时物距减小，像距减小、像变小。结合像的特点，正确顺序为①②④⑤③。
(3) 蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，根据过凸透镜光心的光线传播方向不变，光屏上的像向上移动；为使像回到光屏中央，需向上调节蜡烛，保持三心同高。
(4) 将透镜中间部分切除再凑紧后，相当于两个光心位置不同的凸透镜，各自独立成像，因此光屏上可呈现2个像。
(5) AB平行于主光轴，A、B两点到主光轴的距离不同，视为物体高度；凸透镜成实像时，结合成像规律，B点所成像到主光轴的距离小于A点所成像的距离，因此正确示意图为D。
【答案】
(1) 同一高度；点燃 (2) ①②④⑤③ (3) 向上；蜡烛 (4) 2 (5) D
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜成像实验操作
【点评】
本题是凸透镜成像规律的综合实验题，涵盖实验操作要点、成像规律应用、特殊透镜成像分析，考查学生对核心知识的掌握与灵活运用能力，需结合光线传播特点和成像规律逐一分析。
【难度系数】
0.5