Question

如圖1是小莉、小華和小明三人在做“探究凸透鏡成像規律”的實驗裝置圖：
（1）小明將凸透鏡正對太陽光，在透鏡的另一側移動光屏，直至屏上呈現出

 

的光斑，量出透鏡到光斑的距離為10cm．則此凸透鏡的焦距約是

 

cm．
（2）小華在凸透鏡成像實驗中，把蠟燭放在該凸透鏡的焦點上，凸透鏡固定不動，將光屏向遠離凸透鏡的方向移動的過程中，在光屏上觀察到的現象是大小

 

的光斑，把蠟燭放在該凸透鏡的焦點內，凸透鏡固定不動，將光屏向遠離凸透鏡的方向移動的過程中，在光屏上觀察到的現象是大小

 

的光斑（填“不變”、“變大”、“變小”）．
（3）小莉同學做實驗時，小華發現燭焰在光屏上的像如圖1所示，若要使燭焰在光屏中心成像，只調節透鏡，小莉應將透鏡向

 

（選填“上”或“下”）移動．改正后若實驗時固定蠟燭與透鏡，無論怎樣移動光屏，屏上都不出現清晰像，原因可能是

 

．當蠟燭距離凸透鏡10.3cm時，無論怎么樣移動光屏都得不到像，原因是

 

．

（4）小明將燭焰移至距凸透鏡 15cm 處，移動光屏，使燭焰在屏上得到清晰的倒立、

 

實像，

 

（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡）就是應用這一原理制成的．
（5）小莉同學將自己的近視眼鏡鏡片放在了蠟燭與凸透鏡（靠近凸透鏡）之間，小明移動透鏡和光屏，直到在光屏上得到了一個倒立縮小的清晰的像．將近視眼鏡鏡片取下，發現光屏上的像變模糊了．
①為了使屏上的像重新變得清晰，在不移動蠟燭和凸透鏡位置的前提下，小華應將光屏向

 

（左/右）移動．
②下列四個選項中，正確表示小莉同學近視眼成像和近視眼矯正情況的是圖2中的

 

．
A．乙  甲    B．丙  甲     C．乙  丁     D．丙  丁
（6）當燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實像時，如果小明用書遮擋住透鏡下半部分，則實驗時光屏上所成的像

 

（選填“完整”或“不完整”），像的明暗程度將

 

（選填“變亮”或“變暗”或“不變”）．
（7）蠟燭通過凸透鏡恰好在光屏上得到放大的清晰的像，若保持凸透鏡的位置不變把蠟燭和光屏的位置對調，則光屏上

 

A．不能成像     B．可以成像，但要適當移動位置  C．可以成像，像大小不變 D．可以成像，像變小
（8）蠟燭通過凸透鏡恰好在光屏上得到放大的清晰的像，若拿下光屏，移動眼睛的位置

 

（“能”或“不能”）看到像．
（9）一物距應只有唯一的像距，他們三人將蠟燭都放在透鏡前15厘米處時，但他們所測得的像距卻并不相同，分別為28cm，30cm，31cm，他們的數據不是因為測量長度誤差造成的，你認為出現這種現象的原因是

 

．
（10）小華又將兩支點燃的蠟燭、凸透鏡和光屏分別置于如圖3所示的位置時，光屏上C、D兩處會得到清晰的燭焰像．這像是

 

 （選填“縮小”、“等大”或“放大”）的燭焰的像．用一厚紙板擋住A處的燭焰，在光屏上

 

 （選填“C”或“D”）處仍能得到一個清晰的燭焰像．

Answer 1

分析：（1）凸透鏡可以將平行光會聚到焦點，由焦點到凸透鏡的距離叫做焦距；
（2）將光源放在焦點上，經凸透鏡后光線是平行的；
若光源在焦點內，通過凸透鏡后，光線仍是發散的；
（3）凸透鏡成的實像是倒立的，燭焰的像偏上，則需將燭焰相對于凸透鏡向上運動，若燭焰不動，則應將凸透鏡向下移動；
光屏上不能成燭焰的像，原因可能是物距小于焦距，成虛像；或物距等于焦距，不能成像；
當物距處于f和2f之間時，像距應該大于2f，且物距越小，像距越大；
（4）若物距處于f和2f之間，則凸透鏡成倒立放大的實像，幻燈機或投影儀都是根據這個原理制成的；
（5）近視眼是由于晶狀體的折光能力太強，使像成在視網膜的前方，需用凹透鏡進行矯正，近視鏡是凹透鏡，對光線有發散作用；
（6）將凸透鏡的部分遮住后，凸透鏡的其他部分仍能夠會聚光線，通過凸透鏡仍能成完整的像，由于像上的光線變少，所以像會變暗；
（7）根據折射光路的可逆性，當凸透鏡成實像時，對調光屏和蠟燭的位置，仍能夠在光屏上成像；
（8）實像可以成在光屏上，也可以直接用眼睛來看；
（9）同一凸透鏡，物距一定，像距一定，小組實驗的像距不同，可能是因為光屏上還沒有出現清晰的像就測像距；
（10）過凸透鏡光心的光線不改變方向．由此可以判斷A處燭焰的像在D點，B處燭焰的像在C點．
凸透鏡成實像時，U＞V，成倒立、縮小的實像；U＜V，成倒立、放大的實像．

解答：解：（1）屏上呈現出最亮的光斑，這便是凸透鏡的焦點，透鏡到光斑的距離為10cm．則此凸透鏡的焦距約是10cm．
（2）把蠟燭放在該凸透鏡的焦點上，通過凸透鏡后的光線是平行的，所以將光屏向遠離凸透鏡的方向移動的過程中，在光屏上觀察到的現象是大小不變的光斑；
把蠟燭放在該凸透鏡的焦點內，光線通過凸透鏡后仍是發散的，所以將光屏向遠離凸透鏡的方向移動，在光屏上的光斑變大；
（3）由圖1知，像偏上，所以燭焰應相對于凸透鏡向上移動，所以若只調節透鏡，應將透鏡向下移動．
屏上都不出現清晰像，原因可能是物距小于或等于焦距，不能成實像；
當蠟燭距離凸透鏡10.3cm時，此時物距處于f和2f之間，且稍大于焦距，所以物距遠大于2f，無論怎么樣移動光屏都得不到像，原因可能是因為光具座不夠長造成的；
（4）15cm處于f和2f之間，所以燭焰在屏上得到清晰的倒立、放大的實像，投影儀是應用這一原理制成的．
（5）近視眼鏡是凹透鏡，將近視眼鏡鏡片取下，像的位置會向凸透鏡靠近，所以光屏上的像變模糊了．
①為了使屏上的像重新變得清晰，小華應將光屏向左移動．
②近視眼是由于晶狀體的折光能力太強，使像成在視網膜的前方，丙圖正確，需用凹透鏡進行矯正，甲圖正確；
（6）遮擋住透鏡下半部分，其上半部分仍能夠折射光線成像，所以光屏上所成的像仍完整，由于像的光線變少，所以像的明暗程度將變暗；
（7）蠟燭通過凸透鏡恰好在光屏上得到放大的清晰的像，根據光路的可逆性，若保持凸透鏡的位置不變把蠟燭和光屏的位置對調，則光屏上仍可以成像，此時成的是倒立縮小的實像；
（8）眼睛可以充當光屏的作用，若拿下光屏，可以用眼睛直接看到像．
（9）他們所測得的像距卻不相同，可能是因為在移動光屏成像時像的清晰程度不同；
（10）根據過光心的光線不改變方向，可以判斷A處燭焰的像在D點，用厚紙板擋住A處的燭焰，D處燭焰的像不見了，C處還能看到B處燭焰的像．
以A處燭焰和D處燭焰的像為例，物距大于像距，成倒立、縮小的實像．
故答案為：（1）最小最亮；10；（2）不變；變大；下；物距小于或等于焦距；像距大光具座不夠長；（4）放大；投影儀；（5）①左；②B；（6）完整；變暗；（7）D；（8）能；（9）移動光屏成像清晰程度不一樣；（10）縮小；C．

點評：此題是探究凸透鏡成像實驗，考查了實驗器材的選擇、調節、凸透鏡成像特點及應用、近視眼的形成及矯正等，考查全面．