2. 在“探究凸透镜成像的规律”实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图5-2-2所示时，光屏上成的像不清晰（像未画出），若将光屏向右移动适当距离，可在光屏上观察到清晰的像，则()。

图5-2-2

A.清晰的像是倒立、缩小的实像
B.清晰的像是正立、放大的实像
C.该透镜的焦距大于7.5 cm、小于15 cm
D.该透镜的焦距大于10 cm、小于20 cm

2. D

【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，再根据光屏移动的情况判断像距的变化，进而推导焦距范围和像的性质。步骤如下：1. 计算物距：蜡烛在30cm刻度处，凸透镜在50cm刻度处，物距为两者的距离；2. 分析像距变化：初始光屏在70cm刻度处，移动光屏向右才出现清晰像，说明清晰像的像距大于初始像距；3. 结合凸透镜成像规律，判断焦距范围和像的性质，排除错误选项。
【解析】
1. 确定物距：由图可知，蜡烛到凸透镜的距离（物距）$ u = 50\,\mathrm{cm} - 30\,\mathrm{cm} = 20\,\mathrm{cm} $；初始光屏到凸透镜的距离（初始像距）$ v_{\mathrm{初}} = 70\,\mathrm{cm} - 50\,\mathrm{cm} = 20\,\mathrm{cm} $。
2. 分析成像条件：将光屏向右移动才得到清晰像，说明清晰像的像距$ v ＞ 20\,\mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律：
若成倒立、缩小的实像，需满足$ u ＞ 2f $，此时像距$ f ＜ v ＜ 2f $，即$ v ＜ 2f $。若$ u=20\,\mathrm{cm} ＞ 2f $，则$ f ＜ 10\,\mathrm{cm} $，此时像距应小于20cm，初始光屏就会成清晰像，与题意矛盾，故A错误。
正立、放大的像是虚像，虚像无法用光屏承接，故B错误。
若成倒立、放大的实像，需满足$ f ＜ u ＜ 2f $，此时像距$ v ＞ 2f $。代入$ u=20\,\mathrm{cm} $，得$ f ＜ 20\,\mathrm{cm} ＜ 2f $，解得$ 10\,\mathrm{cm} ＜ f ＜ 20\,\mathrm{cm} $，故C错误，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，核心是根据光屏移动情况判断像距变化，进而推导焦距范围，需熟练掌握不同物距对应的成像特点，是中等难度的规律应用题。
【难度系数】
0.5

3. 琉璃烧制技艺是我国国家级非物质文化遗产之一。小明在琉璃馆参观时，用一个焦距为15 cm的凸透镜观察琉璃瓶的细节，当凸透镜距离琉璃瓶10 cm时，他看到的像是()。

A.倒立、放大的实像
B.倒立、缩小的实像
C.正立、放大的虚像
D.正立、放大的实像

3. C

【分析】要判断凸透镜成像的性质，需先确定凸透镜的焦距，再比较物距与焦距的大小关系，最后依据凸透镜成像规律判断像的类型。
【解析】已知凸透镜焦距$ f = 15\ \mathrm{cm} $，此时物距$ u = 10\ \mathrm{cm} $，可得$ u ＜ f $。根据凸透镜成像规律：当物距小于一倍焦距时，成正立、放大的虚像，因此小明看到的是正立、放大的虚像，对应选项C。
【答案】C
【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，难度较低，只要牢记成像规律即可快速解答，属于光学部分的基础题型。
【难度系数】0.8

4. 物理兴趣小组的同学在做“探究凸透镜成像的规律”实验时，光屏和发光体在凸透镜的 （选填“同侧”或“两侧”），它们的中心在 上。所用凸透镜的焦距为10 cm，发光体距凸透镜16 cm时，在光屏上成 （选填“正立、放大”“正立、缩小”“倒立、放大”或“倒立、缩小”）的实像。

4. 两侧 同一高度 倒立、放大

【分析】
要解决这道题，需结合“探究凸透镜成像的规律”实验的操作要求和成像规律分析：首先明确实验中发光体与光屏的位置关系，再掌握实验时的调整要求，最后根据物距与焦距的关系判断成像性质。
【解析】
1. 凸透镜成实像时，发光体（物体）和光屏需分别位于凸透镜的两侧，才能在光屏上承接实像，故第一个空填“两侧”；
2. 实验时，为使像成在光屏的中央，需调整发光体、凸透镜、光屏的中心在同一高度，故第二个空填“同一高度”；
3. 已知凸透镜焦距f=10cm，发光体距凸透镜（物距）u=16cm，此时满足f＜u＜2f，根据凸透镜成像规律，当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，故第三个空填“倒立、放大”。
【答案】
两侧 同一高度 倒立、放大
【知识点】
凸透镜成像规律；实验装置调整
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的基础操作要求和成像规律，属于识记类基础题，需学生牢记实验要点和成像条件对应的像的性质。
【难度系数】
0.8

5. 利用图5-2-3中的装置进行凸透镜成像规律探究。

(1)如果烛焰在光屏上的像偏高，可以将光屏向（选填“上”或“下”）调节。
(2)当点燃的蜡烛距凸透镜15 cm时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、（选填“放大”或“缩小”）的实像。
(3)将点燃的蜡烛移到距凸透镜5 cm处，无论怎样调节，光屏上始终接收不到烛焰清晰的像，这时应从（选填“左”或“右”）侧透过凸透镜直接观察。

5. (1)上 (2)放大 (3)右

【分析】
首先通过甲图测量凸透镜焦距：平行于主光轴的光线经凸透镜会聚到焦点，由图可知凸透镜在20cm刻度处，焦点在30cm刻度处，因此焦距f=30cm-20cm=10cm。接着分析各问题：(1)烛焰像偏高，说明光屏位置偏低，需向上调节光屏，使烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度，让像成在光屏中央；(2)蜡烛距凸透镜15cm时，物距满足f＜u＜2f，根据成像规律，此时成倒立放大实像；(3)蜡烛距凸透镜5cm时，物距u＜f，成虚像，虚像与物体在透镜同侧，需从透镜右侧透过凸透镜观察。
【解析】
1. 计算焦距：图甲中，凸透镜位于20cm刻度线，平行光会聚的焦点在30cm刻度线，故焦距f=30cm-20cm=10cm。
2. 问题(1)：实验需保证三者中心共线，像偏高说明光屏过低，应向上调节光屏，使像成在光屏中央。
3. 问题(2)：蜡烛距凸透镜15cm，物距u=15cm，满足f＜u＜2f（10cm＜15cm＜20cm），根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，故光屏上成放大的像。
4. 问题(3)：蜡烛距凸透镜5cm，物距u=5cm＜f，成正立放大的虚像，虚像无法在光屏呈现，且虚像与物体在透镜左侧，因此需从透镜右侧透过凸透镜观察虚像。
【答案】
(1)上；(2)放大；(3)右
【知识点】
凸透镜成像规律、焦距测量、实验操作规范
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的基础操作与成像规律应用，属于光学实验常规题目，重点考查焦距计算、像的调节及不同物距下的成像特点，是学生需掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.7

6. 图5-2-4是某同学在研究凸透镜成像规律时作出的像距v和物距u的关

图5-2-4
系图像，则下列说法正确的是()。

A.该凸透镜的焦距是20 cm
B.当u＝20 cm时，成倒立、等大的实像
C.当u＜10 cm时，调节光屏到合适位置，可以在其上看到清晰的像
D.在物距从15 cm增大到30 cm的过程中，光屏上所成的像也逐渐变大

6. B

【分析】本题考查凸透镜成像规律的应用，解题时需先从图像中获取物距u和像距v的对应关系，利用“当u=2f时，v=2f，成倒立等大实像”的规律求出凸透镜的焦距，再结合凸透镜成像的其他规律逐一分析各选项，判断正误。
【解析】从图像可知，当物距u=20cm时，像距v=20cm，根据凸透镜成像规律：当u=2f时，v=2f，成倒立、等大的实像，因此2f=20cm，解得该凸透镜的焦距f=10cm。
对各选项分析如下：
A选项：由上述计算可知，焦距f=10cm，并非20cm，A错误；
B选项：当u=20cm时，u=2f=20cm，符合“u=2f”的成像条件，此时成倒立、等大的实像，B正确；
C选项：当u＜10cm时，u＜f，根据凸透镜成像规律，此时成正立、放大的虚像，虚像无法呈现在光屏上，因此光屏上不能看到清晰的像，C错误；
D选项：物距从15cm增大到30cm的过程中，物距始终大于焦距，成实像，根据“成实像时，物远像近像变小”的规律，像会逐渐变小，而非变大，D错误。
【答案】B
【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，核心是利用u和v相等的点确定焦距，再应用成像规律分析选项，需准确掌握实像和虚像的区别、物距变化对像的影响等知识点。
【难度系数】0.6