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8 将蜡烛、凸透镜、光屏放置于光具座上，光屏上呈现一个清晰的像，如图所示。改变蜡烛的位置，移动光屏，直到光屏上再次呈现清晰的像，此时的物距$ u $、像距$ v $可能是（
A.$ u=16\ \mathrm{cm} $ $ v=32\ \mathrm{cm} $
B.$ u=14\ \mathrm{cm} $ $ v=28\ \mathrm{cm} $
C.$ u=48\ \mathrm{cm} $ $ v=6\ \mathrm{cm} $
D.$ u=13\ \mathrm{cm} $ $ v=43\ \mathrm{cm} $
D
）A.$ u=16\ \mathrm{cm} $ $ v=32\ \mathrm{cm} $
B.$ u=14\ \mathrm{cm} $ $ v=28\ \mathrm{cm} $
C.$ u=48\ \mathrm{cm} $ $ v=6\ \mathrm{cm} $
D.$ u=13\ \mathrm{cm} $ $ v=43\ \mathrm{cm} $
答案
8. D
解析
【分析】首先根据光具座刻度确定初始物距和像距，利用凸透镜成像公式求出凸透镜焦距，再结合焦距和凸透镜成像规律，逐一分析各选项的物距、像距是否符合成像条件，从而得出正确答案。
【解析】1. 确定初始物距与像距：由题图可知，蜡烛在35cm刻度线处，凸透镜在50cm刻度线处，光屏在80cm刻度线处，因此初始物距$u_原 = 50\mathrm{cm} - 35\mathrm{cm} = 15\mathrm{cm}$，初始像距$v_原 = 80\mathrm{cm} - 50\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm}$。
2. 计算凸透镜焦距：根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v}$，代入初始数据得：$\frac{1}{f} = \frac{1}{15\mathrm{cm}} + \frac{1}{30\mathrm{cm}} = \frac{1}{10\mathrm{cm}}$，解得焦距$f = 10\mathrm{cm}$。
3. 分析各选项：
A选项：$u=16\mathrm{cm}$，$v=32\mathrm{cm}$。代入成像公式得$\frac{1}{v} = \frac{1}{10\mathrm{cm}} - \frac{1}{16\mathrm{cm}} = \frac{3}{80\mathrm{cm}}$，则$v \approx 26.7\mathrm{cm} ≠ 32\mathrm{cm}$，不符合，排除。
B选项：$u=14\mathrm{cm}$，$v=28\mathrm{cm}$。代入成像公式得$\frac{1}{v} = \frac{1}{10\mathrm{cm}} - \frac{1}{14\mathrm{cm}} = \frac{2}{70\mathrm{cm}}$，则$v = 35\mathrm{cm} ≠ 28\mathrm{cm}$，不符合，排除。
C选项：$u=48\mathrm{cm}$，$v=6\mathrm{cm}$。$u=48\mathrm{cm} ＞ 2f=20\mathrm{cm}$，此时像距应满足$f ＜ v ＜ 2f$（即$10\mathrm{cm} ＜ v ＜ 20\mathrm{cm}$），但$v=6\mathrm{cm} ＜ 10\mathrm{cm}$，不符合，排除。
D选项：$u=13\mathrm{cm}$，$v=43\mathrm{cm}$。代入成像公式得$\frac{1}{v} = \frac{1}{10\mathrm{cm}} - \frac{1}{13\mathrm{cm}} = \frac{3}{130\mathrm{cm}}$，则$v \approx 43.3\mathrm{cm}$，与选项中$43\mathrm{cm}$接近，符合成像规律，正确。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、凸透镜成像公式
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是先通过初始成像确定焦距，再结合公式分析选项，需掌握成像规律和公式的应用，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定初始物距与像距：由题图可知，蜡烛在35cm刻度线处，凸透镜在50cm刻度线处，光屏在80cm刻度线处，因此初始物距$u_原 = 50\mathrm{cm} - 35\mathrm{cm} = 15\mathrm{cm}$，初始像距$v_原 = 80\mathrm{cm} - 50\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm}$。
2. 计算凸透镜焦距：根据凸透镜成像公式$\frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v}$，代入初始数据得：$\frac{1}{f} = \frac{1}{15\mathrm{cm}} + \frac{1}{30\mathrm{cm}} = \frac{1}{10\mathrm{cm}}$，解得焦距$f = 10\mathrm{cm}$。
3. 分析各选项：
A选项：$u=16\mathrm{cm}$，$v=32\mathrm{cm}$。代入成像公式得$\frac{1}{v} = \frac{1}{10\mathrm{cm}} - \frac{1}{16\mathrm{cm}} = \frac{3}{80\mathrm{cm}}$，则$v \approx 26.7\mathrm{cm} ≠ 32\mathrm{cm}$，不符合，排除。
B选项：$u=14\mathrm{cm}$，$v=28\mathrm{cm}$。代入成像公式得$\frac{1}{v} = \frac{1}{10\mathrm{cm}} - \frac{1}{14\mathrm{cm}} = \frac{2}{70\mathrm{cm}}$，则$v = 35\mathrm{cm} ≠ 28\mathrm{cm}$，不符合，排除。
C选项：$u=48\mathrm{cm}$，$v=6\mathrm{cm}$。$u=48\mathrm{cm} ＞ 2f=20\mathrm{cm}$，此时像距应满足$f ＜ v ＜ 2f$（即$10\mathrm{cm} ＜ v ＜ 20\mathrm{cm}$），但$v=6\mathrm{cm} ＜ 10\mathrm{cm}$，不符合，排除。
D选项：$u=13\mathrm{cm}$，$v=43\mathrm{cm}$。代入成像公式得$\frac{1}{v} = \frac{1}{10\mathrm{cm}} - \frac{1}{13\mathrm{cm}} = \frac{3}{130\mathrm{cm}}$，则$v \approx 43.3\mathrm{cm}$，与选项中$43\mathrm{cm}$接近，符合成像规律，正确。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、凸透镜成像公式
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是先通过初始成像确定焦距，再结合公式分析选项，需掌握成像规律和公式的应用，难度适中。
【难度系数】0.5
9 如图所示,烛焰通过凸透镜在光屏上成清晰的像,则下列做法中一定不能在光屏上得到清晰的像的是 (
A.光屏和蜡烛不动,适当移动透镜
B.透镜不动,光屏与蜡烛的位置对调
C.透镜不动,蜡烛离透镜远些,光屏离透镜近些
D.透镜不动,蜡烛和光屏都离透镜远些
D
)A.光屏和蜡烛不动,适当移动透镜
B.透镜不动,光屏与蜡烛的位置对调
C.透镜不动,蜡烛离透镜远些,光屏离透镜近些
D.透镜不动,蜡烛和光屏都离透镜远些
答案
9. D
解析
【分析】本题考查凸透镜成像规律的应用，首先明确题图中烛焰经凸透镜成倒立、缩小的实像，此时物距大于像距。需结合凸透镜成像规律（物远像近像变小）和光路可逆原理，逐一分析各选项，判断是否能在光屏上得到清晰的像。
【解析】
选项A：光屏和蜡烛不动，移动透镜，根据光路可逆原理，当新物距等于原像距、新像距等于原物距时，可在光屏上成清晰的像，故A可行。
选项B：透镜不动，蜡烛与光屏位置对调，利用光路可逆，原成倒立缩小实像，对调后成倒立放大实像，能在光屏上得到清晰的像，故B可行。
选项C：透镜不动，蜡烛离透镜远些（物距增大），根据“物远像近像变小”，像距需减小，即光屏应离透镜近些，此时能成清晰的像，故C可行。
选项D：透镜不动，蜡烛离透镜远些（物距增大），像距应减小才能成清晰的像；但选项要求光屏也离透镜远些（像距增大），不符合成像规律，一定不能在光屏上得到清晰的像，故D符合题意。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、光路可逆
【点评】本题是凸透镜成像规律的典型应用，需熟练掌握物距、像距的变化关系，结合光路可逆分析选项，考查对成像规律的灵活运用能力。
【难度系数】0.6
【解析】
选项A：光屏和蜡烛不动，移动透镜，根据光路可逆原理，当新物距等于原像距、新像距等于原物距时，可在光屏上成清晰的像，故A可行。
选项B：透镜不动，蜡烛与光屏位置对调，利用光路可逆，原成倒立缩小实像，对调后成倒立放大实像，能在光屏上得到清晰的像，故B可行。
选项C：透镜不动，蜡烛离透镜远些（物距增大），根据“物远像近像变小”，像距需减小，即光屏应离透镜近些，此时能成清晰的像，故C可行。
选项D：透镜不动，蜡烛离透镜远些（物距增大），像距应减小才能成清晰的像；但选项要求光屏也离透镜远些（像距增大），不符合成像规律，一定不能在光屏上得到清晰的像，故D符合题意。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、光路可逆
【点评】本题是凸透镜成像规律的典型应用，需熟练掌握物距、像距的变化关系，结合光路可逆分析选项，考查对成像规律的灵活运用能力。
【难度系数】0.6
10 [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
10. C
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像规律，核心利用光路可逆原理：当蜡烛和光屏位置固定时，移动凸透镜两次成清晰实像，第一次的物距等于第二次的像距，第一次的像距等于第二次的物距，且蜡烛与光屏间距为两次物距之和。结合凸透镜成像公式或规律，逐一分析选项即可。
【解析】
设蜡烛与光屏间的距离为$ L $，凸透镜焦距为$ f $：
1. 计算蜡烛与光屏间距：根据光路可逆，两次成像时，第一次物距$ u_1=16\ \mathrm{cm} $对应第二次像距$ v_2=16\ \mathrm{cm} $，第一次像距$ v_1=24\ \mathrm{cm} $对应第二次物距$ u_2=24\ \mathrm{cm} $，因此$ L = u_1 + v_1 = 16\ \mathrm{cm} + 24\ \mathrm{cm} = 40\ \mathrm{cm} $，故选项C正确。
2. 计算焦距：由凸透镜成像公式$ \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} $，代入$ u_1=16\ \mathrm{cm} $、$ v_1=24\ \mathrm{cm} $，得$ \frac{1}{f} = \frac{1}{16} + \frac{1}{24} = \frac{5}{48} $，解得$ f=9.6\ \mathrm{cm} $，故选项D错误。
3. 判断像的大小：第一次物距$ u_1=16\ \mathrm{cm} $，满足$ f ＜ u_1 ＜ 2f $（$ 2f=19.2\ \mathrm{cm} $），成倒立放大实像，选项A错误；第二次物距$ u_2=24\ \mathrm{cm} ＞ 2f $，成倒立缩小实像，第二次像比第一次小，选项B错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆原理
【点评】
本题是凸透镜成像规律的典型应用，关键在于利用“成实像时光路可逆”的特点，快速确定总距离，再结合成像条件判断像的性质，难度适中，需熟练掌握成像规律的核心要点。
【难度系数】
0.5
本题考查凸透镜成像规律，核心利用光路可逆原理：当蜡烛和光屏位置固定时，移动凸透镜两次成清晰实像，第一次的物距等于第二次的像距，第一次的像距等于第二次的物距，且蜡烛与光屏间距为两次物距之和。结合凸透镜成像公式或规律，逐一分析选项即可。
【解析】
设蜡烛与光屏间的距离为$ L $，凸透镜焦距为$ f $：
1. 计算蜡烛与光屏间距：根据光路可逆，两次成像时，第一次物距$ u_1=16\ \mathrm{cm} $对应第二次像距$ v_2=16\ \mathrm{cm} $，第一次像距$ v_1=24\ \mathrm{cm} $对应第二次物距$ u_2=24\ \mathrm{cm} $，因此$ L = u_1 + v_1 = 16\ \mathrm{cm} + 24\ \mathrm{cm} = 40\ \mathrm{cm} $，故选项C正确。
2. 计算焦距：由凸透镜成像公式$ \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} $，代入$ u_1=16\ \mathrm{cm} $、$ v_1=24\ \mathrm{cm} $，得$ \frac{1}{f} = \frac{1}{16} + \frac{1}{24} = \frac{5}{48} $，解得$ f=9.6\ \mathrm{cm} $，故选项D错误。
3. 判断像的大小：第一次物距$ u_1=16\ \mathrm{cm} $，满足$ f ＜ u_1 ＜ 2f $（$ 2f=19.2\ \mathrm{cm} $），成倒立放大实像，选项A错误；第二次物距$ u_2=24\ \mathrm{cm} ＞ 2f $，成倒立缩小实像，第二次像比第一次小，选项B错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、光路可逆原理
【点评】
本题是凸透镜成像规律的典型应用，关键在于利用“成实像时光路可逆”的特点，快速确定总距离，再结合成像条件判断像的性质，难度适中，需熟练掌握成像规律的核心要点。
【难度系数】
0.5
11 当蜡烛、透镜甲和光屏在图示位置时，烛焰
在光屏上成清晰的像。若保持透镜和蜡烛的位置不变，将透镜甲换为透镜乙后，需将光屏向右移动距离$s$，方可在光屏上再次成清晰的像，则（
A.透镜甲的焦距等于20 cm
B.透镜乙的焦距小于10 cm
C.第一次所成的像是放大的实像
D.第二次所成的像是放大的实像
在光屏上成清晰的像。若保持透镜和蜡烛的位置不变，将透镜甲换为透镜乙后，需将光屏向右移动距离$s$，方可在光屏上再次成清晰的像，则（
D
）A.透镜甲的焦距等于20 cm
B.透镜乙的焦距小于10 cm
C.第一次所成的像是放大的实像
D.第二次所成的像是放大的实像
答案
11. D
解析
【分析】首先根据图示确定蜡烛、透镜甲、光屏的刻度位置，计算第一次成像的物距和像距，结合凸透镜成像规律判断透镜甲的焦距；再分析更换透镜乙后像距的变化，推导透镜乙的焦距范围，进而判断两次成像的性质，逐一分析选项。
【解析】由图可知，蜡烛在20.0cm刻度处，透镜甲在40.0cm刻度处，光屏在60.0cm刻度处。第一次成像时，物距$ u = 40.0\,\mathrm{cm} - 20.0\,\mathrm{cm} = 20.0\,\mathrm{cm} $，像距$ v = 60.0\,\mathrm{cm} - 40.0\,\mathrm{cm} = 20.0\,\mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律，当$ u = v = 2f $时，成倒立、等大的实像，因此$ 2f_{\mathrm{甲}} = 20.0\,\mathrm{cm} $，得$ f_{\mathrm{甲}} = 10\,\mathrm{cm} $，故选项A错误。
保持蜡烛和透镜位置不变，换透镜乙后，光屏需向右移动才能成清晰的像，说明像距变大，即透镜乙对光线的会聚能力比甲弱，因此$ f_{\mathrm{乙}} ＞ f_{\mathrm{甲}} = 10\,\mathrm{cm} $，选项B错误。
第一次成像时，$ u = 2f_{\mathrm{甲}} $，成倒立、等大的实像，不是放大的实像，选项C错误。
第二次成像时，物距仍为$ u = 20.0\,\mathrm{cm} $，且$ f_{\mathrm{乙}} ＞ 10\,\mathrm{cm} $，故$ f_{\mathrm{乙}} ＜ u = 20.0\,\mathrm{cm} ＜ 2f_{\mathrm{乙}} $，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，选项D正确。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，需结合图示确定物距和像距，分析焦距变化对成像的影响，关键是熟练掌握不同物距下的成像性质，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】由图可知，蜡烛在20.0cm刻度处，透镜甲在40.0cm刻度处，光屏在60.0cm刻度处。第一次成像时，物距$ u = 40.0\,\mathrm{cm} - 20.0\,\mathrm{cm} = 20.0\,\mathrm{cm} $，像距$ v = 60.0\,\mathrm{cm} - 40.0\,\mathrm{cm} = 20.0\,\mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律，当$ u = v = 2f $时，成倒立、等大的实像，因此$ 2f_{\mathrm{甲}} = 20.0\,\mathrm{cm} $，得$ f_{\mathrm{甲}} = 10\,\mathrm{cm} $，故选项A错误。
保持蜡烛和透镜位置不变，换透镜乙后，光屏需向右移动才能成清晰的像，说明像距变大，即透镜乙对光线的会聚能力比甲弱，因此$ f_{\mathrm{乙}} ＞ f_{\mathrm{甲}} = 10\,\mathrm{cm} $，选项B错误。
第一次成像时，$ u = 2f_{\mathrm{甲}} $，成倒立、等大的实像，不是放大的实像，选项C错误。
第二次成像时，物距仍为$ u = 20.0\,\mathrm{cm} $，且$ f_{\mathrm{乙}} ＞ 10\,\mathrm{cm} $，故$ f_{\mathrm{乙}} ＜ u = 20.0\,\mathrm{cm} ＜ 2f_{\mathrm{乙}} $，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，选项D正确。
【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应用，需结合图示确定物距和像距，分析焦距变化对成像的影响，关键是熟练掌握不同物距下的成像性质，难度适中。
【难度系数】0.5
12 某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像，由图可知，该凸透镜的焦距是
8
cm。在实验过程中，把物体从远处逐渐靠近透镜时，从距凸透镜60 cm处移动到5 cm处的过程中看到像的大小变化情况是先变大，再变小
。答案
12. 8 先变大，再变小
解析
【分析】
要解决本题，需利用凸透镜成像规律：当物距u=2f时，像距v=2f，成倒立等大实像，据此可从图像中确定焦距；再分阶段分析物体移动时像的大小变化：当u＞f时，物近像变大；当u＜f时，物近像变小，从而得出像的变化情况。
【解析】
1. 求焦距：根据凸透镜成像规律，当u=2f时，v=2f，物距与像距相等。从图像中可知，当u=16cm时，v=16cm，因此2f=16cm，解得f=8cm。
2. 分析像的大小变化：物体从60cm处（u＞2f=16cm）移动到5cm处，分为两个关键阶段：
当u＞f（60cm到8cm）时，凸透镜成实像，根据“物近像远像变大”，此阶段像逐渐变大；
当u＜f（8cm到5cm）时，凸透镜成虚像，根据“物近像近像变小”，此阶段像逐渐变小。
因此像的大小变化是先变大，再变小。
【答案】
8；先变大，再变小
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合图像考查凸透镜成像规律的应用，核心是从图像中提取u=v的点确定焦距，再分阶段分析像的变化，需准确掌握不同物距下的成像特点，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需利用凸透镜成像规律：当物距u=2f时，像距v=2f，成倒立等大实像，据此可从图像中确定焦距；再分阶段分析物体移动时像的大小变化：当u＞f时，物近像变大；当u＜f时，物近像变小，从而得出像的变化情况。
【解析】
1. 求焦距：根据凸透镜成像规律，当u=2f时，v=2f，物距与像距相等。从图像中可知，当u=16cm时，v=16cm，因此2f=16cm，解得f=8cm。
2. 分析像的大小变化：物体从60cm处（u＞2f=16cm）移动到5cm处，分为两个关键阶段：
当u＞f（60cm到8cm）时，凸透镜成实像，根据“物近像远像变大”，此阶段像逐渐变大；
当u＜f（8cm到5cm）时，凸透镜成虚像，根据“物近像近像变小”，此阶段像逐渐变小。
因此像的大小变化是先变大，再变小。
【答案】
8；先变大，再变小
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合图像考查凸透镜成像规律的应用，核心是从图像中提取u=v的点确定焦距，再分阶段分析像的变化，需准确掌握不同物距下的成像特点，属于中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.5
13 [2025苏州模拟]如图甲，在装有水的杯子里，小红将一支铅笔分别紧贴杯壁内、外竖直放置，两次都观察到铅笔放大的像，俯视图如图乙、丙所示。下列说法正确的是（
A.图乙中铅笔向前移，像一直变大
B.图乙中铅笔向前移，像先变小后变大
C.图丙中铅笔向后移，像一直变大
D.图丙中铅笔向后移，像先变大后变小
D
）A.图乙中铅笔向前移，像一直变大
B.图乙中铅笔向前移，像先变小后变大
C.图丙中铅笔向后移，像一直变大
D.图丙中铅笔向后移，像先变大后变小
答案
13. D 【解析】由图示和题意可知，图乙中铅笔与杯子左侧壁之间的水柱相当于凸透镜，能观察到铅笔放大的像，此时铅笔在“水凸透镜”的1倍焦距之内，则可知凸透镜成的是正立、放大的虚像；图乙中的铅笔向前移时，铅笔离“水凸透镜”的焦点越来越远，相当于物距变小，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变小，像一直变小。根据图示和题意可知，图丙中装有水的杯子相当于凸透镜，开始时铅笔紧贴杯壁，在凸透镜的1倍焦距以内，成正立、放大的虚像，图丙中的铅笔向后移动，物距变大，若铅笔仍在凸透镜的1倍焦距以内，由凸透镜成虚像的规律可知，像距也变大，像变大；当铅笔在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，物距变大时，像距变小，像变小；当铅笔在2倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，物距变大时，像距变小，像变小；所以图丙中铅笔向后移，像先变大后变小。
解析
【分析】
首先明确图乙和图丙中“水凸透镜”的结构差异：图乙中铅笔在杯内，紧贴杯壁，此时杯内的水形成凸透镜，铅笔位于该凸透镜的1倍焦距以内，成正立放大的虚像；图丙中铅笔在杯外，整个装水的杯子相当于凸透镜，铅笔初始紧贴杯壁，位于凸透镜的1倍焦距以内。接下来结合凸透镜成像规律，分别分析两种情况下移动铅笔时像的变化：凸透镜成虚像和实像时，物距变化对像大小的影响规律不同，需区分两种场景的物距范围变化。
【解析】
1. 分析图乙：图乙中铅笔在杯内，水构成的凸透镜，铅笔在1倍焦距以内，成正立、放大的虚像。当铅笔向前移时，物距减小，根据凸透镜成虚像的规律：物距减小，像距减小，像的大小变小，因此图乙中铅笔向前移时，像一直变小，故A、B选项错误。
2. 分析图丙：图丙中装水的杯子相当于凸透镜，铅笔初始紧贴杯壁，位于1倍焦距以内，成正立放大的虚像。当铅笔向后移（物距增大）时：
物距在1倍焦距以内时，凸透镜成虚像，物距增大，像距增大，像变大；
当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，物距增大，像距减小，像变小；
当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，物距增大，像距减小，像变小；
因此图丙中铅笔向后移时，像先变大后变小，故C选项错误，D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合装水杯子的实际场景，考查凸透镜成像规律的应用，需区分“杯内水形成的小凸透镜”和“整个装水杯子形成的大凸透镜”两种情况，明确虚像和实像的成像规律差异，是对凸透镜成像知识点的灵活运用，需注意物距变化对应的像的变化特点。
【难度系数】
0.5
首先明确图乙和图丙中“水凸透镜”的结构差异：图乙中铅笔在杯内，紧贴杯壁，此时杯内的水形成凸透镜，铅笔位于该凸透镜的1倍焦距以内，成正立放大的虚像；图丙中铅笔在杯外，整个装水的杯子相当于凸透镜，铅笔初始紧贴杯壁，位于凸透镜的1倍焦距以内。接下来结合凸透镜成像规律，分别分析两种情况下移动铅笔时像的变化：凸透镜成虚像和实像时，物距变化对像大小的影响规律不同，需区分两种场景的物距范围变化。
【解析】
1. 分析图乙：图乙中铅笔在杯内，水构成的凸透镜，铅笔在1倍焦距以内，成正立、放大的虚像。当铅笔向前移时，物距减小，根据凸透镜成虚像的规律：物距减小，像距减小，像的大小变小，因此图乙中铅笔向前移时，像一直变小，故A、B选项错误。
2. 分析图丙：图丙中装水的杯子相当于凸透镜，铅笔初始紧贴杯壁，位于1倍焦距以内，成正立放大的虚像。当铅笔向后移（物距增大）时：
物距在1倍焦距以内时，凸透镜成虚像，物距增大，像距增大，像变大；
当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，物距增大，像距减小，像变小；
当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像，物距增大，像距减小，像变小；
因此图丙中铅笔向后移时，像先变大后变小，故C选项错误，D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题结合装水杯子的实际场景，考查凸透镜成像规律的应用，需区分“杯内水形成的小凸透镜”和“整个装水杯子形成的大凸透镜”两种情况，明确虚像和实像的成像规律差异，是对凸透镜成像知识点的灵活运用，需注意物距变化对应的像的变化特点。
【难度系数】
0.5
