Question

13．我校初二年級的同學(xué)們在進(jìn)行探究凸透鏡成像的實(shí)驗，如圖

（1）某同學(xué)讓凸透鏡正對著太陽，得到圖甲所示的光路圖，由圖甲可知，該凸透鏡的焦距為10.0cm．
（2）該同學(xué)用甲圖的凸透鏡進(jìn)行探究凸透鏡成像的實(shí)驗：
①為了使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，要調(diào)整三者的位置，使它們的中心在同一高度；
②當(dāng)蠟燭距凸透鏡的位置如乙圖所示時，移動光屏，可以在光屏上得到一個清晰的倒立、放大（選填“放大”或“縮小”）的實(shí)像，成像情況與此類似的是投影儀（填照相機(jī)、投影儀或放大鏡）；
③將蠟燭移到距凸透鏡5cm處，無論怎樣調(diào)節(jié)光屏，光屏上始終接收不到清晰的像，這時應(yīng)從乙圖所示中的右側(cè)透過凸透鏡直接觀察（選填“左”或“右”）．
（3）若想使光屏上燭焰的像變得再大一些，在不改變凸透鏡位置的情況下，應(yīng)將蠟燭向靠近透鏡（選填“靠近透鏡”或“遠(yuǎn)離透鏡”）的方向移動，同時適當(dāng)調(diào)整光屏的位置．
（4）實(shí)驗中，有個同學(xué)不小心用白紙遮掉凸透鏡的上半部分時，光屏上成像的情況是C
A．只出現(xiàn)燭焰的上半部分的像         B．只出現(xiàn)燭焰的下半部分的像
C．仍然是完整的像，只是變暗些   D．成像情況像不受任何影響
（5）在本次實(shí)驗中，一位同學(xué)首先使發(fā)光點(diǎn)S、凸透鏡L和光屏P的中心處于同一高度；當(dāng)他把發(fā)光點(diǎn)S移到如圖所示位置時（圖中MN為光具座的標(biāo)尺，即刻度尺）；發(fā)現(xiàn)發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射后成為平行光；他再用一燭焰S′，在圖示位置上取代發(fā)光點(diǎn)S 這時，如要使?fàn)T焰S′，在光屏P上成清晰的像，以下幾種操作中 不能達(dá)到目的是C

A．在圖示位置時，保持透鏡L和光屏P不動，只將燭焰S′向左移適當(dāng)距離
B．在圖示位置時，保持燭焰S′和光屏P不動，只將透鏡L向右移適當(dāng)距離
C．在圖示位置時，保持透鏡L不動，將燭焰S′向左移適當(dāng)距離；再將光屏P向右移適當(dāng)距離
D．在圖示位置時，保持透鏡L不動，將燭焰S′向左移適當(dāng)距離，再將光屏P向左移適當(dāng)距離．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用；題目中的操作方法是一種測量凸透鏡焦距的方法：平行光聚焦法，亮點(diǎn)為焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離為就焦距．由此可以確定其焦距是多少．
（2）①為使所成像能在光屏的中心，必須使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上．
②已知凸透鏡的焦距和燭焰到凸透鏡的距離，可以判定成像的性質(zhì)；具體的應(yīng)用根據(jù)成像特點(diǎn)確定．
③物體在焦點(diǎn)以內(nèi)時，不能成實(shí)像，只能成正立、放大的虛像，此時像物同側(cè)．（1）測量凸透鏡焦距的方法：平行光聚焦法，亮點(diǎn)為焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離為就焦距．由此可以確定其焦距是多少．
（3）凸透鏡成實(shí)像時，物距減小，像距增大，像增大．
（4）當(dāng)將凸透鏡的一部分遮住后，由于其它部分仍能會聚光線，所以仍能成完整的像，只是像比原來變暗；
（5）根據(jù)從焦點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射后將變?yōu)槠叫泄猓�可確定點(diǎn)S即為焦點(diǎn)．
因為是在光屏P上成清晰的像，所以根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物距大于焦距時，可得到實(shí)像．然后對各個選項逐一分析即可．

解答 解：（1）凸透鏡對光線有會聚作用；可把平行光線會聚到凸透鏡的焦點(diǎn)，焦距指的是焦點(diǎn)到光心的距離．由此可知該凸透鏡的焦距為30.0cm-20.0cm=10.0cm；
（2）①為使所成像能在光屏的中心，必須使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上；
②因為物距u=65.0cm-50.0cm=15.0cm，即f＜u＜2f，所以物體通過凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像；成倒立、放大、實(shí)像這一特點(diǎn)的應(yīng)用是投影儀；
③當(dāng)物距u=5cm＜f時，物體通過凸透鏡成放大的虛像，并且虛像和物體在同一側(cè)．所以應(yīng)從右側(cè)透過凸透鏡直接觀察．
（3）凸透鏡成實(shí)像時，若想使光屏上燭焰的像變得再大一些，蠟燭應(yīng)靠近凸透鏡（物距減�。�，同時將光屏向遠(yuǎn)離透鏡（像距增大）；
（4）如果用紙將凸透鏡的上半部遮掉，凸透鏡的下半部分仍能夠?qū)�燭焰發(fā)出的光會聚到像點(diǎn)，成燭焰完整的像，上半部分擋住，折射的光線比原來減少，所以像會變暗，故選C；
（5）由“發(fā)光點(diǎn)S移到圖示位置時，發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射后成為平行光”，根據(jù)從焦點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射后將變?yōu)槠叫泄�，可知S即為焦點(diǎn)．
因為是在光屏P上成清晰的像，即要得到的是實(shí)像，則
A、在圖示位置時，保持透鏡L不動，將燭焰S′向左移適當(dāng)距離，即增大物距，則物距大于焦距，再將光屏P向左移適當(dāng)距離，即可得到實(shí)像，故本選項不符合題意．
B、在圖示位置時，保持透鏡L和光屏P不動，只將燭焰S′向左移適當(dāng)距離，故可以將S'移至兩倍焦距以外（從光具座可得知光屏在一倍至兩倍焦距之間），即可在光屏上成倒立縮小的實(shí)像，故本選項不符合題意．
C、在圖示位置時，保持燭焰S′和光屏P不動，只將透鏡L向右移適當(dāng)距離，即增大物距，則物距大于焦距，即可得到倒立放大的實(shí)像，此時像距應(yīng)在2倍焦距以外，所以應(yīng)將光屏P向右移適當(dāng)距離，故本選項符合題意；
D、在圖示位置時，保持透鏡L不動，將燭焰S′向左移適當(dāng)距離，則物距大于焦距，即可得到倒立放大的實(shí)像，此時像距應(yīng)在2倍焦距以外，所以應(yīng)將光屏P向右移適當(dāng)距離，故本選項不符合題意．
故選C．
故答案為：（1）10.0；（2）①同一高度上；②放大；投影儀；③右；（3）靠近透鏡（4）C；（5）C．

點(diǎn)評 此題考查粗測凸透鏡焦距的方法和凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用，熟練掌握凸透鏡成像規(guī)律是解答此題的關(guān)鍵．