实验数据
凸透镜的焦距$f=$ cm

解：
凸透镜的焦距$f=10.0\ \mathrm{cm}$
| 物距/cm | 虚实 | 大小 | 正倒 | 像距/cm |
|---------|------|------|------|---------|
| 30 | 实 | 缩小 | 倒立 | 15 |
| 25 | 实 | 缩小 | 倒立 | 17 |
| 20 | 实 | 等大 | 倒立 | 20 |
| 15 | 实 | 放大 | 倒立 | 30 |
| 12 | 实 | 放大 | 倒立 | 60 |
| 5 | 虚 | 放大 | 正立 | / |

【分析】
首先利用凸透镜成像规律中“当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，此时像距也等于2倍焦距”的特点确定焦距；再根据不同物距范围对应的凸透镜成像性质，逐一分析各物距对应的像的虚实、大小、正倒及像距，完成表格填写。
【解析】
1. 确定焦距：当凸透镜成倒立、等大的实像时，物距$ u = 2f $，像距$ v = 2f $。观察表格中物距为20cm时，像距为20cm，因此$ 2f = 20\ \mathrm{cm} $，解得焦距$ f = 10.0\ \mathrm{cm} $。
2. 分析各物距的成像情况：
物距$ u = 30\ \mathrm{cm} $，满足$ u ＞ 2f $，成倒立、缩小的实像，像距$ v = 15\ \mathrm{cm} $（符合$ f ＜ v ＜ 2f $）；
物距$ u = 25\ \mathrm{cm} $，满足$ u ＞ 2f $，成倒立、缩小的实像，像距$ v = 17\ \mathrm{cm} $（符合$ f ＜ v ＜ 2f $）；
物距$ u = 20\ \mathrm{cm} $，满足$ u = 2f $，成倒立、等大的实像，像距$ v = 20\ \mathrm{cm} $；
物距$ u = 15\ \mathrm{cm} $，满足$ f ＜ u ＜ 2f $，成倒立、放大的实像，像距$ v = 30\ \mathrm{cm} $（符合$ v ＞ 2f $）；
物距$ u = 12\ \mathrm{cm} $，满足$ f ＜ u ＜ 2f $，成倒立、放大的实像，像距$ v = 60\ \mathrm{cm} $（符合$ v ＞ 2f $）；
物距$ u = 5\ \mathrm{cm} $，满足$ u ＜ f $，成正立、放大的虚像，虚像无法测量像距，故像距处填“/”。
【答案】
凸透镜的焦距$ f = 10.0\ \mathrm{cm} $，表格如下：
| 物距/cm | 虚实 | 大小 | 正倒 | 像距/cm |
|---------|------|------|------|---------|
| 30 | 实 | 缩小 | 倒立 | 15 |
| 25 | 实 | 缩小 | 倒立 | 17 |
| 20 | 实 | 等大 | 倒立 | 20 |
| 15 | 实 | 放大 | 倒立 | 30 |
| 12 | 实 | 放大 | 倒立 | 60 |
| 5 | 虚 | 放大 | 正立 | / |
【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，核心是利用“u=2f时成等大实像”确定焦距，再结合不同物距范围的成像性质完成表格，需熟练掌握凸透镜成像的基本规律，属于学生应掌握的基础题型。
【难度系数】
0.5

实验结论
分析表格中的数据和现象，找出凸透镜成像的规律。
(1)当物距时，成倒立、缩小的实像。
(2)当物距时，成倒立、放大的实像。
(3)当物距时，成正立、放大的虚像。
(4)$u=2f$是的分界点，$u＜2f$（也应满足$u＞f$）时为的实像，$u＞2f$时为的实像。
(5)$u=f$是的分界点，$u＜f$时为像，$u＞f$时为像。

解：
(1) 大于二倍焦距（$u＞2f$）
(2) 大于一倍焦距小于二倍焦距（$f＜u＜2f$）
(3) 小于一倍焦距（$u＜f$）
(4) 成放大实像和缩小实像；放大；缩小
(5) 成实像和虚像；虚；实

【分析】本题考查凸透镜成像规律，解题思路是先明确凸透镜成像的两个关键分界点：一倍焦距（f）和二倍焦距（2f），再根据物距（u）与这两个分界点的大小关系，对应不同的成像性质，逐一分析解答各小问即可。
【解析】根据凸透镜成像的基本规律：
(1) 当物距大于二倍焦距（$u＞2f$）时，成倒立、缩小的实像；
(2) 当物距大于一倍焦距小于二倍焦距（$f＜u＜2f$）时，成倒立、放大的实像；
(3) 当物距小于一倍焦距（$u＜f$）时，成正立、放大的虚像；
(4) $u=2f$是成放大实像和缩小实像的分界点；当$u＞f$且$u＜2f$时，成放大的实像；当$u＞2f$时，成缩小的实像；
(5) $u=f$是成实像和虚像的分界点；当$u＜f$时，成虚像；当$u＞f$时，成实像。
【答案】(1) 大于二倍焦距（$u＞2f$）；(2) 大于一倍焦距小于二倍焦距（$f＜u＜2f$）；(3) 小于一倍焦距（$u＜f$）；(4) 成放大实像和缩小实像；放大；缩小；(5) 成实像和虚像；虚；实
【知识点】凸透镜成像规律
【点评】本题是光学部分的基础题，核心考查凸透镜成像的基本规律，要求学生准确掌握物距与焦距的关系对应的成像性质，属于必须牢记的知识点，难度较低。
【难度系数】0.8

1.为什么要调节发光二极管、凸透镜和光屏，使它们的中心高度相同？
2.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，保持发光二极管、凸透镜的位置不动，无论怎样移动光屏，光屏上都得不到像的原因可能是什么？
3.实验中，如果发光二极管的像成在光屏的上端，应如何调节才能使像成在光屏的中央？
4.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，成实像时，用不透明的物体挡住凸透镜的上半部或下半部，在光屏上（选填“能”或“不能”）承接到像。为什么？
5.物体通过凸透镜分别成放大、缩小、等大的实像时，物距(u)和像距(v)之间有什么关系？

1.为了使像成在光屏的中央。
2.①发光二极管、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度；②发光二极管在一倍焦距之内；③发光二极管在焦点上。
3.将凸透镜往下调或将光屏往上调。
4.能 因为光可以通过凸透镜的另一部分到达光屏。
5.当成缩小的实像时，u＞v；当成等大的实像时，u＝v；当成放大的实像时，u＜v。

【分析】
本题围绕“探究凸透镜成像的规律”实验设置问题，需结合实验操作要求、成像条件、像的调节原理及凸透镜成像规律逐一分析：1. 调节三者中心高度是实验基本操作，目的是让像落在光屏中央；2. 光屏得不到像需考虑像的类型（虚像）、物距位置（焦点处）或装置对齐问题；3. 像偏上时依据“过光心光线传播方向不变”调节透镜或光屏；4. 遮挡凸透镜部分后，剩余部分仍能折射光线成像；5. 直接应用凸透镜成实像时物距与像距的关系作答。
【解析】
1. 调节发光二极管、凸透镜和光屏三者中心高度相同，是为了使像能够成在光屏的中央，便于清晰观察像的性质。
2. 光屏上得不到像的可能原因：①三者中心不在同一高度，像成在光屏以外的区域；②发光二极管位于一倍焦距以内，成虚像，虚像无法用光屏承接；③发光二极管在焦点上，光线经凸透镜后平行射出，不能会聚成像。
3. 根据“过凸透镜光心的光线传播方向不变”，像成在光屏上端时，可将凸透镜向下调节，或向上调节光屏，使像移至光屏中央。
4. 答案为“能”；原因：挡住凸透镜的上半部，仅减少了会聚光线的数量，凸透镜的下半部仍能折射发光二极管发出的光线，这些光线会聚后仍能成完整的像，只是像的亮度会变暗，因此光屏上能承接到像。
5. 凸透镜成实像时，物距与像距的关系：成缩小实像时，物距u大于像距v；成等大实像时，物距u等于像距v；成放大实像时，物距u小于像距v。
【答案】
1. 为了使像成在光屏的中央。
2. ①发光二极管、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度；②发光二极管在一倍焦距之内；③发光二极管在焦点上。
3. 将凸透镜往下调或将光屏往上调。
4. 能 因为光可以通过凸透镜的另一部分到达光屏。
5. 当成缩小的实像时，u＞v；当成等大的实像时，u＝v；当成放大的实像时，u＜v。
【知识点】
凸透镜成像规律、实验操作规范、实像的形成
【点评】
本题是初中物理光学核心实验“探究凸透镜成像的规律”的基础问题，涵盖实验操作细节、成像条件、像的调节及成像原理，考查学生对实验过程和规律的掌握程度，属于基础题型。
【难度系数】
0.6