1. 物体通过透镜成像，为了便于描述和分析成像情况，我们把物体到透镜的距离称为
，用字母
表示；像到透镜的距离称为
，用字母
表示。
答案：解：
物距
u
像距
v
解析：
【分析】本题考查透镜成像相关的基础物理量概念，解题时需准确识记透镜成像中两个关键距离的名称及对应符号，这是后续学习透镜成像规律的前提内容。
【解析】根据透镜成像的物理量定义：物体到透镜的距离称为物距，用字母u表示；像到透镜的距离称为像距，用字母v表示。
【答案】物距；u；像距；v
【知识点】透镜成像基本概念，物距，像距
【点评】本题属于透镜成像的基础识记类题目，难度较低，主要考查对核心物理量名称及符号的记忆，是光学部分的入门知识点，为后续学习凸透镜成像规律奠定基础。
【难度系数】0.9
2. 在探究凸透镜成像规律的实验中，应把蜡烛、凸透镜和光屏放在一条直线上，点燃蜡烛后，应把凸透镜、光屏和烛焰的中心调整到
。在凸透镜成
像时要用光屏接收，成
像时只能用眼睛直接观察。
答案：解：
同一高度
实
虚
解析：
【分析】本题考查凸透镜成像实验的操作要求及实像、虚像的特点。解题思路：首先回忆凸透镜成像实验的操作规范，明确调整三者中心的目的；再根据实像、虚像的形成原理，区分能否用光屏承接的情况。
【解析】在探究凸透镜成像规律的实验中，为了让像成在光屏的中央，便于观察，点燃蜡烛后，应将凸透镜、光屏和烛焰的中心调整到同一高度。凸透镜成实像时，是实际光线会聚形成的，能用光屏接收；成虚像时，是光线的反向延长线会聚形成的，无法用光屏承接，只能用眼睛直接观察。
【答案】同一高度；实；虚
【知识点】凸透镜成像实验、实像与虚像的区别
【点评】本题是凸透镜成像实验的基础知识点考查，属于实验操作和概念的识记内容，难度较低。
【难度系数】0.8
3. 根据对凸透镜成像规律的探究结果，填写下表。
| 物距$u$与焦距$f$的关系 | 像距$v$与焦距$f$的关系 | μlticolumn{3}{c}{像的性质} | 物、像与透镜的位置关系 | 像能否成在光屏上 |
|------------------------|------------------------|----------------|----------------|----------------|------------------------|------------------|
| | | 正立/倒立 | 放大/缩小 | 实像/虚像 | 同侧/异侧 | |
| $u＞2f$ |
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| $u=2f$ |
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| $f＜u＜2f$ |
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| $u＜f$ | — |
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|
答案：解：
| 物距$u$与焦距$f$的关系 | 像距$v$与焦距$f$的关系 | 正立/倒立 | 放大/缩小 | 实像/虚像 | 物、像与透镜的位置关系（同侧/异侧） | 像能否成在光屏上 |
|------------------------|------------------------|-----------|-----------|-----------|--------------------------------------|------------------|
| $u＞2f$ | $f＜v＜2f$ | 倒立 | 缩小 | 实像 | 异侧 | 能 |
| $u=2f$ | $v=2f$ | 倒立 | 等大 | 实像 | 异侧 | 能 |
| $f＜u＜2f$ | $v＞2f$ | 倒立 | 放大 | 实像 | 异侧 | 能 |
| $u＜f$ | — | 正立 | 放大 | 虚像 | 同侧 | 不能 |
解析：
【分析】
本题需依据凸透镜成像的四条基本规律，按物距$u$与焦距$f$的不同对应关系，逐一确定像距$v$的范围、像的正倒、大小、虚实、物像位置关系及能否成在光屏上。回忆凸透镜成像规律：①当$u＞2f$时，成倒立、缩小的实像，像距$f＜v＜2f$，物像异侧，实像可呈现在光屏；②当$u=2f$时，成倒立、等大的实像，像距$v=2f$，物像异侧，实像可呈现在光屏；③当$f＜u＜2f$时，成倒立、放大的实像，像距$v＞2f$，物像异侧，实像可呈现在光屏；④当$u＜f$时，成正立、放大的虚像，虚像无法呈现在光屏，物像同侧。据此对应填写表格内容。
【解析】
根据凸透镜成像规律，逐一填写表格各空：
1. $u＞2f$时：像距$f＜v＜2f$，像为倒立、缩小的实像，物像异侧，实像能成在光屏；
2. $u=2f$时：像距$v=2f$，像为倒立、等大的实像，物像异侧，实像能成在光屏；
3. $f＜u＜2f$时：像距$v＞2f$，像为倒立、放大的实像，物像异侧，实像能成在光屏；
4. $u＜f$时：像为正立、放大的虚像，物像同侧，虚像不能成在光屏。
【答案】
| 物距$u$与焦距$f$的关系 | 像距$v$与焦距$f$的关系 | 正立/倒立 | 放大/缩小 | 实像/虚像 | 物、像与透镜的位置关系（同侧/异侧） | 像能否成在光屏上 |
|------------------------|------------------------|-----------|-----------|-----------|--------------------------------------|------------------|
| $u＞2f$ | $f＜v＜2f$ | 倒立 | 缩小 | 实像 | 异侧 | 能 |
| $u=2f$ | $v=2f$ | 倒立 | 等大 | 实像 | 异侧 | 能 |
| $f＜u＜2f$ | $v＞2f$ | 倒立 | 放大 | 实像 | 异侧 | 能 |
| $u＜f$ | — | 正立 | 放大 | 虚像 | 同侧 | 不能 |
【知识点】
凸透镜成像规律
【点评】
本题考查凸透镜成像的基础规律，属于初中光学核心知识点，只需准确记忆不同物距对应的成像特点即可解答，是对基础知识点的直接考查。
【难度系数】
0.7
问题 在探究凸透镜成像规律的实验中，从设计实验到获取数据，从分析论证到得出结论，其中采用了哪些科学方法？
点拨 采用了控制变量法和归纳法。
在物理学中，经常出现某个物理量的变化与多个因素有关的问题，为了弄清这个物理量与各个因素的关系，通常只使某个因素变化而保持其他因素不变，找出该物理量与这个因素的关系，以此类推，找出该物理量与其他因素的关系。这种研究方法称为控制变量法。而归纳法是指从个别的或特殊的经验事实出发而概括得出一般性原理、原则的思维方法，是一种从特殊到一般的推理方法。
在探究凸透镜成像规律的实验中，像距v与物距u、焦距f都有关系。实验中保持f不变，研究v与u的关系，用的是控制变量法；在得到四种成像情况中u和v的各两组数据后，对数据进行分析比较，归纳出凸透镜成像的一般规律，用的是归纳法。
控制变量法和归纳法是物理学研究中的两种重要方法。
答案：解：
该探究过程采用了控制变量法和归纳法两种科学方法：
1. 控制变量法：实验中像距同时与物距、凸透镜焦距有关，实验时保持凸透镜的焦距不变，只改变物距，探究像距随物距的变化规律，使用了控制变量法。
2. 归纳法：通过多次实验获取多组不同物距下的物距、像距数据以及对应的成像特点，从大量特殊的实验事实出发，分析总结概括出凸透镜成像的一般性普遍规律，使用了归纳法。
解析：
【分析】
解答本题需先明确探究凸透镜成像规律实验中像距的影响因素，再结合控制变量法、归纳法的定义，分析实验操作与数据处理环节分别运用的科学方法：先确定像距受物距、焦距两个因素影响，实验时控制其中一个因素不变研究另一个，对应控制变量法；再看实验通过多次特殊情况的数据总结出普遍规律，对应归纳法。
【解析】
该探究过程采用了控制变量法和归纳法两种科学方法：1. 控制变量法：实验中像距同时与物距、凸透镜焦距有关，实验时保持凸透镜的焦距不变，只改变物距，探究像距随物距的变化规律，使用了控制变量法。2. 归纳法：通过多次实验获取多组不同物距下的物距、像距数据以及对应的成像特点，从大量特殊的实验事实出发，分析总结概括出凸透镜成像的一般性普遍规律，使用了归纳法。
【答案】
解：该探究过程采用了控制变量法和归纳法两种科学方法：1. 控制变量法：实验中像距同时与物距、凸透镜焦距有关，实验时保持凸透镜的焦距不变，只改变物距，探究像距随物距的变化规律，使用了控制变量法。2. 归纳法：通过多次实验获取多组不同物距下的物距、像距数据以及对应的成像特点，从大量特殊的实验事实出发，分析总结概括出凸透镜成像的一般性普遍规律，使用了归纳法。
【知识点】
凸透镜成像规律、控制变量法、归纳法
【点评】
本题考查物理探究实验中常用的科学方法，需学生理解控制变量法和归纳法的定义，并结合凸透镜成像实验的具体操作分析，属于基础的实验方法应用类题目，有助于学生掌握物理研究的基本方法。
【难度系数】
0.3
例题1 探究凸透镜成像规律时，是否一定要用整块透镜才能成像？
点 拨 如图3-3-1所示，蜡烛通过凸透镜成像在光屏上。如果透镜的上半部被一张卡片挡住，还能成像吗？如果能成像，试在光屏上画出你认为的像的形状并用实验加以证实。
思考时应考虑蜡烛上任意一点发出的光线能否到达透镜，如果能到达，就能成像。
例题2 在观察凸透镜成像时，光屏上得到了一个倒立、放大的清晰像。现保持物体和光屏不动，只移动透镜，光屏上还能出现清晰的像吗？试试看，并解释其中的道理。
点 拨 注意凸透镜成像时光路的可逆性。
答案：解：
例题1解答
不一定需要用整块透镜才能成像。
当凸透镜的上半部被卡片挡住时，蜡烛上任意一点发出的光线仍有部分可以透过透镜的下半部分，经凸透镜折射后会聚到光屏上，因此仍能成完整的蜡烛的像，像的形状和遮挡前完全一致，仅由于透过透镜的光的总量减少，像的亮度会比原来更暗，光屏上最终呈现的是和遮挡前形状完全相同的倒立蜡烛实像。
例题2解答
光屏上还能出现清晰的像。
道理：凸透镜成倒立、放大的清晰实像时，物距满足$f＜u＜2f$，像距满足$v＞2f$。根据凸透镜成像的光路可逆原理，保持物体和光屏的位置不动，向光屏方向移动透镜，当移动后新的物距大小等于原来的像距$v$、新的像距大小等于原来的物距$u$时，光路仍然成立，此时光屏上会呈现倒立、缩小的清晰实像。
解析：
【分析】
对于例题1，需明确凸透镜成像的本质是物体发出的光线经透镜折射后会聚成实像，只要透镜有部分透光，物体上各点的光线就能通过未遮挡部分折射会聚，因此仍能成像，仅亮度变化；对于例题2，利用凸透镜成像的光路可逆性，当物体和光屏位置不变时，移动透镜使新物距等于原像距、新像距等于原物距，即可再次成清晰像，这是光路可逆的应用。
【解析】
例题1：当凸透镜上半部被卡片挡住时，蜡烛上任意一点发出的光线，仍有部分可通过透镜下半部分，经折射后会聚到光屏上对应的像点，因此仍能成完整的蜡烛实像，像的形状与遮挡前一致，仅因透过光线减少，像的亮度变暗。
例题2：光屏上还能出现清晰的像。凸透镜成倒立放大实像时，物距u满足f＜u＜2f，像距v＞2f；根据光路可逆原理，保持物体和光屏不动，向光屏方向移动透镜，使新物距u'=v、新像距v'=u时，光路成立，光屏上会成倒立缩小的清晰实像。
【答案】
例题1：能成像，成完整的倒立蜡烛实像，形状与遮挡前相同，亮度变暗；
例题2：能出现清晰的像，成倒立、缩小的实像，原理为光路可逆。
【知识点】
凸透镜成像规律，光路可逆原理
【点评】
本题通过两个问题考查凸透镜成像的本质和光路可逆的应用，是对凸透镜成像规律的深化理解，帮助学生掌握成像的核心原理，避免死记硬背。
【难度系数】
0.4
