2. 小红拿到一块玻璃透镜，她对此透镜进行探究。

(1)小红把该透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如图甲所示的现象，由此可以判定该透镜是（选填“凸”或“凹”）透镜。
(2)小红查阅资料后了解到，用如图乙所示的玻璃三棱镜组合可以描述该透镜对光的作用。请在图乙中画出平行光射入两个三棱镜后射出光线的大致方向。
(3)为探究该透镜的成像规律，小红将“F”光源、透镜、光屏放置在光具座上，调整好后，固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐渐靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使“F”光源在光屏上成清晰的像，将结果记录在下表中。该透镜的焦距为 cm。当“F”光源位于如图丙所示的位置时，光屏应适当向（选填“左”或“右”）移动，才能承接到清晰的像。

2. (1)凸 (2)如图所示 (3)10 左
【解析】(1)小红把透镜靠近书上的“实验”二字，观察到如题图甲所示的现象，此时透过透镜看到正立、放大的像，根据凸透镜成像规律，u＜f，成正立、放大的虚像，可以判定该透镜是凸透镜。(2)画出法线，光从玻璃中斜射入空气，所以折射角大于入射角，由此可以作出对应的折射光线。(3)由题表中数据可知，v＝u＝20 cm，成倒立、等大的像，可知2f＝20 cm，故该凸透镜的焦距f＝10 cm。固定透镜位置，使“F”光源从距离透镜较远处逐渐靠近透镜，当“F”光源位于如题图丙所示位置时，物距为17 cm，根据2f＞u＞f、v＞2f 可知，此时成倒立、放大的实像，因u＝17 cm＞15 cm，由题表中数据可知，v＜30 cm，故光屏应适当向左移动，才能承接到清晰的像。

【分析】
本题包含三个问题：(1)根据透镜靠近物体时的成像特点判断透镜类型；(2)利用光的折射规律画出平行光经过玻璃三棱镜后的折射光线；(3)结合凸透镜成像规律和表格数据计算焦距，并判断光屏的移动方向。
【解析】
(1) 当透镜靠近书上的“实验”二字时，观察到正立、放大的像，根据凸透镜成像规律，当物距u＜焦距f时，凸透镜成正立、放大的虚像；而凹透镜始终成正立、缩小的虚像，因此该透镜是凸透镜。
(2) 平行光射入玻璃三棱镜时，光从玻璃斜射入空气，折射角大于入射角。在每个三棱镜的入射和出射界面分别作法线，作出折射光线，使折射光线远离法线，最终平行光经过两个三棱镜后向中间会聚，大致折射方向如图所示。
(3) 根据凸透镜成像规律，当物距u=2f时，成倒立、等大的实像，此时像距v=2f。由表格数据可知，当u=20cm时，v=20cm，因此2f=20cm，解得该透镜的焦距f=10cm。当“F”光源位于题图丙所示位置时，物距为17cm，满足f＜u＜2f，成倒立、放大的实像；结合表格数据，u=15cm时v=30cm，u=20cm时v=20cm，可知u=17cm对应的像距在20cm到30cm之间，因此光屏应适当向左移动，才能承接到清晰的像。
【答案】
(1)凸 (2)如图所示 (3)10 左
【知识点】
凸透镜成像规律、光的折射、透镜判断
【点评】
本题综合考查透镜类型判断、光的折射作图及凸透镜成像规律的应用，需要学生结合成像特点和表格数据进行分析，是光学部分的典型题目，难度适中。
【难度系数】
0.5

【典型例题3】在探究凸透镜成像的规律的实验中，当发光物体、凸透镜和光屏的位置如图所示时，光屏上得到清晰的像（像未画出）。下列说法正确的是（）


A.透镜焦距一定在10 cm到15 cm之间
B.透镜焦距一定在15 cm到20 cm之间
C.把发光物体向左移动少许，光屏适当向左移动可得到大些的实像
D.把发光物体向右移动少许，光屏适当向右移动可得到小些的实像
思路导引 由题图可知，此时$u=20\ \mathrm{cm}$，$v=30\ \mathrm{cm}$，$u＜v$，成倒立、放大的实像，由凸透镜成像规律可知，此时$f＜u＜2f$，$v＞2f$，即$f＜20\ \mathrm{cm}＜2f$，$30\ \mathrm{cm}＞2f$，解得$10\ \mathrm{cm}＜f＜15\ \mathrm{cm}$，A正确，B错误。把发光物体向左移动少许，此时物距变大，像距变小，像变小；把发光物体向右移动少许，此时物距变小，像距变大，像变大，C、D错误。
答案 A
关键点拨 凸透镜成像包含两大核心内容：一是凸透镜可成实像或者虚像，这一成像特性在生活中有着广泛应用；二是凸透镜成实像时，成像大小和位置会随物距的变化而变化。成实像的动态变化规律可以简记为“物远像近像变小”：物体远离凸透镜时，像靠近凸透镜，像变小。

A

【分析】首先从题图中确定物距和像距：物体在30cm刻度处，凸透镜在50cm刻度处，因此物距$u=50\mathrm{cm}-30\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$；光屏在80cm刻度处，像距$v=80\mathrm{cm}-50\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$。由于光屏上成清晰实像，且$u＜v$，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，对应条件为$f＜u＜2f$、$v＞2f$，据此推导焦距范围，再结合凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律分析选项。
【解析】1. 计算物距和像距：$u=50\mathrm{cm}-30\mathrm{cm}=20\mathrm{cm}$，$v=80\mathrm{cm}-50\mathrm{cm}=30\mathrm{cm}$。
2. 推导焦距范围：光屏上成清晰实像，且$u＜v$，说明成倒立、放大的实像，根据凸透镜成像规律，此时满足$f＜u＜2f$，$v＞2f$。代入$u=20\mathrm{cm}$、$v=30\mathrm{cm}$得：
由$f＜20\mathrm{cm}＜2f$，解得$10\mathrm{cm}＜f＜20\mathrm{cm}$；
由$30\mathrm{cm}＞2f$，解得$f＜15\mathrm{cm}$；
综合得$10\mathrm{cm}＜f＜15\mathrm{cm}$，故A正确，B错误。
3. 分析实像的动态变化：根据凸透镜成实像的规律“物远像近像变小”：
物体向左移动少许，物距变大，像距应变小，像变小，因此C选项错误；
物体向右移动少许，物距变小，像距应变大，像变大，因此D选项错误。
【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，核心是根据物距、像距关系判断成像类型并推导焦距范围，同时掌握实像的动态变化规律，是光学实验的基础典型题。
【难度系数】0.6