Question

【題目】凸透鏡是初中物理中常見的光學器材，小明所在的實驗小組對凸透鏡進行以下實驗．

（1）他們決定先從測凸透鏡的焦距開始，如圖甲所示：

①在光屏中央畫一個與凸透鏡直徑相同的圓，找出圓心O'.

②將光源、凸透鏡和光屏放在光具座上，調節它們的高度，使光源、凸透鏡光心和_____在同一水平直線上.

③固定凸透鏡的位置，將光源從緊貼凸透鏡的位置緩慢向外移動，直到光屏上的光斑_____，就可以從光具座上讀出凸透鏡的焦距.

④為了驗證測出的焦距值是否準確，小明提出可以左右移動光屏，若光屏上的光斑大小不變，則測出的焦距準確.若向右移動光屏，光斑變大，說明本次測出的凸透鏡的焦距比真實值_____.

（2）在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中

①他們調整實驗器材，使燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上，這樣調整的目的是為了_____．

②隨著蠟燭越燒越短，小明發現燭焰的像成在光屏上方，要想使像成在光屏中央，應把凸透鏡向_____（選填“上”或“下”）調節．

③為了使光源更加穩定，小明用發光二極管按“F”字樣拼裝在不透明的紙板上替代燭焰，使“F”正立面對凸透鏡，如圖乙所示，給二極管通電，移動光屏至圖示位置，此時恰從M處看到光屏上呈現一個清晰的像，此像是倒立_____（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的像，像的形狀是圖丙中的_____（填寫序號）

④在上一步實驗獲得清晰的像后，小明取了一副近視眼鏡放在凸透鏡前，要使光屏上還能成清晰的像，可將光屏_____透鏡或將蠟燭向_____透鏡（選填“靠近”或“遠離”）．

Answer 1

【答案】O’（光屏中心） 與圓重合 小 使像成在光屏中央 下 放大 C 遠離 遠離

【解析】

（1）題中方法測量焦距的原理：光源在焦點上時，經凸透鏡折射后的光線平行射出；

（2）因為過光心的光線傳播方向不變，所以只有光源、凸透鏡光心和光屏的中心在同一水平線上才能正常進行測量或實驗；

（3）因為圓圈和凸透鏡是等大的，所以當光斑和圓圈重合時說明折射光線是平行的；

（4）凸透鏡成實像時，上下左右都是顛倒的；

（5）近視眼鏡是凹透鏡鏡，會使成像延后，最后一空根據物遠像近，進行判斷。

（1）②因為過光心的光線傳播方向不變，所以將光源、凸透鏡和光屏放在光具座上，調節它們的高度，使光源、凸透鏡光心和O’（光屏中心）在同一水平直線上，才能進行測量；

③光源在凸透鏡焦點上時，經折射后的光線平行射出，此時光斑大小與凸透鏡大小相同，所以將光源從緊貼凸透鏡的位置緩慢向外移動，直到光屏上的光斑與圓重合，此時才可以從光具座上讀出凸透鏡的焦距；

④左右移動光屏，若光屏上的光斑大小不變，說明折射光線平行，則測出的焦距準確.若向右移動光屏，光斑變大，即光線是發散的，說明光源在焦距以內，故本次測出的凸透鏡的焦距比真實值小；

（2）①因為過光心的光線傳播方向不變，所以調整實驗器材，使燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上，這樣像才能成在光屏中央；

②隨著蠟燭越燒越短，小明發現燭焰的像成在光屏上方，要想使像成在光屏中央，由像、物體、凸透鏡光心在一條直線上可知，應把凸透鏡向下調節；

③從M處看到光屏上呈現一個清晰的像，光屏上呈現一定是實像，且是倒立的，圖丙中AB像不完整，不正確，D像上下顛倒，但左右沒有顛倒，不正確，C像，上下左右都是相反的，正確，能看出此時像是放大的，即此像是倒立放大的像；

④取了一副近視眼鏡放在凸透鏡前，因為近視眼鏡是凹透鏡鏡，對光線起發散作用，會使成像延后，即像距變大了，所以要使光屏上還能成清晰的像，可將光屏遠離透鏡；根據物遠像近的規律，也可以將蠟燭遠離透鏡，此時像距變小，像會重新變清晰。