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1. 小明用焦距为 10 cm 的凸透镜探究凸透镜成像的规律。他将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置。下列说法中正确的是()。
A.只向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像
B.只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
C.只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
D.只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像
A.只向左移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰缩小的像
B.只向右移动光屏至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
C.只向右移动蜡烛至适当位置，光屏上能呈现烛焰放大的像
D.只移动凸透镜至适当位置，光屏上能呈现烛焰等大的像
答案
D
解析
【分析】
要解决本题，需先明确凸透镜成像规律，结合题目给出的焦距（$f=10\ \mathrm{cm}$）和图中初始物距、像距分析各选项：
1. 先确定初始物距和像距：蜡烛在35cm刻度处，凸透镜在45cm刻度处，故初始物距$u=45\ \mathrm{cm}-35\ \mathrm{cm}=10\ \mathrm{cm}$，像距$v=75\ \mathrm{cm}-45\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}$。
2. 回忆凸透镜成像核心规律：
$u＞2f$时，成倒立缩小实像，$f＜v＜2f$；
$f＜u＜2f$时，成倒立放大实像，$v＞2f$；
$u=2f$时，成倒立等大实像，$v=2f$；
$u=f$时，不成实像；$u＜f$时，成虚像，虚像无法在光屏呈现。
3. 逐一验证选项是否符合上述规律。
【解析】
已知凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$，初始物距$u=10\ \mathrm{cm}$（等于焦距），像距$v=30\ \mathrm{cm}$：
选项A：初始$u=f$，无法成实像，向左移动光屏也不能得到实像，A错误；
选项B：初始$u=f$，不成实像，向右移动光屏仍无法得到实像，B错误；
选项C：向右移动蜡烛，物距会小于$f$，成虚像，虚像不能在光屏呈现，C错误；
选项D：移动凸透镜，当$u=2f=20\ \mathrm{cm}$、$v=2f=20\ \mathrm{cm}$时，成倒立等大实像。蜡烛与光屏间距为$75\ \mathrm{cm}-35\ \mathrm{cm}=40\ \mathrm{cm}$，将凸透镜移至55cm刻度处时，$u=55\ \mathrm{cm}-35\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}$，$v=75\ \mathrm{cm}-55\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}$，满足$u=2f$，能呈现等大实像，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，需准确判断物距、像距与焦距的关系，结合成像规律分析选项，是初中物理光学的基础题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先明确凸透镜成像规律，结合题目给出的焦距（$f=10\ \mathrm{cm}$）和图中初始物距、像距分析各选项：
1. 先确定初始物距和像距：蜡烛在35cm刻度处，凸透镜在45cm刻度处，故初始物距$u=45\ \mathrm{cm}-35\ \mathrm{cm}=10\ \mathrm{cm}$，像距$v=75\ \mathrm{cm}-45\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}$。
2. 回忆凸透镜成像核心规律：
$u＞2f$时，成倒立缩小实像，$f＜v＜2f$；
$f＜u＜2f$时，成倒立放大实像，$v＞2f$；
$u=2f$时，成倒立等大实像，$v=2f$；
$u=f$时，不成实像；$u＜f$时，成虚像，虚像无法在光屏呈现。
3. 逐一验证选项是否符合上述规律。
【解析】
已知凸透镜焦距$f=10\ \mathrm{cm}$，初始物距$u=10\ \mathrm{cm}$（等于焦距），像距$v=30\ \mathrm{cm}$：
选项A：初始$u=f$，无法成实像，向左移动光屏也不能得到实像，A错误；
选项B：初始$u=f$，不成实像，向右移动光屏仍无法得到实像，B错误；
选项C：向右移动蜡烛，物距会小于$f$，成虚像，虚像不能在光屏呈现，C错误；
选项D：移动凸透镜，当$u=2f=20\ \mathrm{cm}$、$v=2f=20\ \mathrm{cm}$时，成倒立等大实像。蜡烛与光屏间距为$75\ \mathrm{cm}-35\ \mathrm{cm}=40\ \mathrm{cm}$，将凸透镜移至55cm刻度处时，$u=55\ \mathrm{cm}-35\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}$，$v=75\ \mathrm{cm}-55\ \mathrm{cm}=20\ \mathrm{cm}$，满足$u=2f$，能呈现等大实像，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，需准确判断物距、像距与焦距的关系，结合成像规律分析选项，是初中物理光学的基础题型。
【难度系数】
0.5
2. 将蜡烛放在如图所示位置，能通过凸透镜成倒立、缩小的像。小红画了图中所示的光路。下列说法正确的是()。
A.小红画的光路是正确的
B.透镜成的是虚像
C.透镜的焦距小于10 cm
D.透镜的焦距大于20 cm
A.小红画的光路是正确的
B.透镜成的是虚像
C.透镜的焦距小于10 cm
D.透镜的焦距大于20 cm
答案
C
解析
【分析】
要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析：首先确定物距，再根据“成倒立、缩小的像”的条件推导焦距范围，同时判断光路是否正确。步骤：1. 确定物距：蜡烛在20cm刻度处，凸透镜在0刻度处，物距u=20cm；2. 回忆凸透镜成像规律：当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，像距满足f＜v＜2f；3. 结合题目条件推导焦距，再逐一分析选项。
【解析】
1. 确定物距：由图可知，蜡烛到凸透镜的距离（物距）u=20cm；
2. 根据凸透镜成像规律：当物体在凸透镜2倍焦距以外（u＞2f）时，成倒立、缩小的实像，此时像距需满足f＜v＜2f；
3. 题目中蜡烛成倒立、缩小的像，因此u＞2f，代入u=20cm得：20cm＞2f → f＜10cm；
4. 分析选项：
A选项：平行于主光轴的光线经凸透镜后应过焦点，由f＜10cm可知，焦点在凸透镜右侧小于10cm处，而图中折射光线到了20cm处，光路错误，A错误；
B选项：倒立、缩小的像为实像，不是虚像，B错误；
C选项：由推导得焦距f＜10cm，C正确；
D选项：推导得f＜10cm，并非大于20cm，D错误。
【答案】
C
【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u＞2f时的成像特点，结合物距推导焦距范围，同时注意平行光的折射规律，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析：首先确定物距，再根据“成倒立、缩小的像”的条件推导焦距范围，同时判断光路是否正确。步骤：1. 确定物距：蜡烛在20cm刻度处，凸透镜在0刻度处，物距u=20cm；2. 回忆凸透镜成像规律：当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，像距满足f＜v＜2f；3. 结合题目条件推导焦距，再逐一分析选项。
【解析】
1. 确定物距：由图可知，蜡烛到凸透镜的距离（物距）u=20cm；
2. 根据凸透镜成像规律：当物体在凸透镜2倍焦距以外（u＞2f）时，成倒立、缩小的实像，此时像距需满足f＜v＜2f；
3. 题目中蜡烛成倒立、缩小的像，因此u＞2f，代入u=20cm得：20cm＞2f → f＜10cm；
4. 分析选项：
A选项：平行于主光轴的光线经凸透镜后应过焦点，由f＜10cm可知，焦点在凸透镜右侧小于10cm处，而图中折射光线到了20cm处，光路错误，A错误；
B选项：倒立、缩小的像为实像，不是虚像，B错误；
C选项：由推导得焦距f＜10cm，C正确；
D选项：推导得f＜10cm，并非大于20cm，D错误。
【答案】
C
【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u＞2f时的成像特点，结合物距推导焦距范围，同时注意平行光的折射规律，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
3. 在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距。正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示，像未画出。下列说法正确的是（）。
A.由图甲可知，该凸透镜的焦距是 40.0 cm
B.照相机的成像原理与图乙中发光物体的成像原理相同
C.图乙中的发光物体向远离凸透镜的方向移动，所成的像逐渐变小
D.图乙中，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，光屏上成半个发光物体的像
A.由图甲可知，该凸透镜的焦距是 40.0 cm
B.照相机的成像原理与图乙中发光物体的成像原理相同
C.图乙中的发光物体向远离凸透镜的方向移动，所成的像逐渐变小
D.图乙中，若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，光屏上成半个发光物体的像
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，需掌握凸透镜焦距的测量方法、凸透镜成像规律的应用，逐一分析每个选项：
1. 焦距测量：平行光聚焦法中，焦距是焦点到凸透镜光心的距离，据此判断A选项；
2. 成像原理：根据图乙中物距和像距的大小关系，判断成像类型，进而分析B选项；
3. 实像变化规律：凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，据此分析C选项；
4. 遮挡透镜的影响：遮挡凸透镜一半，仍能成完整的像，只是亮度变暗，据此分析D选项。
【解析】
选项A：用平行光聚焦法测量凸透镜焦距时，由图甲可知，凸透镜位于40.0cm刻度处，焦点位于50.0cm刻度处，因此焦距f=50.0cm - 40.0cm=10.0cm，并非40.0cm，故A错误；
选项B：图乙中，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，这是投影仪的成像原理，而照相机的成像原理是成倒立、缩小的实像，二者不同，故B错误；
选项C：凸透镜成实像时，遵循“物远像近像变小”的规律，因此发光物体向远离凸透镜的方向移动（物距增大），所成的实像会逐渐变小，故C正确；
选项D：用黑纸片遮挡凸透镜一半时，凸透镜的另一半仍能折射光线，会聚成完整的像，只是像的亮度会变暗，并非成半个发光物体的像，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距的测量
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的基础应用，涵盖焦距测量、成像特点、实像变化规律及透镜遮挡的影响，需准确掌握各知识点，易错点在于遮挡透镜后像的完整性判断，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需掌握凸透镜焦距的测量方法、凸透镜成像规律的应用，逐一分析每个选项：
1. 焦距测量：平行光聚焦法中，焦距是焦点到凸透镜光心的距离，据此判断A选项；
2. 成像原理：根据图乙中物距和像距的大小关系，判断成像类型，进而分析B选项；
3. 实像变化规律：凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，据此分析C选项；
4. 遮挡透镜的影响：遮挡凸透镜一半，仍能成完整的像，只是亮度变暗，据此分析D选项。
【解析】
选项A：用平行光聚焦法测量凸透镜焦距时，由图甲可知，凸透镜位于40.0cm刻度处，焦点位于50.0cm刻度处，因此焦距f=50.0cm - 40.0cm=10.0cm，并非40.0cm，故A错误；
选项B：图乙中，物距小于像距，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，这是投影仪的成像原理，而照相机的成像原理是成倒立、缩小的实像，二者不同，故B错误；
选项C：凸透镜成实像时，遵循“物远像近像变小”的规律，因此发光物体向远离凸透镜的方向移动（物距增大），所成的实像会逐渐变小，故C正确；
选项D：用黑纸片遮挡凸透镜一半时，凸透镜的另一半仍能折射光线，会聚成完整的像，只是像的亮度会变暗，并非成半个发光物体的像，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距的测量
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的基础应用，涵盖焦距测量、成像特点、实像变化规律及透镜遮挡的影响，需准确掌握各知识点，易错点在于遮挡透镜后像的完整性判断，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
4. 小明用透明塑料盒设计了一个昆虫标本观察器，如图所示。盒底上放标本，盒盖上嵌入一凸透镜。有焦距为5 cm和10 cm的两种凸透镜。为了在盒盖上方附近通过凸透镜能观察到标本正立、放大的像，凸透镜的焦距$f$与盒高$h$选择合理的是()。
A.$f=5\ \mathrm{cm}, h=10\ \mathrm{cm}$
B.$f=10\ \mathrm{cm}, h=12\ \mathrm{cm}$
C.$f=5\ \mathrm{cm}, h=12\ \mathrm{cm}$
D.$f=10\ \mathrm{cm}, h=6\ \mathrm{cm}$
A.$f=5\ \mathrm{cm}, h=10\ \mathrm{cm}$
B.$f=10\ \mathrm{cm}, h=12\ \mathrm{cm}$
C.$f=5\ \mathrm{cm}, h=12\ \mathrm{cm}$
D.$f=10\ \mathrm{cm}, h=6\ \mathrm{cm}$
答案
D
解析
【分析】
要解决这道题，需明确凸透镜成像中，正立、放大的像对应的成像条件：当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，这是放大镜的工作原理。本题中，标本到盒盖凸透镜的距离就是盒高h，即物距u=h，因此需要满足h ＜ f，据此分析各选项是否符合条件。
【解析】
根据凸透镜成像规律，成正立、放大的虚像的条件是：物距u ＜ 焦距f。本题中，物距u等于盒高h，因此需满足h ＜ f。
对各选项逐一分析：
选项A：f=5cm，h=10cm，h=10cm ＞ f=5cm，不满足条件，错误；
选项B：f=10cm，h=12cm，h=12cm ＞ f=10cm，不满足条件，错误；
选项C：f=5cm，h=12cm，h=12cm ＞ f=5cm，不满足条件，错误；
选项D：f=10cm，h=6cm，h=6cm ＜ f=10cm，满足条件，正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律；放大镜原理
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的基础应用，结合实际观察器场景，核心是掌握放大镜成像的物距条件，难度较低，属于基础题，需准确理解物距与焦距的关系。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确凸透镜成像中，正立、放大的像对应的成像条件：当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像，这是放大镜的工作原理。本题中，标本到盒盖凸透镜的距离就是盒高h，即物距u=h，因此需要满足h ＜ f，据此分析各选项是否符合条件。
【解析】
根据凸透镜成像规律，成正立、放大的虚像的条件是：物距u ＜ 焦距f。本题中，物距u等于盒高h，因此需满足h ＜ f。
对各选项逐一分析：
选项A：f=5cm，h=10cm，h=10cm ＞ f=5cm，不满足条件，错误；
选项B：f=10cm，h=12cm，h=12cm ＞ f=10cm，不满足条件，错误；
选项C：f=5cm，h=12cm，h=12cm ＞ f=5cm，不满足条件，错误；
选项D：f=10cm，h=6cm，h=6cm ＜ f=10cm，满足条件，正确。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律；放大镜原理
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的基础应用，结合实际观察器场景，核心是掌握放大镜成像的物距条件，难度较低，属于基础题，需准确理解物距与焦距的关系。
【难度系数】
0.6
5.(多选)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,某小组测量出物距和像距的数据,并绘制出如图所示的图像。根据图像可知()。
A.该凸透镜的焦距$f=10\ \mathrm{cm}$
B.当物距$u=30\ \mathrm{cm}$时,成倒立、缩小的实像
C.当物距$u=8\ \mathrm{cm}$时,成倒立、放大的实像
D.把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm处移动的过程中,所成的像会逐渐变小
A.该凸透镜的焦距$f=10\ \mathrm{cm}$
B.当物距$u=30\ \mathrm{cm}$时,成倒立、缩小的实像
C.当物距$u=8\ \mathrm{cm}$时,成倒立、放大的实像
D.把物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜15 cm处移动的过程中,所成的像会逐渐变小
答案
AB
解析
【分析】要解答本题，需利用凸透镜成像规律，先从图像中找到物距等于像距的点确定凸透镜焦距，再根据不同物距范围对应的成像特点逐一分析选项。当物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距，成倒立等大实像，这是确定焦距的核心；再结合物距与焦距的关系，判断成像性质和像的变化规律。
【解析】1. 确定焦距：根据凸透镜成像规律，当$u = v = 2f$时，成倒立、等大的实像。观察图像，当$u=20\ \mathrm{cm}$时，$v=20\ \mathrm{cm}$，因此$2f=20\ \mathrm{cm}$，解得$f=10\ \mathrm{cm}$，故A选项正确。
2. 分析B选项：当物距$u=30\ \mathrm{cm}$时，$u＞2f$（$2f=20\ \mathrm{cm}$），根据规律，此时成倒立、缩小的实像，故B选项正确。
3. 分析C选项：当物距$u=8\ \mathrm{cm}$时，$u＜f$（$f=10\ \mathrm{cm}$），此时成正立、放大的虚像，并非倒立、放大的实像，故C选项错误。
4. 分析D选项：物体从距凸透镜30 cm处向15 cm处移动，物距减小（仍大于$f$），根据“物近像远像变大”的规律，所成的像会逐渐变大，而非变小，故D选项错误。综上，正确选项为AB。
【答案】AB
【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，解题关键是从图像中提取$u=v=2f$的信息确定焦距，再根据物距与焦距的关系判断成像情况，需准确掌握凸透镜成像的不同规律，属于中等难度的基础题。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定焦距：根据凸透镜成像规律，当$u = v = 2f$时，成倒立、等大的实像。观察图像，当$u=20\ \mathrm{cm}$时，$v=20\ \mathrm{cm}$，因此$2f=20\ \mathrm{cm}$，解得$f=10\ \mathrm{cm}$，故A选项正确。
2. 分析B选项：当物距$u=30\ \mathrm{cm}$时，$u＞2f$（$2f=20\ \mathrm{cm}$），根据规律，此时成倒立、缩小的实像，故B选项正确。
3. 分析C选项：当物距$u=8\ \mathrm{cm}$时，$u＜f$（$f=10\ \mathrm{cm}$），此时成正立、放大的虚像，并非倒立、放大的实像，故C选项错误。
4. 分析D选项：物体从距凸透镜30 cm处向15 cm处移动，物距减小（仍大于$f$），根据“物近像远像变大”的规律，所成的像会逐渐变大，而非变小，故D选项错误。综上，正确选项为AB。
【答案】AB
【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，解题关键是从图像中提取$u=v=2f$的信息确定焦距，再根据物距与焦距的关系判断成像情况，需准确掌握凸透镜成像的不同规律，属于中等难度的基础题。
【难度系数】0.5
