Question

如圖所示，主光軸上有一點(diǎn)光源，在透鏡的另一側(cè)有一光屏．光屏、點(diǎn)光源通過(guò)凸透鏡在光屏上形成一個(gè)光斑，現(xiàn)讓光屏稍微靠近凸透鏡，光斑的面積會(huì)減小，設(shè)凸透鏡的焦距為f，由此可判斷

1. A.
   d一定小于f
2. B.
   d一定大于2f
3. C.
   d一定大于f，小于2f
4. D.
   d可能大于2f，也可能小于f

Answer 1

D
分析：題目中光斑可能是點(diǎn)光源的像，可能是一個(gè)比較大的光斑．
根據(jù)凸透鏡作圖做出物體在二倍焦距以外、一倍焦距和二倍焦距之間，一倍焦距以內(nèi)時(shí)點(diǎn)光源射出的光線經(jīng)凸透鏡折射后的光路，根據(jù)光屏靠近凸透鏡時(shí)光斑減小得出答案．
點(diǎn)光源在一倍焦距以內(nèi)時(shí)，和點(diǎn)光源放在焦點(diǎn)上進(jìn)行比較，得出光線會(huì)聚后大致的位置．
點(diǎn)光源放在一倍焦距和二倍焦距之間，根據(jù)折射光線經(jīng)凸透鏡能成倒立、放大的實(shí)像，會(huì)聚在主光軸上的光路，判斷光屏上光斑情況．
點(diǎn)光源放在二倍焦距以外，根據(jù)折射光線經(jīng)凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像，會(huì)聚在主光軸上的光路，判斷光屏上光斑的情況．
解答：如圖一，點(diǎn)光源在焦點(diǎn)上，點(diǎn)光源射出的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸．（如黑色的光線）
當(dāng)點(diǎn)光源在一倍焦距以內(nèi)，點(diǎn)光源射出的光線，經(jīng)凸透鏡之后也會(huì)聚一些，但是不會(huì)到達(dá)平行光線的位置，如紅色光線會(huì)聚在光屏上，形成比較大的光斑，光屏向凸透鏡靠近時(shí)，光斑會(huì)減�。�
如圖二，點(diǎn)光源在一倍焦距和二倍焦距之間，點(diǎn)光源在另一側(cè)會(huì)形成倒立、放大的實(shí)像，光屏沒(méi)有放在實(shí)像的位置，而是放在和點(diǎn)光源距凸透鏡等距離的位置上，光屏靠近凸透鏡光斑會(huì)增大．
如圖三，點(diǎn)光源在二倍焦距以外，點(diǎn)光源在另一側(cè)會(huì)形成倒立、縮小的實(shí)像，到達(dá)實(shí)像位置后，光線繼續(xù)向外傳播，光屏沒(méi)有放在實(shí)像的位置，而是放在和點(diǎn)光源距凸透鏡等距離的位置上，光屏靠近凸透鏡光斑會(huì)減�。�
所以光屏和點(diǎn)光源與凸透鏡等距離時(shí)，當(dāng)點(diǎn)光源在一倍焦距以內(nèi)和二倍焦距以外，光屏上形成光斑，光屏靠近凸透鏡時(shí)，光斑減�。�

故選D．
點(diǎn)評(píng)：凸透鏡成實(shí)像時(shí)，折射光線到達(dá)實(shí)像位置，如果沒(méi)有光屏承接，眼睛是看不到的，并且折射光線會(huì)繼續(xù)向外傳播，這點(diǎn)學(xué)生容易忽視．