1. 如图甲所示，在“天宫课堂”的水球实验中，小玉看到王亚平老师的倒立、缩小的像，于是她利用实验室的光学器材探究凸透镜成像的规律，实验装置如图乙所示(像未画出)。

(1)为了便于观察，实验应在光线较（填“亮”或“暗”）的环境中进行。
(2)小玉将凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处，把点燃的蜡烛置于凸透镜的左侧，光屏置于凸透镜的右侧，调节烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心在，其目的是。
(3)小玉在实验中记录的数据如表所示。

分析表格中的数据，回答下列问题：
①实验中所用透镜的焦距为cm。
②根据实验数据，可以得出的初步结论：当成实像时，物距逐渐减小，像距逐渐（填“增大”或“减小”），像逐渐（填“变大”或“变小”）。
③经过多次实验后发现，当光屏上呈现烛焰清晰的像时，蜡烛和光屏的位置对调，仍能在光屏上得到清晰的像，出现这种现象的原因：光发生折射时，光路具有。
(4)用纸遮住凸透镜一部分，光屏上（填“能”或“不能”）观察到烛焰完整的像。
【拓展设问】
(5)(实验评估)实验中，蜡烛越烧越短，为了使像继续成在光屏的中央，可以进行的操作是。
(6)(实验器材选取)用蜡烛做实验有各种缺点，若小玉用LED光源重做上述实验，则她应该选择的光源的形状是（填字母）。
A. “F”形状 B. “H”形状 C. “Y”形状

1.(1)暗 (2)同一高度；使像成在光屏中央 (3)①10.0 ②增大；变大 ③可逆性 (4)能 (5)将蜡烛适当向上调节 (6)A

【分析】
本题围绕凸透镜成像规律实验展开，需结合实验操作要求、成像规律、光路特点等逐一分析各小问：
1. 实验环境选择：暗环境可减少周围光线干扰，让烛焰的像更清晰；
2. 三心调节目的：使烛焰、凸透镜、光屏中心在同一高度，确保像成在光屏中央便于观察；
3. 焦距计算：利用“物距等于2倍焦距时成倒立等大实像”的规律，结合表格数据求焦距；
4. 实像变化规律：实像时物距减小，像距增大、像变大；
5. 光路可逆：蜡烛和光屏位置对调仍成像，体现光路可逆性；
6. 遮透镜的成像特点：遮住部分透镜，仍有光线通过，能成完整像但亮度变暗；
7. 蜡烛变短的调整：像会上移，可通过向上调蜡烛等方式让像回中央；
8. LED光源选择：选“F”形，便于观察像的倒立特点，对比效果明显。
【解析】
(1) 实验应在光线较暗的环境中进行，因为暗环境能减少其他光线对烛焰像的干扰，使像更清晰；
(2) 调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央，便于观察实验现象；
(3) ① 当物距u=20cm时，像距v=20cm，此时u=2f，成倒立等大实像，故焦距f=10.0cm；② 由实验数据可知，当成实像时，物距逐渐减小，像距逐渐增大，像逐渐变大；③ 蜡烛和光屏位置对调仍能成像，是因为光发生折射时，光路具有可逆性；
(4) 遮住凸透镜一部分，烛焰发出的光仍有部分光线通过透镜的其他部分折射会聚成像，故光屏上能观察到烛焰完整的像；
(5) 蜡烛越烧越短，像会向上移动，为使像成在光屏中央，可将蜡烛适当向上调节（或光屏向上调节、凸透镜向下调节）；
(6) 选“F”形状的LED光源，因为其形状有明显的左右、上下区别，便于观察凸透镜成倒立像的特点，故选A。
【答案】
1.(1)暗 (2)同一高度；使像成在光屏中央 (3)①10.0 ②增大；变大 ③可逆性 (4)能 (5)将蜡烛适当向上调节 (6)A
【知识点】
凸透镜成像规律、实验操作注意事项、光路可逆性
【点评】
本题全面考查凸透镜成像实验的核心知识点，涵盖实验操作、规律应用、实验评估等内容，是光学实验的基础题型，注重对学生实验能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6

2.[广州中考]如图，蜡烛距凸透镜20 cm时，烛焰在光屏上成清晰的倒立、缩小的像，则该凸透镜的焦距可能是（）


A.5 cm
B.20 cm
C.30 cm
D.40 cm

2.A

【分析】
要解决本题，需运用凸透镜成像规律：当凸透镜成倒立、缩小的实像时，物距u满足u＞2f。题目中给出物距u=20cm，且成倒立缩小的像，因此可据此列出关于焦距f的不等式，求解后结合选项判断正确答案。
【解析】
根据凸透镜成像规律，成倒立、缩小实像的条件是物距大于2倍焦距，即u＞2f。本题中物距u=20cm，代入不等式得：20cm＞2f，解得f＜10cm。
对选项逐一分析：
A选项：f=5cm，满足f＜10cm，符合条件；
B选项：f=20cm，此时u=20cm=2f，成倒立、等大的实像，不符合；
C选项：f=30cm，此时u=20cm＜f，成正立、放大的虚像，无法在光屏上成像，不符合；
D选项：f=40cm，此时u=20cm＜f，成正立、放大的虚像，不符合。
因此正确答案为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基本应用，核心是掌握物距与焦距的关系对应成像特点，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.6

3.[常州期中]物体放在凸透镜前某一位置时，在透镜另一侧离透镜20 cm的光屏上成一个倒立、缩小的像。当物体移至凸透镜前20 cm处，所成的是（）

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

3.C

【分析】首先根据凸透镜成倒立、缩小实像的条件，推导得出凸透镜的焦距范围；再结合物距变化后的数值，利用焦距范围判断新物距与焦距的关系，进而确定成像性质。
【解析】当物体在透镜另一侧20cm的光屏上成倒立、缩小的像时，根据凸透镜成像规律，成倒立缩小实像的条件是像距满足$f ＜ v ＜ 2f$，这里像距$v=20cm$，因此可得不等式：$f ＜ 20cm ＜ 2f$，解此不等式得出焦距范围为$10cm ＜ f ＜ 20cm$。当物体移至凸透镜前20cm处，即物距$u=20cm$，结合焦距范围可知，$f ＜ 20cm ＜ 2f$（因为$f＞10cm$，所以$2f＞20cm$），此时物距在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像规律，该位置成倒立、放大的实像，对应选项C。
【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实际应用，核心是先根据已知成像情况确定焦距范围，再分析物距变化后的成像特点，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.6

4.[大连模拟] 如图所示，蜡烛的烛焰AB在主光轴上距凸透镜光心O 2倍焦距以外。根据凸透镜成像规律，借助辅助线或光路图，在图中找到烛焰AB所成的像A'B'的确切位置，保留作图痕迹。

4.如图所示

【分析】
要确定烛焰AB的像，需利用凸透镜的两条特殊光线作图：①从烛焰顶端B点作平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后会过右侧焦点F；②从B点作过凸透镜光心O的入射光线，传播方向不变。两条折射光线的交点即为B点的像点B'；A点在主光轴上，其像点A'也在主光轴上，连接A'B'即可得到AB的像，以此确定像的确切位置。
【解析】
步骤1：过B点作平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后，折射光线过右侧的焦点F；
步骤2：过B点作过光心O的入射光线，该光线传播方向保持不变；
步骤3：上述两条折射光线的交点就是B点的像点B'；
步骤4：A点在主光轴上，其像点A'在主光轴上，对应B'的位置，连接A'B'，即为烛焰AB所成的像，保留作图时的光线痕迹。
【答案】
如图所示
【知识点】
凸透镜成像作图、特殊光线作图
【点评】
本题考查凸透镜成像的作图方法，利用特殊光线确定像的位置是凸透镜成像规律的基础应用，需熟练掌握两条特殊光线的折射规律。
【难度系数】
0.6

5. 在探究凸透镜成像规律的实验中，如图所示，小新透过凸透镜看到烛焰 $ S $ 的像点 $ S' $，画出光路图确定像点 $ S' $ 的位置，图中 $ O $ 为光心，$ F $ 为焦点（保留必要的作图痕迹）。

5.如图所示

【分析】要确定烛焰S通过凸透镜所成虚像的位置，需利用凸透镜的两条特殊光线作图：一是过光心O的光线，传播方向不变；二是平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点F。两条折射光线的反向延长线的交点即为像点S'，因为烛焰在凸透镜一倍焦距内时，成正立放大的虚像，像与物体在透镜同侧。
【解析】1. 从S点作一条平行于主光轴的光线，射向凸透镜，该光线经凸透镜折射后，折射光线的反向延长线经过右侧的焦点F；2. 从S点作一条过光心O的光线，该光线传播方向不改变；3. 将上述两条折射光线的反向延长线相交，交点就是像点S'，保留作图的辅助虚线。
【答案】
【知识点】凸透镜特殊光线、凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜虚像的作图，需掌握透镜特殊光线的画法，理解一倍焦距内成虚像的特点，属于基础作图题。
【难度系数】0.5