Question

【題目】在學完凸透鏡成像規律后，小濱選擇了一塊焦距未知的凸透鏡，對凸透鏡成像特點作了進一步探究。

（1）為了測量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對射向該透鏡，調節光屏位置直到光屏上得到一個_____的光斑，測得凸透鏡的焦距是10cm。

（2）為了使像能成在光屏的中央，應先調節好蠟燭和光屏的高度，使它們的中心跟凸透鏡的中心大致在_____。

（3）當把點燃的蠟燭和光屏移至圖甲所示位置，光屏上_____（選填“能”或“不能”）成像。若把點燃的蠟燭向右移至光具座的35cm刻度時，向_____（選填“左”或“右”）移動光屏會得到一個倒立、_____的實像；_____就是利用這一成像規律工作的。此時，風一吹，燭焰向左偏，則光屏上成的像向_____偏。

（4）細心的小濱發現實驗時間一長，光屛上的像會向上移動，為了使像呈在光屏的中央，應將光屏向_____移動。

（5）小明用此光具座模擬人眼看遠近不同物體的情況，當人眼看清眼前30cm處的物體時，凸透鏡的位置、形狀如圖乙所示。如果將物體移至眼前50cm處，保持透鏡（晶狀體）、光屏（視網膜）之間距離不變，則應該換上更_____（選填“薄”或“厚”）的凸透鏡（凸透鏡直徑大小相同），才能在光屏上得到清晰的像。

Answer 1

【答案】最小、最亮 同一高度 能 右 放大 投影儀（幻燈機等） 右 上 薄

【解析】

（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距；

（2）在實驗中，為使像能成在光屏的中心，應調整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度；

（3）凸透鏡成像規律：物距小于焦距成正立放大虛像。應用是放大鏡；

物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大實像，像距大于二倍焦距；

物距等于二倍焦距成倒立等大實像，像距等于二倍焦距；

物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距；

根據“物近像遠像變大，物遠像近像變小”判斷光屏移動的方向并判斷像大小的變化，凸透鏡成像時，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，投影儀等依據的是這一原理；凸透鏡成像不僅左右相反、而且要上下相反；

（4）凸透鏡成的實像是倒立的，但過光心的光線傳播方向不變，像與物體的變化方向恰好相反；

（5）薄凸透鏡的焦距大于厚凸透鏡的焦距，然后根據凸透鏡的成像規律進行分析解答。

（1）讓一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，這點是凸透鏡的焦點；

（2）為使像能成在光屏的中央，應調整凸透鏡、光屏和燭焰，使三者的中心大致在同一高度處；

（3）當把點燃的蠟燭和光屏移至圖甲所示位置，此時u=v=2f，光屏上得到倒立、等大的實像；

由“物近像遠像變大”可知，當把點燃的蠟燭由圖甲所示位置向右移至光具座的35cm刻度時，此時物距u=50cm﹣35cm=15cm，則f＜u＜2f，應向右移動光屏，會得到一個倒立、放大的實像，投影儀、幻燈機等就是利用這一成像規律工作的；

由“凸透鏡成像左右相反”可知，燭焰向左偏，則光屏上成的像向右偏；

（4）蠟燭在燃放中不斷縮短，向下移動，光屏上的像向上移動，要使像能夠成在光屏中央，可向上移動光屏；

（5）由題意可知，物體遠離凸透鏡即物距變大時，像距不變，說明凸透鏡的焦距變大，而薄凸透鏡的焦距大于厚凸透鏡的焦距，故更換的應是薄凸透鏡。