Question

【題目】小明在做“探究凸透鏡成像規律”的實驗中：

（1）如圖甲所示，光會聚于b點，在虛線區域內放甲透鏡后，光會聚于主光軸MN上的c點；在虛線區域內換放乙透鏡后，光會聚于主光軸MN上的a點．現小明探究凸透鏡成像的特點，應選擇____________（甲／乙）透鏡．

（2）如圖乙所示，讓一束平行光射向凸透鏡，移動光屏，直到在光屏上會聚成一點，則該凸透鏡的焦距為________cm。

（3）如圖丙所示將凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處，光屏和點燃的蠟燭分別位于凸透鏡的兩側，調整凸透鏡和光屏的高度，使蠟焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度,這樣做的目的是___。

（4）將蠟燭移至光具座上10cm刻度線處，移動光屏。直到燭焰在光屏上成清晰的像，則該像是倒立 ___________ （選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實像；再將蠟燭移至光具座上35cm刻度線處，為在光屏上再次得到清晰的像，應將光屏向___________（選填“靠近”或“遠離”） 透鏡的方向移動，應用這一成像特點可制成的光學儀器是___________；當將蠟燭移至光具座上45cm刻度線處，移動光屏，________(選填“能”或“不能”）在光屏上得到清晰的像，為了觀察此時的成像特點，請你寫出接下來的操作步驟： ________。

（5）實驗中若已在光屏上成清晰的像，此時用遮光布遮住凸透鏡的下小半部分，則所成的燭焰的像為______________（選填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”）

Answer 1

【答案】乙 10.0 使像成在光屏的中央 縮小 遠離 投影儀（幻燈機） 不能 取走光屏，從光屏一側透過凸透鏡觀看燭焰 亮度稍暗的完整的像

【解析】

（1）根據圖判斷出甲乙對光線的作用，根據凸透鏡和凹透鏡對光線的作用進行判斷．凸透鏡有會聚光線的作用，凹透鏡有發散光線的作用；（2）根據凸透鏡焦點和焦距的定義進行解答．跟主光軸平行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；（3）若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上．

有可能物體在焦點上，不能成像．可能是光具座的長度小于凸透鏡的4倍焦距，像成在光屏以外的位置上．（4）①根據凸透鏡成實像進行判斷：u>2f，成倒立、縮小的實像，2f>v>f．2f>u>f，成倒立、放大的實像，v>2f．②物體有無數點組成，物體上任一點射向凸透鏡有無數條光線，經凸透鏡折射后，有無數條折射光線會聚成該點的像．當遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經凸透鏡折射會聚成像．③根據光路是可逆的進行判斷．（5）物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的像．虛像不能呈現在光屏上．虛像和物體在凸透鏡的一側，要在光屏的一側觀察．

(1)由圖知，若光沿直線傳播會聚到b點，經過甲會聚到c點，說明甲對光線有發散作用，是凹透鏡；經過乙會聚到a點，說明乙對光線有會聚作用，是凸透鏡。所以應選擇乙透鏡；

(2)讓一束平行光射向凸透鏡，移動光屏，直到在光屏上會聚成一點，這點是凸透鏡的焦點，所以凸透鏡的焦距f＝60.00cm50.00cm＝10.00cm；（3）如圖丙所示將凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處，光屏和點燃的蠟燭分別位于凸透鏡的兩側，調整凸透鏡和光屏的高度，使蠟焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度,這樣做的目的是使像成在光屏的中央；（4）將蠟燭移至光具座上10cm刻度線處，u＝50cm10cm＝40cm>2f，2f>v>f，該像是倒立縮小的實像；再將蠟燭移至光具座上35cm刻度線處,u此時 u＝50cm35cm＝15cm 2f>u＝15cm>f 此時v>2f 為在光屏上再次得到清晰的像，應將光屏向遠離透鏡的方向移動，應用這一成像特點可制成的光學儀器是投影儀；當將蠟燭移至光具座上45cm刻度線處，u＝50cm45cm＝5cm<f 移動光屏不能在光屏上得到清晰的像，為了觀察此時的成像特點，接下來的操作步驟：取走光屏，從光屏一側透過凸透鏡觀看燭焰；（5）實驗中若已在光屏上成清晰的像，此時用遮光布遮住凸透鏡的下小半部分，物體上任一點射向凸透鏡的上半部分，經凸透鏡折射后，照樣能會聚成像，像的大小不發生變化，折射光線減少，則所成的燭焰的像為亮度稍暗的完整的像