7. 在图5.3-14中，粗细均匀的圆柱AB放置在凸透镜的主光轴上，P为2倍焦距点，圆柱所成像的形状和位置应是 （
A.两头细中间粗，像到凸透镜的距离都大于焦距
B.A端细，B端粗，B端的像到凸透镜的距离大于2倍焦距
C.两头粗中间细，像到凸透镜的距离都大于2倍焦距
D.A端粗，B端细，A端的像到凸透镜的距离大于2倍焦距
B
）A.两头细中间粗，像到凸透镜的距离都大于焦距
B.A端细，B端粗，B端的像到凸透镜的距离大于2倍焦距
C.两头粗中间细，像到凸透镜的距离都大于2倍焦距
D.A端粗，B端细，A端的像到凸透镜的距离大于2倍焦距
答案：7.B
解析：
【分析】
要解决本题，需结合凸透镜成像规律：当物距$ u ＞ 2f $时，成倒立、缩小的实像，像距满足$ f ＜ v ＜ 2f $；当$ f ＜ u ＜ 2f $时，成倒立、放大的实像，像距满足$ v ＞ 2f $。观察圆柱AB的位置，P为2倍焦距点，因此A端物距$ u_A ＞ 2f $，B端物距$ f ＜ u_B ＜ 2f $，需根据两端物距对应的成像特点判断像的形状和位置。
【解析】
1. 对A端分析：A端物距$ u_A ＞ 2f $，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，因此A端的像比原物体细，像距在1倍到2倍焦距之间。
2. 对B端分析：B端物距$ f ＜ u_B ＜ 2f $，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，因此B端的像比原物体粗，且像距大于2倍焦距。
综上，圆柱所成像的特点是A端细、B端粗，B端的像到凸透镜的距离大于2倍焦距，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的实际应用，核心是明确不同物距范围对应的成像（大小、像距）特点，需准确区分2倍焦距外和1~2倍焦距内的成像差异，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合凸透镜成像规律：当物距$ u ＞ 2f $时，成倒立、缩小的实像，像距满足$ f ＜ v ＜ 2f $；当$ f ＜ u ＜ 2f $时，成倒立、放大的实像，像距满足$ v ＞ 2f $。观察圆柱AB的位置，P为2倍焦距点，因此A端物距$ u_A ＞ 2f $，B端物距$ f ＜ u_B ＜ 2f $，需根据两端物距对应的成像特点判断像的形状和位置。
【解析】
1. 对A端分析：A端物距$ u_A ＞ 2f $，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、缩小的实像，因此A端的像比原物体细，像距在1倍到2倍焦距之间。
2. 对B端分析：B端物距$ f ＜ u_B ＜ 2f $，根据凸透镜成像规律，此时成倒立、放大的实像，因此B端的像比原物体粗，且像距大于2倍焦距。
综上，圆柱所成像的特点是A端细、B端粗，B端的像到凸透镜的距离大于2倍焦距，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，核心是明确不同物距范围对应的成像（大小、像距）特点，需准确区分2倍焦距外和1~2倍焦距内的成像差异，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
8. 已知凸透镜成像时物和像的位置如图5.3-15所示，请确定该凸透镜及其焦点的位置。
答案：
8. 如答图5.3-1所示
8. 如答图5.3-1所示
解析：
【分析】要确定凸透镜及其焦点的位置，需利用凸透镜的特殊光线规律：过凸透镜光心的光线传播方向不变，平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。首先连接物（小箭头）顶端和像（大箭头）顶端，该直线与主光轴的交点为凸透镜的光心，以此确定凸透镜位置；再结合平行于主光轴的光线经透镜折射后过焦点的规律，确定焦点位置。
【解析】1. 确定凸透镜位置：连接两个箭头的顶端，这条直线与主光轴（虚线）的交点为凸透镜的光心O，过O点垂直主光轴的直线即为凸透镜的位置。2. 确定焦点位置：从物的顶端作平行于主光轴的光线，交凸透镜于点C；连接像的顶端与点C，该折射光线与主光轴的交点即为凸透镜的焦点F。
【答案】
【知识点】凸透镜成像、透镜焦点确定、光心确定
【点评】本题考查凸透镜成像中光心与焦点的作图确定，核心是运用凸透镜特殊光线规律，属于光学基础作图题，需掌握基本作图方法。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定凸透镜位置：连接两个箭头的顶端，这条直线与主光轴（虚线）的交点为凸透镜的光心O，过O点垂直主光轴的直线即为凸透镜的位置。2. 确定焦点位置：从物的顶端作平行于主光轴的光线，交凸透镜于点C；连接像的顶端与点C，该折射光线与主光轴的交点即为凸透镜的焦点F。
【答案】
【知识点】凸透镜成像、透镜焦点确定、光心确定
【点评】本题考查凸透镜成像中光心与焦点的作图确定，核心是运用凸透镜特殊光线规律，属于光学基础作图题，需掌握基本作图方法。
【难度系数】0.5
9. 当蜡烛、透镜甲和光屏放置在如图5.3-16所示位置时，烛焰在光屏上成清晰的像。小明进行以下两种操作，均可在光屏上再次成清晰的像。
操作1：保持蜡烛和光屏在图示位置不变，将透镜甲向左移到M点；
操作2：保持蜡烛和透镜甲在图示位置不变，将透镜甲换成透镜乙，再向左移动光屏到N点。
下列说法正确的是 （
图5.3-16
A.两次操作均可在光屏上观察到放大的像
B.透镜乙的焦距大于透镜甲的
C.M点和N点之间的距离一定大于20 cm
D.完成操作2后，保持蜡烛和光屏位置不动，移动透镜乙可能出现等大的像
操作1：保持蜡烛和光屏在图示位置不变，将透镜甲向左移到M点；
操作2：保持蜡烛和透镜甲在图示位置不变，将透镜甲换成透镜乙，再向左移动光屏到N点。
下列说法正确的是 （
C
）图5.3-16
A.两次操作均可在光屏上观察到放大的像
B.透镜乙的焦距大于透镜甲的
C.M点和N点之间的距离一定大于20 cm
D.完成操作2后，保持蜡烛和光屏位置不动，移动透镜乙可能出现等大的像
答案：9.C
【解析】如题图，此时物距为40 cm，像距为20 cm，烛焰在光屏上成清晰的像，此时的像为倒立、缩小的实像；根据光路可逆原理可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当物距为20 cm时，像距为40 cm，仍可在光屏上成清晰的像，此时物距小于像距，成的是倒立、放大的实像；保持蜡烛和透镜甲在题图所示位置不变，将透镜甲换成透镜乙，再向左移动光屏到N点，光屏上能成清晰的像，像距变小，说明透镜乙对光的会聚能力更强，成的像更小，是缩小实像，故A错误；透镜乙对光的会聚能力更强，所以透镜乙的焦距小于透镜甲的，故B错误；由A项分析可知，将透镜甲向左移到M点，此时物距为20 cm，所以M点在30 cm刻度处，操作2中，透镜位置不变，N点在透镜右侧，所以M点和N点之间的距离一定大于20 cm，故C正确；完成操作2后，光屏上成的是缩小实像，则此时物距与像距之和大于4倍焦距，成等大实像时，物距、像距均等于2倍焦距，则物距与像距之和为4倍焦距，所以，保持蜡烛和光屏位置不动，移动透镜乙不可能出现等大的像，故D错误。故选C。
【解析】如题图，此时物距为40 cm，像距为20 cm，烛焰在光屏上成清晰的像，此时的像为倒立、缩小的实像；根据光路可逆原理可知，保持蜡烛和光屏位置不变，当物距为20 cm时，像距为40 cm，仍可在光屏上成清晰的像，此时物距小于像距，成的是倒立、放大的实像；保持蜡烛和透镜甲在题图所示位置不变，将透镜甲换成透镜乙，再向左移动光屏到N点，光屏上能成清晰的像，像距变小，说明透镜乙对光的会聚能力更强，成的像更小，是缩小实像，故A错误；透镜乙对光的会聚能力更强，所以透镜乙的焦距小于透镜甲的，故B错误；由A项分析可知，将透镜甲向左移到M点，此时物距为20 cm，所以M点在30 cm刻度处，操作2中，透镜位置不变，N点在透镜右侧，所以M点和N点之间的距离一定大于20 cm，故C正确；完成操作2后，光屏上成的是缩小实像，则此时物距与像距之和大于4倍焦距，成等大实像时，物距、像距均等于2倍焦距，则物距与像距之和为4倍焦距，所以，保持蜡烛和光屏位置不动，移动透镜乙不可能出现等大的像，故D错误。故选C。
解析：
【分析】
首先确定题图中蜡烛、透镜、光屏的位置，计算物距和像距：蜡烛在10cm刻度，透镜在50cm刻度，故物距u=50cm-10cm=40cm；光屏在70cm刻度，像距v=70cm-50cm=20cm，此时成倒立缩小实像。操作1利用光路可逆，保持蜡烛和光屏不动，移动透镜使物距变为20cm、像距变为40cm，成放大实像；操作2换透镜乙后光屏左移，说明透镜乙会聚能力更强，焦距更小，成缩小实像。再逐一分析选项判断对错。
【解析】
1. 计算题图中物距和像距：蜡烛位置为10cm，透镜位置为50cm，物距$ u_1 = 50cm - 10cm = 40cm $；光屏位置为70cm，像距$ v_1 = 70cm - 50cm = 20cm $，此时成倒立、缩小的实像。
2. 分析操作1：保持蜡烛和光屏位置不变，根据光路可逆原理，当物距$ u_2 = 20cm $时，像距$ v_2 = 40cm $，可再次成清晰实像，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像，故M点位置为$ 10cm + 20cm = 30cm $刻度处。
3. 分析操作2：保持蜡烛和透镜甲位置不变，换透镜乙后光屏左移，说明透镜乙对光的会聚能力比透镜甲强，因此透镜乙的焦距小于透镜甲的焦距，此时成缩小的实像。
4. 逐一分析选项：
A选项：操作1成放大像，操作2成缩小像，并非两次都成放大像，错误；
B选项：透镜乙会聚能力更强，焦距更小，错误；
C选项：M点在30cm刻度，操作2中N点在透镜右侧（50cm刻度右侧），则M点（30cm）到N点的距离大于$ 50cm - 30cm = 20cm $，正确；
D选项：操作2后成缩小实像，此时物距+像距＞4f（f为透镜乙焦距），成等大实像需要物距=像距=2f，总距离为4f，故保持蜡烛和光屏不动，移动透镜乙无法出现等大的像，错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律；光路可逆；透镜焦距
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的综合应用，结合光路可逆原理和透镜会聚能力与焦距的关系，需要学生熟练掌握成像规律，能根据物距、像距的变化判断成像性质和焦距大小，对学生的逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
首先确定题图中蜡烛、透镜、光屏的位置，计算物距和像距：蜡烛在10cm刻度，透镜在50cm刻度，故物距u=50cm-10cm=40cm；光屏在70cm刻度，像距v=70cm-50cm=20cm，此时成倒立缩小实像。操作1利用光路可逆，保持蜡烛和光屏不动，移动透镜使物距变为20cm、像距变为40cm，成放大实像；操作2换透镜乙后光屏左移，说明透镜乙会聚能力更强，焦距更小，成缩小实像。再逐一分析选项判断对错。
【解析】
1. 计算题图中物距和像距：蜡烛位置为10cm，透镜位置为50cm，物距$ u_1 = 50cm - 10cm = 40cm $；光屏位置为70cm，像距$ v_1 = 70cm - 50cm = 20cm $，此时成倒立、缩小的实像。
2. 分析操作1：保持蜡烛和光屏位置不变，根据光路可逆原理，当物距$ u_2 = 20cm $时，像距$ v_2 = 40cm $，可再次成清晰实像，此时物距小于像距，成倒立、放大的实像，故M点位置为$ 10cm + 20cm = 30cm $刻度处。
3. 分析操作2：保持蜡烛和透镜甲位置不变，换透镜乙后光屏左移，说明透镜乙对光的会聚能力比透镜甲强，因此透镜乙的焦距小于透镜甲的焦距，此时成缩小的实像。
4. 逐一分析选项：
A选项：操作1成放大像，操作2成缩小像，并非两次都成放大像，错误；
B选项：透镜乙会聚能力更强，焦距更小，错误；
C选项：M点在30cm刻度，操作2中N点在透镜右侧（50cm刻度右侧），则M点（30cm）到N点的距离大于$ 50cm - 30cm = 20cm $，正确；
D选项：操作2后成缩小实像，此时物距+像距＞4f（f为透镜乙焦距），成等大实像需要物距=像距=2f，总距离为4f，故保持蜡烛和光屏不动，移动透镜乙无法出现等大的像，错误。
【答案】
C
【知识点】
凸透镜成像规律；光路可逆；透镜焦距
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的综合应用，结合光路可逆原理和透镜会聚能力与焦距的关系，需要学生熟练掌握成像规律，能根据物距、像距的变化判断成像性质和焦距大小，对学生的逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
10. 小明利用如图5.3-17所示的实验装置探究凸透镜成像的规律。
（1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在
（2）如图5.3-17甲所示，小明测量凸透镜的焦距，该凸透镜的焦距为
（3）如图5.3-17乙所示，将凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座15 cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、
（4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需将光屏向
（5）如果将蜡烛在图乙的基础上远离凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向
（6）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，小明不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上
（1）实验要求烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在
同一高度
，这样做的目的是使像成在光屏的中央。（2）如图5.3-17甲所示，小明测量凸透镜的焦距，该凸透镜的焦距为
10.0
cm。（图中刻度尺单位：cm）（3）如图5.3-17乙所示，将凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处，把点燃的蜡烛放置在光具座15 cm刻度线处时，移动光屏，能成倒立、
缩小
（选填“放大”“等大”或“缩小”）的实像
（选填“实像”或“虚像”），生活中的应用有照相机
（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）。（4）实验一段时间后，蜡烛因燃烧变短，所成像向上移动，要使像能够成在光屏的中央，保持蜡烛和凸透镜不动，只需将光屏向
上
（选填“上”或“下”）调节。（5）如果将蜡烛在图乙的基础上远离凸透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向
靠近
（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，当光屏上出现清晰的像后，像将变小
（选填“变大”或“变小”）。（6）实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，小明不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上
没有
（选填“有”或“没有”）小泥点的像或影子。答案：10.(1) 同一高度 (2) 10.0 (3) 缩小 实像 照相机 (4) 上 (5) 靠近 变小 (6) 没有
【解析】（1）为了使像成在光屏的中央，烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度。
（2）凸透镜正对平行光，平行光线平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这一点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 $f=60.0\ \mathrm{cm}-50.0\ \mathrm{cm}=10.0\ \mathrm{cm}$。
（3）将蜡烛移至光具座上15 cm刻度线处，物距为 $u=50\ \mathrm{cm}-15\ \mathrm{cm}=35\ \mathrm{cm}＞2f$，此时光屏上成倒立、缩小的实像；照相机就是利用了这一原理。
（4）随着蜡烛的燃烧，蜡烛越来越短，根据光线过光心不改变方向，像向上移动，则应将光屏向上移动。
（5）如果将蜡烛在题图乙的基础上远离凸透镜，即物距变大，则像距会变小，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近凸透镜的方向移动。由于此时像距变小，因此像将变小。
（6）在凸透镜上溅一个小泥点，它的位置在焦距以内，将在凸透镜的同侧成虚像，光屏上没有小泥点的像或影子。
【解析】（1）为了使像成在光屏的中央，烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度。
（2）凸透镜正对平行光，平行光线平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这一点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是 $f=60.0\ \mathrm{cm}-50.0\ \mathrm{cm}=10.0\ \mathrm{cm}$。
（3）将蜡烛移至光具座上15 cm刻度线处，物距为 $u=50\ \mathrm{cm}-15\ \mathrm{cm}=35\ \mathrm{cm}＞2f$，此时光屏上成倒立、缩小的实像；照相机就是利用了这一原理。
（4）随着蜡烛的燃烧，蜡烛越来越短，根据光线过光心不改变方向，像向上移动，则应将光屏向上移动。
（5）如果将蜡烛在题图乙的基础上远离凸透镜，即物距变大，则像距会变小，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近凸透镜的方向移动。由于此时像距变小，因此像将变小。
（6）在凸透镜上溅一个小泥点，它的位置在焦距以内，将在凸透镜的同侧成虚像，光屏上没有小泥点的像或影子。
解析：
【分析】
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，需掌握实验基本操作要求、焦距测量方法、凸透镜成像规律及应用，同时能分析实验中像的位置变化、物距对像的影响等问题。解题时结合实验原理和成像规律，逐一分析各问题：
1. 明确实验中烛焰、凸透镜、光屏中心的位置要求，目的是让像成在光屏中央；
2. 利用平行光聚焦法，通过刻度尺读数计算凸透镜焦距；
3. 根据物距与焦距的关系，判断成像性质及对应生活应用；
4. 结合“过光心的光线传播方向不变”，分析蜡烛变短后像的移动方向；
5. 依据“物远像近像变小”的规律，分析物距变化时像距和像的大小变化；
6. 理解凸透镜上的泥点不会在光屏成像的原因。
【解析】
（1）实验时，为使像成在光屏中央，需调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这是实验的基本操作要求。
（2）平行光经凸透镜会聚的点为焦点，焦点到凸透镜光心的距离是焦距。由图甲可知，凸透镜在50.0 cm刻度处，光屏在60.0 cm刻度处，因此焦距$f=60.0\ \mathrm{cm}-50.0\ \mathrm{cm}=10.0\ \mathrm{cm}$。
（3）图乙中，凸透镜在50 cm刻度线处，蜡烛在15 cm刻度线处，物距$u=50\ \mathrm{cm}-15\ \mathrm{cm}=35\ \mathrm{cm}$，因$u＞2f$（$f=10\ \mathrm{cm}$），根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像，生活中照相机利用这一原理。
（4）蜡烛燃烧变短，烛焰下移，根据“过光心的光线传播方向不变”，像向上移动，因此需将光屏向上调节，使像回到光屏中央。
（5）蜡烛远离凸透镜，物距变大，根据成像规律，物距变大时像距变小、像变小，所以光屏应向靠近凸透镜的方向移动，此时像变小。
（6）凸透镜上的小泥点在一倍焦距以内，成虚像，无法在光屏呈现；且泥点仅挡住部分光线，物体发出的光线仍能通过透镜其他部分成像，因此光屏上没有小泥点的像或影子。
【答案】
10.(1) 同一高度；(2) 10.0；(3) 缩小；实像；照相机；(4) 上；(5) 靠近；变小；(6) 没有
【知识点】
凸透镜成像规律；焦距测量；实验操作要求
【点评】
本题是凸透镜成像规律的基础实验题，涵盖实验操作、焦距测量、成像规律应用及实验现象分析，是光学核心知识点，难度适中，考查学生对凸透镜成像规律的理解与应用能力，属于学生需掌握的基础内容。
【难度系数】
0.3
本题围绕凸透镜成像规律的实验展开，需掌握实验基本操作要求、焦距测量方法、凸透镜成像规律及应用，同时能分析实验中像的位置变化、物距对像的影响等问题。解题时结合实验原理和成像规律，逐一分析各问题：
1. 明确实验中烛焰、凸透镜、光屏中心的位置要求，目的是让像成在光屏中央；
2. 利用平行光聚焦法，通过刻度尺读数计算凸透镜焦距；
3. 根据物距与焦距的关系，判断成像性质及对应生活应用；
4. 结合“过光心的光线传播方向不变”，分析蜡烛变短后像的移动方向；
5. 依据“物远像近像变小”的规律，分析物距变化时像距和像的大小变化；
6. 理解凸透镜上的泥点不会在光屏成像的原因。
【解析】
（1）实验时，为使像成在光屏中央，需调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度，这是实验的基本操作要求。
（2）平行光经凸透镜会聚的点为焦点，焦点到凸透镜光心的距离是焦距。由图甲可知，凸透镜在50.0 cm刻度处，光屏在60.0 cm刻度处，因此焦距$f=60.0\ \mathrm{cm}-50.0\ \mathrm{cm}=10.0\ \mathrm{cm}$。
（3）图乙中，凸透镜在50 cm刻度线处，蜡烛在15 cm刻度线处，物距$u=50\ \mathrm{cm}-15\ \mathrm{cm}=35\ \mathrm{cm}$，因$u＞2f$（$f=10\ \mathrm{cm}$），根据成像规律，此时成倒立、缩小的实像，生活中照相机利用这一原理。
（4）蜡烛燃烧变短，烛焰下移，根据“过光心的光线传播方向不变”，像向上移动，因此需将光屏向上调节，使像回到光屏中央。
（5）蜡烛远离凸透镜，物距变大，根据成像规律，物距变大时像距变小、像变小，所以光屏应向靠近凸透镜的方向移动，此时像变小。
（6）凸透镜上的小泥点在一倍焦距以内，成虚像，无法在光屏呈现；且泥点仅挡住部分光线，物体发出的光线仍能通过透镜其他部分成像，因此光屏上没有小泥点的像或影子。
【答案】
10.(1) 同一高度；(2) 10.0；(3) 缩小；实像；照相机；(4) 上；(5) 靠近；变小；(6) 没有
【知识点】
凸透镜成像规律；焦距测量；实验操作要求
【点评】
本题是凸透镜成像规律的基础实验题，涵盖实验操作、焦距测量、成像规律应用及实验现象分析，是光学核心知识点，难度适中，考查学生对凸透镜成像规律的理解与应用能力，属于学生需掌握的基础内容。
【难度系数】
0.3