Question

【題目】小明在做“探究凸透鏡成像規律”的實驗時,凸透鏡的位置固定不動,實驗操作規范.在圖甲位置時,燭焰恰好在光屏中央成清晰的像.

（1）這個像的成像原理與_______（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）相同,根據圖甲所示的情形可知，凸透鏡的焦距可能是________ 。

A、5cm B、10cm C、15cm D、20cm

（2）若將蠟燭向右移動一小段距離,則應將光屏向_____（選填“左”或“右”）移動才能再次在光屏上成清晰的像,此時像的大小比剛才的像要_____些（選填“大”或“小”）.通過實驗觀察可知，在圖乙中左邊的蠟燭通過凸透鏡不可能形成的像是___________ 。（選填”A’B’C’D）

（3）若在凸透鏡與左側放置一近視鏡（圖中未畫出）,這時需要將光屏向______（選填“左”或“右”）移動才能在光屏上成清晰的像.

（4）為了粗略測量凸透鏡的焦距,小明上午第二節課下課后,將凸透鏡與水平地面平行放置且太陽光透過凸透鏡,調節凸透鏡到地面的距離,直到地面上出現一個最小、最亮的光斑,小明認為此點就是凸透鏡焦點的位置。旁邊的同學卻告訴他，這個亮點不是凸透鏡的焦點位置，其理由是_________________。

（5）下列關于實驗操作的幾種說法，期中正確的是（_____）

A.無論怎樣移動蠟燭、透鏡、光屏三者的位置都不能找到燭焰的像，可能是凸透鏡的焦距太小

B.實驗過程中，蠟燭因燃燒而變短，則燭焰在光屏上的像會下移

C.實驗時有個小飛蟲停在凸透鏡表面，則光屏上所形成實像將被遮擋一部分

D.若換用焦距相同、鏡面直徑較小的凸透鏡再次實驗，則所成的像大小不變而亮度暗一些

Answer 1

【答案】照相機 C 右 大 B 右 凸透鏡沒有正對太陽，（或太陽光線沒有與凸透鏡主光軸平行） D

【解析】

（1）凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立縮小的實像，此時u>2f，2f>v>f，應用于照相機；物距等于像距時，成倒立等大的實像；物距小于像距時，成倒立放大的實像，應用于投影儀．

（2）凸透鏡成實像時，物距變小，像距變大，像變大；

（3）當凹透鏡靠近凸透鏡時，會聚能力減弱，使像呈在光屏的后方；

（4）平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可；

（5）u<f時成虛像，虛像不能成光屏上；

過光心的光方向不變；

凸透鏡成像光的折射現象，物體發出的光線經凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側的光屏上，形成物體的實像；如果凸透鏡的口徑大，透過的光多，像就亮；口徑小，透過的光少，像就暗；

用焦距相同、鏡面直徑較小的凸透鏡，發光體發出的光透過凸透鏡的光線少．

(1)由圖知，物距大于像距，成倒立、縮小的實像，應用于照相機；

此時u=50.0cm10.0cm=40.0cm，v=63.050.0cm=13.0cm，

由凸透鏡成像特點有：40.0cm>2f，所以f<20.0cm，

2f>13.0cm>f，所以13.0cm<f<20.0cm.故選C.

(2)凸透鏡成實像時，物距變小，像距變大，像變大；所以只向右移動蠟燭，要使光屏上再次出現一個明亮清晰的像，可以向右移動光屏，才能再一次成像，并且此時的像比剛才的像大；

將蠟燭向右移動少許，蠟燭到凸透鏡距離應焦距，成實像，凸透鏡不可能成正立的實像，由圖乙知，通過凸透鏡不可能形成的像是B；

(3)凹透鏡對光線有發散作用，靠近凸透鏡時，使光線發散，像會聚在光屏的后方，像距增大，在光屏上要得到清晰的像，光屏要遠離凸透鏡，即要將光屏向右移動才能在光屏上成清晰的像；

(4)太陽光可以近似看為平行光源,將凸透鏡正對著太陽光,太陽光經凸透鏡后將會聚在焦點。所以把光屏置于另一側,改變光屏與凸透鏡間的距離,直到光屏上出現一個最小、最亮的光斑,這個光斑便為焦點。測出光斑到凸透鏡的距離,便是焦距。而小明上午第二節下課后,將凸透鏡與水平地面平行放置,此時凸透鏡沒有正對太陽光(太陽光沒有與凸透鏡的主光軸平行)，所以這個亮點不是凸透鏡的焦點位置；

(5)A.發現無論怎樣移動三者位置都找不到燭焰的像，可能是物距小于焦距，即凸透鏡選擇的焦距太大了，故A錯誤；

B. 過光心的光方向不變，實驗過程中，蠟燭因燃燒而變短，則燭焰在光屏上的像會上移，故B錯誤；

C. 凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當有個小飛蟲停在凸透鏡表面，整個物體發出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過部分凸透鏡而會聚成像，因此像與原來相同，仍然完整；由于透鏡的一部分被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了一半，故亮度會減弱，變暗了，光屏上不能出現小飛蟲的像，故C錯誤；

D. 用另一只與原實驗中焦距相同但鏡面直徑較小的凸透鏡，替代原來的凸透鏡再次實驗，成像大小不會變化，但經凸透鏡的光線變少，所成的像與原來的像相比，比原來暗。

故D正確。故選D.