凸透鏡在空氣中不能產生下列何種影像？

本題考點

凸透鏡（會聚透鏡）在空氣中的成像規律——物距與焦距的關係決定像的正倒、大小與虛實。

正解理由

凸透鏡對光線有會聚作用。物體在焦點以外時，從物體發出的光線經透鏡後能真正會聚 → 形成實像 → 實像一定倒立，而且物體愈靠近焦點、像愈大，因此倒立的實像可以是縮小、等大或放大。物體在焦點以內時，光線經透鏡後仍然發散，只能反向延長交會 → 形成虛像 → 虛像與物體同側且直立；又因為會聚透鏡只是減弱光線的發散程度，延長線的交會點比物體離透鏡更遠，所以虛像一定比物體大。由此可知，凸透鏡的虛像只有「直立放大」一種，「直立縮小的虛像」是凹透鏡的成像特徵，凸透鏡不能產生，故選 D。

逐項排除

1. (A)

   不符所問。物體距離透鏡很遠、超過物像等大的位置時，凸透鏡形成倒立縮小的實像，例如照相機的成像，這是凸透鏡能產生的像。

2. (B)

   不符所問。物體位在物像等大的特定位置時，像距等於物距，形成倒立、等大的實像，凸透鏡能產生。

3. (C)

   不符所問。物體位在焦點與物像等大位置之間時，像距大於物距，形成倒立放大的實像，例如投影機的成像，凸透鏡能產生。

4. (D)

   符合所問。凸透鏡的虛像必為直立放大；直立縮小的虛像是凹透鏡（發散透鏡）不論物距都會產生的像，凸透鏡做不到。

記憶點