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1 小华做“探究凸透镜成像规律”的实验时，所用凸透镜的焦距为20 cm，当蜡烛、透镜的位置如图所示时，他移动光屏找到清晰的蜡烛的像，这个像是下列图中的（
A
B
C D
B
）A
B
C D
答案
1. B 【解析】由图可知，物距为35.0 cm－5.0 cm＝30.0 cm，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，凸透镜成倒立、放大的实像，B正确。
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确凸透镜成像规律的应用步骤：第一步，根据图中刻度计算物距；第二步，将物距与凸透镜的焦距（20cm）比较，确定物距所在的范围；第三步，结合凸透镜成像规律判断成像性质，进而选出正确选项。
【解析】
由图可知，蜡烛在5.0cm刻度处，凸透镜在35.0cm刻度处，因此物距$ u = 35.0\,\mathrm{cm} - 5.0\,\mathrm{cm} = 30.0\,\mathrm{cm} $。已知凸透镜焦距$ f = 20\,\mathrm{cm} $，则$ f = 20\,\mathrm{cm} ＜ u = 30.0\,\mathrm{cm} ＜ 2f = 40\,\mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律：当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，核心是准确计算物距并结合焦距判断成像性质，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需先明确凸透镜成像规律的应用步骤：第一步，根据图中刻度计算物距；第二步，将物距与凸透镜的焦距（20cm）比较，确定物距所在的范围；第三步，结合凸透镜成像规律判断成像性质，进而选出正确选项。
【解析】
由图可知，蜡烛在5.0cm刻度处，凸透镜在35.0cm刻度处，因此物距$ u = 35.0\,\mathrm{cm} - 5.0\,\mathrm{cm} = 30.0\,\mathrm{cm} $。已知凸透镜焦距$ f = 20\,\mathrm{cm} $，则$ f = 20\,\mathrm{cm} ＜ u = 30.0\,\mathrm{cm} ＜ 2f = 40\,\mathrm{cm} $。根据凸透镜成像规律：当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，核心是准确计算物距并结合焦距判断成像性质，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
2 [2025宁波北仑校级段考]小明用焦距为10 cm的凸透镜做成像规律实验，记录了光屏上成清晰像时的四组数据(如表)，其中明显错误的一组是 (
| 组 别 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 物距/cm | 10 |
5 | 20 | 30 |
| 像距/cm | 40 | 30 | 20 | 15 |
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
A
)| 组 别 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 物距/cm | 10 |
5 | 20 | 30 || 像距/cm | 40 | 30 | 20 | 15 |
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
答案
2. A
解析
【分析】
要判断哪组数据错误，需结合凸透镜成像规律分析：已知凸透镜焦距f=10cm，光屏上成的是实像，根据凸透镜成实像的规律，物距必须大于焦距（u＞f），且不同物距对应的像距有固定范围。先明确各组物距和像距是否符合规律，即可找出错误组。
【解析】
已知凸透镜焦距f=10cm，根据凸透镜成实像的规律：
1. 当u=f时，凸透镜不成像，无法在光屏上呈现像；
2. 当u＞2f时，成倒立缩小实像，像距满足f＜v＜2f；
3. 当u=2f时，成倒立等大实像，像距v=2f；
4. 当f＜u＜2f时，成倒立放大实像，像距满足v＞2f。
对各组数据分析：
甲组：物距u=10cm=f，此时无法成实像，光屏不能承接像，数据错误；
乙组：u=15cm（f＜u＜2f），像距v=30cm＞2f=20cm，符合规律；
丙组：u=20cm=2f，像距v=20cm=2f，符合规律；
丁组：u=30cm＞2f，像距v=15cm，在f（10cm）和2f（20cm）之间，符合规律。
因此明显错误的是甲组，对应选项A。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是牢记不同物距对应的成像特点及像距范围，需注意实像的物距条件（u＞f），难度较低，属于基础题型。
【难度系数】0.5
要判断哪组数据错误，需结合凸透镜成像规律分析：已知凸透镜焦距f=10cm，光屏上成的是实像，根据凸透镜成实像的规律，物距必须大于焦距（u＞f），且不同物距对应的像距有固定范围。先明确各组物距和像距是否符合规律，即可找出错误组。
【解析】
已知凸透镜焦距f=10cm，根据凸透镜成实像的规律：
1. 当u=f时，凸透镜不成像，无法在光屏上呈现像；
2. 当u＞2f时，成倒立缩小实像，像距满足f＜v＜2f；
3. 当u=2f时，成倒立等大实像，像距v=2f；
4. 当f＜u＜2f时，成倒立放大实像，像距满足v＞2f。
对各组数据分析：
甲组：物距u=10cm=f，此时无法成实像，光屏不能承接像，数据错误；
乙组：u=15cm（f＜u＜2f），像距v=30cm＞2f=20cm，符合规律；
丙组：u=20cm=2f，像距v=20cm=2f，符合规律；
丁组：u=30cm＞2f，像距v=15cm，在f（10cm）和2f（20cm）之间，符合规律。
因此明显错误的是甲组，对应选项A。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是牢记不同物距对应的成像特点及像距范围，需注意实像的物距条件（u＞f），难度较低，属于基础题型。
【难度系数】0.5
3 在探究凸透镜成像规律的实验中(其中凸透镜的焦距为25 cm),蜡烛、凸透镜、光屏位置如图所示,保持蜡烛、凸透镜位置不变,无论如何移动光屏,均不能在光屏上找到一个清晰的像,其原因可能是 (
A.凸透镜上有一只小苍蝇遮挡了光线
B.蜡烛离凸透镜太远
C.室内光线过暗
D.像距太大,光具座太短
D
)A.凸透镜上有一只小苍蝇遮挡了光线
B.蜡烛离凸透镜太远
C.室内光线过暗
D.像距太大,光具座太短
答案
3. D
解析
【分析】
要解决该问题，需先计算物距，结合凸透镜焦距确定所需像距，再根据凸透镜成像规律分析实验中无法成像的原因，逐一排除错误选项。
【解析】
1. 计算物距：由图可知，蜡烛在30cm刻度处，凸透镜在60cm刻度处，因此物距$ u = 60\,\mathrm{cm} - 30\,\mathrm{cm} = 30\,\mathrm{cm} $。
2. 分析像距要求：已知凸透镜焦距$ f = 25\,\mathrm{cm} $，此时$ f ＜ u ＜ 2f $（$ 25\,\mathrm{cm} ＜ 30\,\mathrm{cm} ＜ 50\,\mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜ 2f $时，像距需满足$ v ＞ 2f = 50\,\mathrm{cm} $。
3. 对比现有像距：图中光屏在80cm刻度处，当前像距$ v_{\mathrm{现}} = 80\,\mathrm{cm} - 60\,\mathrm{cm} = 20\,\mathrm{cm} $，远小于所需的50cm，说明光具座长度不足，无法移动光屏到像的位置。
4. 选项分析：
A：凸透镜被小苍蝇遮挡，只会使像变暗，仍能成完整的像，不符合题意；
B：蜡烛离凸透镜太远，物距变大，像距会变小，更容易在光屏上成像，不符合题意；
C：室内光线过暗，只会使像的亮度降低，仍能成清晰的像，不符合题意；
D：像距太大，光具座太短，无法移动光屏到所需的像的位置，因此找不到清晰的像，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜成像实验
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在实验中的应用，需准确计算物距、像距，结合成像规律分析实验故障，是初中光学的基础题型，核心是掌握物距与像距的关系。
【难度系数】
0.6
要解决该问题，需先计算物距，结合凸透镜焦距确定所需像距，再根据凸透镜成像规律分析实验中无法成像的原因，逐一排除错误选项。
【解析】
1. 计算物距：由图可知，蜡烛在30cm刻度处，凸透镜在60cm刻度处，因此物距$ u = 60\,\mathrm{cm} - 30\,\mathrm{cm} = 30\,\mathrm{cm} $。
2. 分析像距要求：已知凸透镜焦距$ f = 25\,\mathrm{cm} $，此时$ f ＜ u ＜ 2f $（$ 25\,\mathrm{cm} ＜ 30\,\mathrm{cm} ＜ 50\,\mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜ 2f $时，像距需满足$ v ＞ 2f = 50\,\mathrm{cm} $。
3. 对比现有像距：图中光屏在80cm刻度处，当前像距$ v_{\mathrm{现}} = 80\,\mathrm{cm} - 60\,\mathrm{cm} = 20\,\mathrm{cm} $，远小于所需的50cm，说明光具座长度不足，无法移动光屏到像的位置。
4. 选项分析：
A：凸透镜被小苍蝇遮挡，只会使像变暗，仍能成完整的像，不符合题意；
B：蜡烛离凸透镜太远，物距变大，像距会变小，更容易在光屏上成像，不符合题意；
C：室内光线过暗，只会使像的亮度降低，仍能成清晰的像，不符合题意；
D：像距太大，光具座太短，无法移动光屏到所需的像的位置，因此找不到清晰的像，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
凸透镜成像规律；凸透镜成像实验
【点评】
本题考查凸透镜成像规律在实验中的应用，需准确计算物距、像距，结合成像规律分析实验故障，是初中光学的基础题型，核心是掌握物距与像距的关系。
【难度系数】
0.6
4 新趋势 教材P50练习与应用T4改编
将一蜡烛放在装有水的烧瓶前，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是 （
A.倒立、缩小的虚像
B.正立、放大的虚像
C.正立、缩小的实像
D.倒立、放大的实像
将一蜡烛放在装有水的烧瓶前，调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置，在墙壁上得到清晰的像。该像的性质是 （
D
）A.倒立、缩小的虚像
B.正立、放大的虚像
C.正立、缩小的实像
D.倒立、放大的实像
答案
4. D
解析
【分析】首先，装有水的烧瓶相当于一个凸透镜，墙壁作为光屏，能承接的像一定是实像，因此先排除虚像的选项A、B。接着观察物距（蜡烛到烧瓶的距离）和像距（烧瓶到墙壁的距离）：蜡烛离烧瓶更近，墙壁离烧瓶更远，即物距u小于像距v。根据凸透镜成像规律，当物距在一倍焦距和二倍焦距之间（f＜u＜2f）时，像距大于二倍焦距（v＞2f），此时成倒立、放大的实像，符合题目情况，因此确定答案。
【解析】装有水的烧瓶相当于凸透镜，墙壁作为光屏，实像可呈现在光屏上，虚像不能，故排除A、B选项（A、B为虚像）。由图可知，蜡烛到烧瓶的距离（物距u）小于烧瓶到墙壁的距离（像距v）。根据凸透镜成像规律：当f＜u＜2f时，v＞2f，成倒立、放大的实像，符合本题成像特点，因此选D。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、实像与虚像的区别
【点评】本题结合生活中的装水烧瓶考查凸透镜成像规律的应用，需要明确实像能被光屏承接，再根据物距与像距的关系判断成像性质，是基础的规律应用题。
【难度系数】0.5
【解析】装有水的烧瓶相当于凸透镜，墙壁作为光屏，实像可呈现在光屏上，虚像不能，故排除A、B选项（A、B为虚像）。由图可知，蜡烛到烧瓶的距离（物距u）小于烧瓶到墙壁的距离（像距v）。根据凸透镜成像规律：当f＜u＜2f时，v＞2f，成倒立、放大的实像，符合本题成像特点，因此选D。
【答案】D
【知识点】凸透镜成像规律、实像与虚像的区别
【点评】本题结合生活中的装水烧瓶考查凸透镜成像规律的应用，需要明确实像能被光屏承接，再根据物距与像距的关系判断成像性质，是基础的规律应用题。
【难度系数】0.5
5 小明同学探究凸透镜成像规律时，把蜡烛和凸透镜固定在如图所示的位置，移动光具座上的光屏得到一清晰的像（光屏未画出），则该透镜的焦距可能是 （
A.10 cm
B.20 cm
C.30 cm
D.40 cm
A
）A.10 cm
B.20 cm
C.30 cm
D.40 cm
答案
5. A 【解析】若凸透镜的焦距为10 cm，则此时物距大于二倍焦距，像距位于一倍焦距和二倍焦距之间，即像出现在光具座70～80 cm刻度线之间，A符合题意；若凸透镜的焦距为20 cm，则此时的物距位于一倍焦距和二倍焦距之间，像距应大于二倍焦距，即大于40 cm，像出现在光具座范围以外，所以在光具座上移动光屏，不能得到清晰的像，B不符合题意；若凸透镜的焦距为30 cm，此时的物距等于一倍焦距，不能成像，C不符合题意；若凸透镜的焦距为40 cm，此时的物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，D不符合题意。
解析
【分析】首先确定物距：由题图可知，蜡烛在光具座30cm刻度处，凸透镜在60cm刻度处，因此物距$ u = 60\mathrm{cm} - 30\mathrm{cm} = 30\mathrm{cm} $。光屏能承接的是实像，需根据凸透镜成像规律，对各选项的焦距$ f $，判断物距$ u $与$ f $、$ 2f $的关系，结合像距是否在光具座范围内，分析是否能成清晰实像。
【解析】物距$ u = 30\mathrm{cm} $，逐个分析选项：
1. 选项A：若$ f=10\mathrm{cm} $，则$ 2f=20\mathrm{cm} $，此时$ u=30\mathrm{cm}＞2f $，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像，像距$ v $满足$ f＜v＜2f $，即$ 10\mathrm{cm}＜v＜20\mathrm{cm} $，对应光屏位置在$ 60\mathrm{cm}+10\mathrm{cm}=70\mathrm{cm} $到$ 60\mathrm{cm}+20\mathrm{cm}=80\mathrm{cm} $之间，在光具座范围内，能得到清晰实像，符合题意。
2. 选项B：若$ f=20\mathrm{cm} $，则$ 2f=40\mathrm{cm} $，此时$ f＜u=30\mathrm{cm}＜2f $，成倒立、放大的实像，像距$ v＞2f=40\mathrm{cm} $，对应光屏位置需在$ 60\mathrm{cm}+40\mathrm{cm}=100\mathrm{cm} $以外，超出光具座范围，无法得到清晰实像，不符合题意。
3. 选项C：若$ f=30\mathrm{cm} $，此时$ u=30\mathrm{cm}=f $，根据凸透镜成像规律，物距等于焦距时不成像，不符合题意。
4. 选项D：若$ f=40\mathrm{cm} $，此时$ u=30\mathrm{cm}＜f $，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，不符合题意。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，需熟练掌握物距与焦距的关系对应的成像特点，结合实像可承接的条件分析，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】物距$ u = 30\mathrm{cm} $，逐个分析选项：
1. 选项A：若$ f=10\mathrm{cm} $，则$ 2f=20\mathrm{cm} $，此时$ u=30\mathrm{cm}＞2f $，根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小的实像，像距$ v $满足$ f＜v＜2f $，即$ 10\mathrm{cm}＜v＜20\mathrm{cm} $，对应光屏位置在$ 60\mathrm{cm}+10\mathrm{cm}=70\mathrm{cm} $到$ 60\mathrm{cm}+20\mathrm{cm}=80\mathrm{cm} $之间，在光具座范围内，能得到清晰实像，符合题意。
2. 选项B：若$ f=20\mathrm{cm} $，则$ 2f=40\mathrm{cm} $，此时$ f＜u=30\mathrm{cm}＜2f $，成倒立、放大的实像，像距$ v＞2f=40\mathrm{cm} $，对应光屏位置需在$ 60\mathrm{cm}+40\mathrm{cm}=100\mathrm{cm} $以外，超出光具座范围，无法得到清晰实像，不符合题意。
3. 选项C：若$ f=30\mathrm{cm} $，此时$ u=30\mathrm{cm}=f $，根据凸透镜成像规律，物距等于焦距时不成像，不符合题意。
4. 选项D：若$ f=40\mathrm{cm} $，此时$ u=30\mathrm{cm}＜f $，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，不符合题意。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，需熟练掌握物距与焦距的关系对应的成像特点，结合实像可承接的条件分析，难度适中。
【难度系数】0.5
6 [2025宁波鄞州校级期中]在探究凸透镜成像的实验中，光屏上出现了一个与烛焰大小基本相等的清晰的像，如图所示。
（1）在实验前，应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，其目的是
（2）可知此透镜的焦距是
（3）在这个实验中如果不及时调整，随着蜡烛的消耗，光屏上像的位置将
（1）在实验前，应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，其目的是
使像能成在光屏的中央
。（2）可知此透镜的焦距是
15.0
cm。（3）在这个实验中如果不及时调整，随着蜡烛的消耗，光屏上像的位置将
上升
（填“上升”“下降”或“不变”）。答案
6. （1）使像能成在光屏的中央 （2）15.0 （3）上升
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像实验的基础操作与规律应用，需结合实验目的、成像规律分析各问题：
1. 调节三者中心同一高度是为了让像落在光屏中央，便于观察；
2. 当光屏成等大实像时，物距等于2倍焦距，据此计算焦距；
3. 蜡烛消耗变短，根据过光心光线的传播特点判断像的位置变化。
【解析】
（1）实验前调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，是为了使像能够成在光屏的中央，确保在光屏上清晰呈现像，方便观察实验现象。
（2）根据凸透镜成像规律：当光屏上出现与烛焰等大的清晰实像时，物距$ u = 2f $，像距$ v = 2f $。由图可知，物距$ u = 30.0\ \mathrm{cm} - 0\ \mathrm{cm} = 30.0\ \mathrm{cm} $，因此$ 2f = 30.0\ \mathrm{cm} $，解得焦距$ f = 15.0\ \mathrm{cm} $。
（3）随着蜡烛消耗，烛焰高度降低，根据“过凸透镜光心的光线传播方向不变”，烛焰的像会向光屏的上方移动，因此光屏上像的位置将上升。
【答案】
（1）使像能成在光屏的中央；（2）15.0；（3）上升
【知识点】
凸透镜成像实验、凸透镜成像规律、实验操作要点
【点评】
本题聚焦凸透镜成像实验的基础知识点，涵盖实验操作目的、焦距计算、像的位置变化判断，难度较低，是实验题中的基础题型，需学生熟练掌握实验的核心要点。
【难度系数】
0.7
本题考查凸透镜成像实验的基础操作与规律应用，需结合实验目的、成像规律分析各问题：
1. 调节三者中心同一高度是为了让像落在光屏中央，便于观察；
2. 当光屏成等大实像时，物距等于2倍焦距，据此计算焦距；
3. 蜡烛消耗变短，根据过光心光线的传播特点判断像的位置变化。
【解析】
（1）实验前调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，是为了使像能够成在光屏的中央，确保在光屏上清晰呈现像，方便观察实验现象。
（2）根据凸透镜成像规律：当光屏上出现与烛焰等大的清晰实像时，物距$ u = 2f $，像距$ v = 2f $。由图可知，物距$ u = 30.0\ \mathrm{cm} - 0\ \mathrm{cm} = 30.0\ \mathrm{cm} $，因此$ 2f = 30.0\ \mathrm{cm} $，解得焦距$ f = 15.0\ \mathrm{cm} $。
（3）随着蜡烛消耗，烛焰高度降低，根据“过凸透镜光心的光线传播方向不变”，烛焰的像会向光屏的上方移动，因此光屏上像的位置将上升。
【答案】
（1）使像能成在光屏的中央；（2）15.0；（3）上升
【知识点】
凸透镜成像实验、凸透镜成像规律、实验操作要点
【点评】
本题聚焦凸透镜成像实验的基础知识点，涵盖实验操作目的、焦距计算、像的位置变化判断，难度较低，是实验题中的基础题型，需学生熟练掌握实验的核心要点。
【难度系数】
0.7
