Question

【題目】小華想探究凸透鏡成像規律．實驗桌上有A、B、C三個凸透鏡，其中凸透鏡A的焦距為10cm，凸透鏡B的焦距為50cm，凸透鏡C的焦距未知．光具座上標尺的刻度范圍如圖甲所示．

（1）小華在實驗中將蠟燭沿主光軸由距C透鏡70cm移至90cm的過程中，發現燭焰在圖示位置（如圖乙所示）光屏上的像一直比較清晰．該透鏡的焦距大約是_______cm，因此C透鏡也不適合探究凸透鏡成像規律．若想探究凸透鏡成實像的規律，則應選用_______凸透鏡（選填“A”或“B”）．

（2）選用合適的透鏡后，小華調節好凸透鏡與光屏的高度，但燭焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，應調節凸透鏡向___________（填“上”或“下”）移動．某次實驗中，如圖丙所示，保持蠟燭位置不變，移動透鏡至16cm刻度線處，則圖中_________處的人眼能觀察到燭焰的像．

（3）若蠟燭放在2倍焦距外以速度為v向遠離透鏡方向移動，則光屏以速度v向___________（選填“靠近”或“遠離”）透鏡方向移動，光屏上始終成清晰的像，此時v______v（選填“>”、“<”或“=”）．小華此時拿出自己所佩戴的眼鏡放置在凸透鏡前，發現需要將光屏遠離凸透鏡，光屏上所成的像才能清晰，小華的眼睛是______（選填“近視”或“遠視”）眼．要證明此時凸透鏡所成的像與蠟燭左右相反，則可以__________________．（寫出一種操作方法即可）

Answer 1

【答案】 5.0 A 下 B 靠近 > 近視 遮住蠟燭燭焰的左側部分，觀察所成像特點

【解析】（1）將蠟燭移動的過程中，由圖乙可知，物距一直是大于像距的，根據凸透鏡成像規律可知，此時的物體應在的區間內，當移至90 cm時，即物距為10 cm，在光屏上的像仍比較清晰，所以C透鏡的焦距大約5 cm.

進行凸透鏡成像實驗時，光具座的長度要大于凸透鏡焦距的4倍，所以應選用A凸透鏡.

（2）根據過光心的光傳播方向不變可知，當燭焰在光屏上像的位置偏高時，說明物體的位置太低了，所以可以將物體的位置向上調節，或將凸透鏡向下調節.

由圖丙可知，此時的物距小于一倍焦距，應該在物體的同側出現放大的虛像，所以只有B處能看到像.

（3）根據凸透鏡成像規律可知，當物體遠離凸透鏡時，所成的像是變近且變小，所以應將光屏向靠近透鏡的方向移動.

因為當物距，像距的變化范圍為， ，所以當物體遠離時，像變小的速度會變慢，所以.

小華拿出自己所佩戴的眼鏡放置在凸透鏡前，發現需要將光屏遠離凸透鏡，說明小華的眼睛將光線變得發散了，所以小華的眼睛是凹透鏡，凹透鏡是矯正近視眼的.

遮住蠟燭燭焰的左側部分，觀察所成像特點，就能證明此時凸透鏡所成的像與蠟燭左右是否相反.