Question

10．小明做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)．

（1）區(qū)分凸透鏡與凹透鏡的一種方法是：利用透鏡觀察書本上的字（在透鏡焦距以內(nèi)），看到正立縮小的像為凹透鏡，看到正立放大的像為凸透鏡．
（2）如圖1，把凸透鏡正對太陽光，再把一張紙放在另一側(cè)，調(diào)整凸透鏡和紙的距離，紙上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑，用刻度尺測得此光斑到凸透鏡光心的距離為10cm．
（3）將“F”圖案的光源、凸透鏡、光屏依次放在水平光具座上，讓光源發(fā)光，發(fā)現(xiàn)光屏上成像如圖2，你認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的原因是：光源、凸透鏡的光心和光屏的中心沒有調(diào)到同一高度．
（4）解決上述問題后，移動“F”光源和凸透鏡的位置如圖3，則此時的物距為15.0cm，移動光屏恰好得到一個清晰的像，請?jiān)敿?xì)描述這個像的特點(diǎn)：倒立、放大的實(shí)像，用此規(guī)律可以制作投影儀．（選填“放大鏡”、“照相機(jī)”、“投影儀”）
（5）不改變光源和透鏡的位置，換一個焦距5cm 的凸透鏡，此時要使光屏透鏡靠近（選填“靠近”、“遠(yuǎn)離”），才能得到一個清晰的像，“F”光源的圖案如圖4，此時在光屏上接收到的像是圖5中的哪一個？C．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡能作為放大鏡使用成放大的像、凹透鏡成縮小的像；
（2）平行于主光軸的光線會聚于一點(diǎn)，此點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn)．由焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離即可；
（3）做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)時，首先是使焰心、凸透鏡的光心及光屏的中心在同一高度上，目的是使像在光屏的中心；
（4）根據(jù)圖3，確定物距的大��；投影儀是根據(jù)當(dāng)物距處于焦距和2倍焦距之間時，凸透鏡成倒立放大實(shí)像的原理制成；
（5）根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時，物遠(yuǎn)像近像變小來確定調(diào)節(jié)光屏的方法．

解答 解：
（1）能作為放大鏡使用的是凸透鏡．用不同的透鏡靠近書上字的觀察，如果字被放大了，則該透鏡是凸透鏡，即看到的是字正立、放大的虛像，如果字被縮小了，則該透鏡是凹透鏡；
（2）太陽光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對著太陽光，太陽光經(jīng)凸透鏡后將會聚在焦點(diǎn)．所以把光屏置于另一側(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個最小、最亮的光斑．這個光斑便為焦點(diǎn)．測出光斑到凸透鏡的距離，便是焦距；
（3）根據(jù)圖可知，像在光屏的上方，原因是沒讓光源、凸透鏡的光心及光屏的中心在同一高度上，為了把像成在光屏的中央，可以將光源向上移動或透鏡向下移動或光屏向上移動；
（4）由圖可知，此時的物距u=15.0cm時，此時2f＞u＞f，移動光屏可以在光屏上得到一個倒立、放大的實(shí)像，投影儀是根據(jù)這個原理制成的；
（5）當(dāng)改用焦距為5cm的凸透鏡，不改變凸透鏡和光源的位置，則相當(dāng)于增大了物距，根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時，物遠(yuǎn)像近像變小，可知，要在光屏上成清晰的像，此時要使光屏靠近透鏡，才能得到一個清晰的像；此時u=2f，所以成倒立縮小的實(shí)像，故C正確．
故答案為：（1）正立、放大；（2）最小最亮；（3）光源、凸透鏡的光心和光屏的中心沒有調(diào)到同一高度；（4）15.0；倒立、放大的實(shí)像；投影儀；（5）靠近；C．

點(diǎn)評 此題探究了凸透鏡成像的規(guī)律，考查了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的要求．一定要注意實(shí)驗(yàn)前的調(diào)整工作．為使像成在光屏的中央，應(yīng)使凸透鏡、燭焰、光屏的中心大致在同一高度處．同時考查了凸透鏡成像的規(guī)律，要熟記規(guī)律，特別注意成像特點(diǎn)與物距之間的關(guān)系．同時考查了凹透鏡對光線的發(fā)散作用．