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12.在“探究凸透镜成像的规律”时，当烛焰离透镜16 cm时成放大的实像，当烛焰离透镜10 cm时成放大的虚像，则这个透镜的焦距可能是 （
A.8 cm
B.12 cm
C.10 cm
D.18 cm
B
）A.8 cm
B.12 cm
C.10 cm
D.18 cm
答案
12.B
解析
【分析】
本题考查凸透镜成像规律的应用，解题思路是：根据凸透镜成放大实像和放大虚像的条件，分别列出关于焦距$ f $的不等式，联立不等式求解焦距的取值范围，再结合选项选出正确答案。凸透镜成像规律中，成放大实像时物距满足$ f ＜ u ＜ 2f $，成放大虚像时物距满足$ u ＜ f $，据此结合题目给出的两个物距对应的成像情况列不等式即可。
【解析】
根据凸透镜成像规律：
1. 当烛焰成放大实像时，物距满足 $ f ＜ u ＜ 2f $。已知物距 $ u_1 = 16\ \mathrm{cm} $ 时成放大实像，代入得：
$ f ＜ 16\ \mathrm{cm} ＜ 2f $，解此不等式：
由 $ 16\ \mathrm{cm} ＜ 2f $ 得 $ f ＞ 8\ \mathrm{cm} $；结合 $ f ＜ 16\ \mathrm{cm} $，得 $ 8\ \mathrm{cm} ＜ f ＜ 16\ \mathrm{cm} $。
2. 当烛焰成放大虚像时，物距满足 $ u ＜ f $。已知物距 $ u_2 = 10\ \mathrm{cm} $ 时成放大虚像，代入得：
$ 10\ \mathrm{cm} ＜ f $。
联立两个不等式的条件，取交集得焦距 $ f $ 的范围：$ 10\ \mathrm{cm} ＜ f ＜ 16\ \mathrm{cm} $。
观察选项，只有B选项（12 cm）在该范围内，故正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题是凸透镜成像规律的基础应用题，需准确记忆实像和虚像的物距条件，通过联立不等式求解焦距范围，难度适中，属于初中物理光学的基础题型。
【难度系数】
0.6
本题考查凸透镜成像规律的应用，解题思路是：根据凸透镜成放大实像和放大虚像的条件，分别列出关于焦距$ f $的不等式，联立不等式求解焦距的取值范围，再结合选项选出正确答案。凸透镜成像规律中，成放大实像时物距满足$ f ＜ u ＜ 2f $，成放大虚像时物距满足$ u ＜ f $，据此结合题目给出的两个物距对应的成像情况列不等式即可。
【解析】
根据凸透镜成像规律：
1. 当烛焰成放大实像时，物距满足 $ f ＜ u ＜ 2f $。已知物距 $ u_1 = 16\ \mathrm{cm} $ 时成放大实像，代入得：
$ f ＜ 16\ \mathrm{cm} ＜ 2f $，解此不等式：
由 $ 16\ \mathrm{cm} ＜ 2f $ 得 $ f ＞ 8\ \mathrm{cm} $；结合 $ f ＜ 16\ \mathrm{cm} $，得 $ 8\ \mathrm{cm} ＜ f ＜ 16\ \mathrm{cm} $。
2. 当烛焰成放大虚像时，物距满足 $ u ＜ f $。已知物距 $ u_2 = 10\ \mathrm{cm} $ 时成放大虚像，代入得：
$ 10\ \mathrm{cm} ＜ f $。
联立两个不等式的条件，取交集得焦距 $ f $ 的范围：$ 10\ \mathrm{cm} ＜ f ＜ 16\ \mathrm{cm} $。
观察选项，只有B选项（12 cm）在该范围内，故正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题是凸透镜成像规律的基础应用题，需准确记忆实像和虚像的物距条件，通过联立不等式求解焦距范围，难度适中，属于初中物理光学的基础题型。
【难度系数】
0.6
13. 如图所示，在探究凸透镜成像的规律时，小明将蜡烛沿主光轴由距透镜 90 cm 移至 120 cm 的过程中，发现烛焰在图示位置光屏上的像一直比较清晰.若他再将蜡烛移至距透镜 7 cm 处，移动光屏，则光屏上得到的像一定是 （
A.放大的像
B.等大的像
C.缩小的像
D.正立的像
A
）A.放大的像
B.等大的像
C.缩小的像
D.正立的像
答案
13.A
解析
【分析】首先从题图中确定凸透镜和光屏的位置，计算出像距；再根据蜡烛在距透镜90cm到120cm时像始终清晰，判断此时物距大于2倍焦距，像距在1倍到2倍焦距之间，从而推导出焦距的范围；最后分析蜡烛移到距透镜7cm处时的物距，结合焦距范围，利用凸透镜成像规律判断成像性质。
【解析】1. 由题图可知，凸透镜位于145.0cm刻度处，光屏位于150.0cm刻度处，因此像距$ v = 150.0\,\mathrm{cm} - 145.0\,\mathrm{cm} = 5\,\mathrm{cm} $。
2. 当蜡烛距透镜90cm至120cm时，物距$ u ＞ 2f $，此时像距满足$ f ＜ v ＜ 2f $，代入$ v=5\,\mathrm{cm} $可得：$ f ＜ 5\,\mathrm{cm} ＜ 2f $，解得$ 2.5\,\mathrm{cm} ＜ f ＜ 5\,\mathrm{cm} $。
3. 当蜡烛移至距透镜7cm处时，物距$ u=7\,\mathrm{cm} $，结合焦距范围$ 2.5\,\mathrm{cm} ＜ f ＜5\,\mathrm{cm} $，可知$ f ＜7\,\mathrm{cm} ＜2f $（因$ 2f ＜10\,\mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜2f $时，成倒立、放大的实像，因此光屏上得到放大的像。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是先根据已知条件确定焦距范围，再结合物距判断成像性质，需熟练掌握凸透镜成像的规律。
【难度系数】0.4
【解析】1. 由题图可知，凸透镜位于145.0cm刻度处，光屏位于150.0cm刻度处，因此像距$ v = 150.0\,\mathrm{cm} - 145.0\,\mathrm{cm} = 5\,\mathrm{cm} $。
2. 当蜡烛距透镜90cm至120cm时，物距$ u ＞ 2f $，此时像距满足$ f ＜ v ＜ 2f $，代入$ v=5\,\mathrm{cm} $可得：$ f ＜ 5\,\mathrm{cm} ＜ 2f $，解得$ 2.5\,\mathrm{cm} ＜ f ＜ 5\,\mathrm{cm} $。
3. 当蜡烛移至距透镜7cm处时，物距$ u=7\,\mathrm{cm} $，结合焦距范围$ 2.5\,\mathrm{cm} ＜ f ＜5\,\mathrm{cm} $，可知$ f ＜7\,\mathrm{cm} ＜2f $（因$ 2f ＜10\,\mathrm{cm} $），根据凸透镜成像规律，当$ f ＜ u ＜2f $时，成倒立、放大的实像，因此光屏上得到放大的像。
【答案】A
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用，核心是先根据已知条件确定焦距范围，再结合物距判断成像性质，需熟练掌握凸透镜成像的规律。
【难度系数】0.4
14.请通过作图画出蜡烛(用箭头表示)所成像的位置.
答案
14.如答图所示
解析
【分析】要确定蜡烛的像，需利用凸透镜的两条特殊光线：①从蜡烛顶端发出的平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后过右侧焦点；②从蜡烛顶端发出的过凸透镜光心的光线，传播方向不变。两条折射光线的交点即为蜡烛顶端的像点，结合蜡烛底端在主光轴上，对应像也在主光轴上，即可确定完整像的位置。
【解析】作图步骤：1. 对蜡烛顶端，作平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后过右侧焦点；2. 作蜡烛顶端过凸透镜光心的入射光线，传播方向不变；3. 两条折射光线的交点为蜡烛顶端的像点S'；4. 蜡烛底端在主光轴上，其像也在主光轴上，连接S'与主光轴的对应点，得到蜡烛的像，如答图所示。
【答案】
【知识点】凸透镜特殊光线、凸透镜成像作图
【点评】本题考查凸透镜成像的基础作图方法，利用特殊光线确定像的位置，属于光学作图的常规题型。
【难度系数】0.5
【解析】作图步骤：1. 对蜡烛顶端，作平行于主光轴的入射光线，经凸透镜折射后过右侧焦点；2. 作蜡烛顶端过凸透镜光心的入射光线，传播方向不变；3. 两条折射光线的交点为蜡烛顶端的像点S'；4. 蜡烛底端在主光轴上，其像也在主光轴上，连接S'与主光轴的对应点，得到蜡烛的像，如答图所示。
【答案】
【知识点】凸透镜特殊光线、凸透镜成像作图
【点评】本题考查凸透镜成像的基础作图方法，利用特殊光线确定像的位置，属于光学作图的常规题型。
【难度系数】0.5
15. 在图中画出通过凸透镜的折射光线。
答案
15.如答图所示
解析
【分析】要画出通过凸透镜的折射光线，需结合凸透镜成像规律思考：当物体位于凸透镜的2倍焦距处（$u=2f$）时，像会成在凸透镜另一侧的2倍焦距处（$v=2f$），成倒立、等大的实像。因此，从左侧2F点发出的光线，经过凸透镜折射后，会指向右侧的2F点，据此确定折射光线的路径。
【解析】根据凸透镜成像规律，当物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距。连接凸透镜上的入射点与右侧2F点，按照光线传播方向（箭头指向右侧），即可画出正确的折射光线，与题目给出的图中折射光线一致。
【答案】
【知识点】凸透镜成像规律，透镜光路作图
【点评】本题是凸透镜光路作图的基础题，核心考查2倍焦距处的成像特点，属于对基础规律的应用，难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】根据凸透镜成像规律，当物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距。连接凸透镜上的入射点与右侧2F点，按照光线传播方向（箭头指向右侧），即可画出正确的折射光线，与题目给出的图中折射光线一致。
【答案】
【知识点】凸透镜成像规律，透镜光路作图
【点评】本题是凸透镜光路作图的基础题，核心考查2倍焦距处的成像特点，属于对基础规律的应用，难度较低。
【难度系数】0.6
16.(2024·高密市三模)小明用如图甲所示的装置做“探究凸透镜成像的规律”的实验,在实验过程中不断移动烛焰位置,观察到如图乙①至⑥的六种烛焰清晰的像,请按蜡烛到凸透镜距离由远到近所得到的6个像进行排序,正确顺序为 (
A.③②①⑤⑥④
B.⑤③①②④⑥
C.②①③⑤⑥④
D.②①③⑤④⑥
C
)A.③②①⑤⑥④
B.⑤③①②④⑥
C.②①③⑤⑥④
D.②①③⑤④⑥
答案
16.C
解析
【分析】要解决本题，需结合凸透镜成像规律分析：当物距$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，物距越大，像越小；当$f＜u＜2f$时，成倒立、放大的实像，物距减小，像变大；当$u＜f$时，成正立、放大的虚像，物距越大，像越大。题目要求按蜡烛到凸透镜距离由远到近（即物距$u$从大到小）排序，因此依次判断各像对应的物距：物距最大时，成倒立缩小的最小像，对应②；物距稍减小，像变大，为倒立缩小的①；物距继续减小到$f$和$2f$之间，成倒立放大的③；物距再减小接近$f$，成更大的倒立放大的⑤；当物距小于$f$时，继续靠近透镜（物距减小），虚像变小，因此先出现物距刚小于$f$时的大虚像④，之后物距更小，虚像变小为⑥。因此排序为②①③⑤④⑥。
【解析】根据凸透镜成像规律：
1. 当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，物距越大，像越小，故物距最大时对应像②，物距减小后对应像①；
2. 当$f＜u＜2f$时，成倒立、放大的实像，物距减小，像变大，故接下来对应像③，再减小物距对应更大的像⑤；
3. 当$u＜f$时，成正立、放大的虚像，物距越大，像越大，故物距刚小于$f$时对应大虚像④，物距继续减小对应小虚像⑥。
综上，按物距由远到近的像的顺序为②①③⑤④⑥。
【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，需明确物距变化时像的大小、正倒、虚实的变化规律，是基础题，需熟练掌握。
【难度系数】0.5
【解析】根据凸透镜成像规律：
1. 当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，物距越大，像越小，故物距最大时对应像②，物距减小后对应像①；
2. 当$f＜u＜2f$时，成倒立、放大的实像，物距减小，像变大，故接下来对应像③，再减小物距对应更大的像⑤；
3. 当$u＜f$时，成正立、放大的虚像，物距越大，像越大，故物距刚小于$f$时对应大虚像④，物距继续减小对应小虚像⑥。
综上，按物距由远到近的像的顺序为②①③⑤④⑥。
【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，需明确物距变化时像的大小、正倒、虚实的变化规律，是基础题，需熟练掌握。
【难度系数】0.5
