Question

8．利用光具座以及蠟燭、凸透鏡、光屏等器材，可進(jìn)行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先在光具座上放置實(shí)驗(yàn)器材，若光具座A處放置蠟燭（如圖甲所示），則C處應(yīng)放置光屏（選填“凸透鏡”或“光屏”．器材正確放置后，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使?fàn)T焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸 上．
（2）實(shí)驗(yàn)后，可得出凸透鏡成像規(guī)律．根據(jù)成像規(guī)律判斷下列說(shuō)法，說(shuō)法正確的是D
A．若凸透鏡的焦距為10cm，則燭焰距離凸透鏡30cm時(shí)，可在光屏上成放大的像
B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，蠟燭因燃燒而變短，則燭焰在光屏上的像會(huì)下移
C．若燭焰朝著凸透鏡方向前后不斷晃動(dòng)，則光屏上仍能觀察到清晰的燭焰像
D．若燭餡在光屏上成縮小的像，則光屏到凸透鏡的距離小于燭焰到凸透鏡的距離
（3）某物理興趣小組在探究凸透鏡成像規(guī)律后，得到了如下數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物距u/cm	焦距f/cm	像的性質(zhì)	像距v/cm
1	12	10	倒立放大實(shí)像	60
2	14	10	倒立放大實(shí)像	35
3	15	10	倒立放大實(shí)像	30
4	30	10	倒立縮小實(shí)像	15
5	30	12	倒立縮小實(shí)像	20
6	30	15	倒立等大實(shí)像	30

下列對(duì)表中數(shù)據(jù)的分析，錯(cuò)誤的是A
A．當(dāng)凸透鏡的焦距相同，物距不同時(shí)，所成的像有可能相同
B．當(dāng)物距相同，凸透鏡的焦距越大時(shí)，像距越大
C．當(dāng)物距相同，凸透鏡的焦距不同時(shí)，所成像的性質(zhì)有可能相同
D．當(dāng)凸透鏡的焦距相同，且成放大實(shí)像時(shí)，像距與物距之和隨物距的增大而減小
（4）如圖乙所示，當(dāng)光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像時(shí)，如果去掉光屏，眼睛在A 處能（選填“能”或“不能”） 看到這個(gè)像．某同學(xué)在凸透鏡前再放了一個(gè)凹透鏡，此時(shí)要想得到清晰的像，光屏應(yīng)向右側(cè)移動(dòng)（選填“左”或“右”）．如果蠟燭燃燒變短，燭焰在光屏上的像向上（填“上”或者“下”或者“不變”）移動(dòng)，如使像在光屏中央，凸透鏡應(yīng)向下（填“上”或者“下”或者“不變”）移動(dòng)．

（5）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都找不到燭焰的像，其原因不可能是C
A．燭焰、光屏的中心不在凸透鏡的主光軸上     B．物距小于凸透鏡的一倍焦距
C．蠟燭在凸透鏡的兩倍焦距處                         D．蠟燭在凸透鏡的焦點(diǎn)上
（6）將蠟燭置于凸進(jìn)鏡一倍焦距處，結(jié)果仍能觀察到燭焰放大的像，這是為什么？（4）因?yàn)橄灎T有一定的體積，把它放到焦點(diǎn)時(shí)，它有一部分光會(huì)在一倍焦距和二倍焦距之間，所以能看到放大的像．

Answer 1

分析 （1）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，因?yàn)楣馄辽辖拥降氖菍?shí)像，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物像在凸透鏡的兩側(cè)，所以把凸透鏡放在蠟燭和光屏的中間位置；探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，這樣像才能成在光屏的中央；
（2）①物距大于二倍焦距，成倒立、縮小實(shí)像；②凸透鏡成實(shí)像時(shí)，不僅上下顛倒，而且左右也顛倒，據(jù)此蠟燭燃燒變短時(shí)，所成的像的移動(dòng)方向；③根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大來(lái)分析；④u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，對(duì)各個(gè)選項(xiàng)逐一分析
（4）實(shí)像是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的，可以成在光屏上，也可以直接用眼睛觀察；知道近視鏡是凹透鏡，凹透鏡有發(fā)散光線的作用；光屏可承接到實(shí)像；凸透鏡成實(shí)像時(shí)，由經(jīng)過(guò)凸透鏡光心的光線方向不變可知，物體與像運(yùn)動(dòng)方向相反；
（5）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會(huì)成在光屏上的；②成實(shí)像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實(shí)像，但光屏上顯示不出來(lái)；③不成像，當(dāng)物體位于焦點(diǎn)上，即u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像；
（6）根據(jù)蠟燭有一定的體積分析．

解答 解：（1）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光具座上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏．若圖中C位置上放置光屏，則B位置上應(yīng)放置凸透鏡；探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，所以，在點(diǎn)燃蠟燭 后，調(diào)整三者的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度；
（2）A、燭焰距離凸透鏡30cm，u＞2f，成倒立、縮小實(shí)像，故A錯(cuò)誤；
B、因?yàn)橥雇哥R成實(shí)像時(shí)，不僅上下顛倒，而且左右也顛倒，所以蠟燭燃燒變短時(shí)，所成的像移到了光屏中心的上方，故B錯(cuò)誤；
C、若燭焰朝著凸透鏡方向前后不斷晃動(dòng)，物距增大或減小，此時(shí)像距、像的大小也跟著變化，則光屏上不能觀察到清晰的燭焰像，故C錯(cuò)誤；
D、若燭餡在光屏上成縮小的像，物距u＞2f，像距2f＞v＞f，則光屏到凸透鏡的距離小于燭焰到凸透鏡的距離，故D正確．
故選D；
（3）A、當(dāng)凸透鏡的焦距相同，物距不同時(shí)，像大小都不可能相同，故A錯(cuò)誤；
B、由4、5、6次實(shí)驗(yàn)可知，凸透鏡的焦距由10cm增大到15cm時(shí)，像距由15cm增大到30cm，則當(dāng)物距相同，凸透鏡的焦距越大時(shí)，像距越大，故B正確；
C、由4、5次實(shí)驗(yàn)可知，物距都為30時(shí)，都成倒立縮小實(shí)像，則當(dāng)物距相同，凸透鏡的焦距不同時(shí)，所成像的性質(zhì)有可能相同，故C正確；
D、由1、2、3次實(shí)驗(yàn)可知，凸透鏡的焦距相同，物距由12cm增大到15cm時(shí)，像距由60cm減小到30cm，
則當(dāng)凸透鏡的焦距相同，且成放大實(shí)像時(shí)，像距與物距之和隨物距的增大而減小，故D正確；故選A；
（4）當(dāng)把光屏去掉后，實(shí)際光線會(huì)聚成實(shí)像后繼續(xù)向前傳播，進(jìn)入人的眼睛，所以眼睛在A處能看到這個(gè)像；近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，近視眼鏡靠近凸透鏡時(shí)，使光線發(fā)散，像會(huì)延后會(huì)聚，像距增大，此時(shí)，要想得到清晰的像，則光屏應(yīng)向右移動(dòng)；光屏只能承接實(shí)像；蠟燭燃燒變短時(shí)，燭焰下移，像則上移；
（5）物體此時(shí)距透鏡的距離有可能恰好為一倍焦距，此時(shí)物體不成像．所以光屏上沒(méi)有清晰的像．
物體此時(shí)距透鏡的距離有可能小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像，由于虛像不是由實(shí)際光線會(huì)聚而成，所以光屏上也不會(huì)有清晰的像．
物體此時(shí)的距離即使大于一倍焦距，成實(shí)像，若蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上，此時(shí)光屏上也不會(huì)有清晰的像．故有以下三種可能：A．光屏、燭焰的中心不在凸透鏡的主光軸上；B．物距小于透鏡的一倍焦距；D．蠟燭在透鏡的焦點(diǎn)上，故選C；
（6）因?yàn)橄灎T有一定的體積，把它放到焦點(diǎn)時(shí)，它有一部分光會(huì)在一倍焦距和二倍焦距之間，所以能看到放大的像．
故答案為：（1）光屏；主光軸；（2）D；（3）A；（4）能；右；上；下；（5）C；（6）因?yàn)橄灎T有一定的體積，把它放到焦點(diǎn)時(shí)，它有一部分光會(huì)在一倍焦距和二倍焦距之間，所以能看到放大的像．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中所需的器材及實(shí)驗(yàn)要求．并且考查了凸透鏡成像的規(guī)律及應(yīng)用．實(shí)驗(yàn)要求凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度處，是指同一水平線，與同一直線區(qū)別開(kāi)．本題考查學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的能力以及學(xué)生對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的掌握，要求學(xué)生能根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律分析實(shí)際問(wèn)題．