Question

10．在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）測(cè)焦距：如甲圖所示，讓一束平行光正對(duì)著凸透鏡，移動(dòng)光屏，直到在光屏上得到一個(gè)最小、最亮的光斑．由此可得出該凸透鏡的焦距為10.0cm；
（2）為了能使像清晰地成在光屏的中心位置，要調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏的中心大致在同一高度．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，隨著蠟燭的燃燒，光屏上的像已不在光屏中心，為了使像重新回到光屏中心，應(yīng)向上（選填“上”或“下”）移動(dòng)光屏．
（3）如圖（乙）所示位置光屏上得到了一個(gè)清晰的像，在不改變蠟燭和光屏位置的前提下，把凸透鏡向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)，光屏上會(huì)再次出現(xiàn)一個(gè)清晰的燭焰的像．此成像規(guī)律常應(yīng)用在投影儀（選填“照相機(jī)”或“投影儀”）上．如小明給凸透鏡“戴”上近視眼鏡，蠟燭和凸透鏡固定不動(dòng)，光屏向右（填“左”或“右”）移動(dòng)適當(dāng)距離，才能接受到清晰的像．
（4）在如圖2所示，F(xiàn)為凸透鏡的兩個(gè)焦點(diǎn)，A′B′為物體AB的像，則物體A B在D
A．圖中Ⅰ區(qū)域，箭頭水平向右
B．圖中Ⅱ區(qū)域，箭頭水平向右
C．圖中Ⅱ區(qū)域，箭頭方向向左斜上方
D．圖中Ⅰ區(qū)域，箭頭方向向右斜上方．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)圖中所示的現(xiàn)象，結(jié)合凸透鏡焦點(diǎn)的定義即可確定該凸透鏡的焦距；
（2）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；燭焰在光屏上的像偏高，若要使?fàn)T焰成像在光屏的中心，應(yīng)將蠟燭向上調(diào)，這樣像會(huì)向下移動(dòng)．
（3）根據(jù)光路的可逆性，當(dāng)物距與像距互換時(shí)，仍能得到清晰的像，則此時(shí)成倒立放大的實(shí)像，應(yīng)用在投影儀上．
（4）根據(jù)圖中告訴的像距與焦距的關(guān)系，結(jié)合凸透鏡成像的規(guī)律即可確定像與物體之間的大小關(guān)系，以及物距與焦距的關(guān)系．

解答 解：（1）平行光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離是焦距，根據(jù)圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距是40.0cm-30.0cm=10.0cm．
（2）為了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度；
蠟燭燃燒一段時(shí)間后，燭焰中心的高度降低，燭焰在光屏上的像向上移動(dòng)，在光屏的上方．要想使像重新回到光屏的中心，應(yīng)將光屏向上移，或凸透鏡向下方移動(dòng)．
（3）如圖，在不改變蠟燭和光屏位置的前提下，把凸透鏡向左移動(dòng)，使物距與像距互換，則光屏上會(huì)再次出現(xiàn)一個(gè)清晰的燭焰的像．此時(shí)物距小于像距，新出現(xiàn)的像是倒立放大的實(shí)像，此成像規(guī)律常應(yīng)用在投影儀上．
（4）由題意知，像在一倍焦距和二倍焦距之間，根據(jù)凸透鏡成像的特點(diǎn)，此時(shí)物體應(yīng)在二倍焦距以外，且成的像是倒立縮小的實(shí)像，因此物體應(yīng)比A′B′大，箭頭方向向上；像在主光軸下方，根據(jù)凸透鏡的三條特殊光線，利用折射時(shí)光路是可逆的，作出物體AB，由圖可知；
則物體應(yīng)在主光軸下方，所以物體在圖中Ⅰ區(qū)域，箭頭方向向右斜上方．
故選D．．
故答案為：（1）10.0（2）同一高度；上；（3）左；投影儀；右；（4）D．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的要求，為使像成在光屏的中央，應(yīng)使凸透鏡、燭焰、光屏的中心大致在同一高度處，同時(shí)還考查了凸透鏡成像的規(guī)律及應(yīng)用，要注意理解應(yīng)用．