Question

如圖所示，京京做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)．
（1）他有好幾個(gè)凸透鏡，但均不知焦距．請你幫他設(shè)計(jì)一個(gè)測量凸透鏡焦距的方案：
（2）經(jīng)過測量，他發(fā)現(xiàn)有焦距分別為2cm、10cm和30cm的三種凸透鏡，則為了便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)選擇焦距為______cm的凸透鏡．
（3）他把蠟燭、凸透鏡和光屏放置在米尺旁．點(diǎn)燃蠟燭后，他還應(yīng)調(diào)整火焰中心、凸透鏡中心和光屏中心在______．
（4）如圖所示，當(dāng)他把蠟燭放在A位置時(shí)，光屏應(yīng)向M點(diǎn)的______（左/右）側(cè)移動，才能接收到一個(gè)清晰的像；要使所成的像更大些，他應(yīng)把蠟燭向A點(diǎn)的______（左/右）側(cè)移動，同時(shí)使光屏離凸透鏡更______（遠(yuǎn)/近/不變）一些．若固定光屏的位置于M點(diǎn)不動，要使光屏上得到一個(gè)清晰的像，他應(yīng)把蠟燭向A點(diǎn)的______（左/右）側(cè)移動．當(dāng)蠟燭移動到B點(diǎn)時(shí)，無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到燭焰的像，這時(shí)，通過透鏡向燭焰同側(cè)觀察，能看到燭焰______的虛像，把蠟燭放到B點(diǎn)______（左/右）側(cè)，可以使虛像更大．
（5）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)京京用白紙遮掉凸透鏡的上半部分時(shí)，光屏上成像的情況是______
A．只出現(xiàn)燭焰的上半部分的像 B．只出現(xiàn)燭焰的下半部分的像
C．仍然是完整的像，只是變暗些 D．成像情況像不受任何影響
（6）隨著蠟燭燃燒而變短，光屏上成的像將向______（上/下）移動．由于影響到了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，這時(shí)最合理的調(diào)整是______：
A．只需將凸透鏡向下移動些 B．只需將光屏向上移動些
C．只需將蠟燭向上移動些 D．以上均可．

Answer 1

【答案】分析：（1）凸透鏡的焦距指的是焦點(diǎn)到光心的距離，可以利用平行光聚焦法來測量凸透鏡的焦距．
（2）選取凸透鏡的依據(jù)是：要結(jié)合光具座的長度．因?yàn)橥雇哥R實(shí)像時(shí)，當(dāng)物距大于一倍焦距小于二倍焦距時(shí)，像距大于二倍焦距，為了能夠在光具座的刻度范圍之內(nèi)得到像，因此凸透鏡的焦距不能過大；為了是實(shí)驗(yàn)的效果更易觀察，凸透鏡的焦距也不易過小．
（3）為了使像成在光屏上，便于觀察像的性質(zhì)，因此要使凸透鏡、燭焰、光屏的中心在同一高度上．
（4）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，符合以下規(guī)律：當(dāng)物距大于一倍焦距小于二倍焦距時(shí)，像距大于二倍焦距，成倒立放大的實(shí)像；當(dāng)物距大于二倍焦距時(shí)，像距小于二倍焦距大于一倍焦距；且物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變�。�根據(jù)這個(gè)規(guī)律可以調(diào)節(jié)光屏和蠟燭的調(diào)節(jié)方向．當(dāng)物距小于一倍焦距時(shí)，物體成正立放大的虛像，并且物體距離凸透鏡越近，所成的虛像越�。�
（5）蠟燭的每個(gè)點(diǎn)發(fā)出的無數(shù)條光線經(jīng)過凸透鏡的各個(gè)部位而成像在另一側(cè)的光屏上．
（6）凸透鏡成的實(shí)像是倒立的，即最下面的成像在了最上邊．由此入手確定如何調(diào)節(jié)蠟燭的位置．
解答：解：（1）在光具座上放好凸透鏡和光屏，讓太陽光通過凸透鏡，通過調(diào)整光屏的位置，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的亮點(diǎn)即焦點(diǎn)，讀出焦點(diǎn)到透鏡的距離即為該凸透鏡的焦距．
（2）當(dāng)凸透鏡焦距為2cm時(shí)，由于焦距太小，實(shí)驗(yàn)效果不明顯．
當(dāng)凸透鏡的焦距為30cm時(shí)，光具座的長度太短，無法滿足物距大于二倍焦距時(shí)像距大于一倍焦距的長度．故選焦距為10cm的凸透鏡．
（3）為了使物體的像成在光屏上，就要調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上．
（4）蠟燭放在A位置時(shí)，此時(shí)物距大于一倍焦距小于二倍焦距，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律可知，此時(shí)的像距大于二倍焦距，根據(jù)光屏現(xiàn)在的位置可知，要向右移動光屏，才能確保像距大于二倍焦距；
根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律可知，物近像遠(yuǎn)像變大，要使像變大，就要使物距減小，同時(shí)增大像距，因此要使蠟燭靠近凸透鏡的方向即向右移動，同時(shí)要增大像距，即光屏離凸透鏡更遠(yuǎn)一些；
光屏位置不動，此時(shí)的像距在一倍焦距和二倍焦距之間，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律可知，此時(shí)對應(yīng)的物距大于二倍焦距，所以蠟燭要向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向即向左移動；
B點(diǎn)的位置小于一倍焦距，成正立放大的虛像．
（5）如下圖所示，蠟燭上的某一點(diǎn)發(fā)出無數(shù)條光線（只畫出了四條）經(jīng)過凸透鏡后成像在光屏上，當(dāng)遮住凸透鏡的上半部分時(shí)，蠟燭發(fā)出的光線1、2給擋住了，但仍有光線3、4通過凸透鏡的下半部分而照在光屏上成像．只不過是通過的光線減少，圖象的亮度變暗．故選C．

（6）凸透鏡成的像是倒立的，即最下面的成像在了最上邊．當(dāng)蠟燭燃燒而變短時(shí)，即物體向下移動，那么像則向上移動，所以要使像成在光屏上，就要應(yīng)該向上移動光屏．
由于影響到了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，說明像的位置太靠上了，只移動光屏已經(jīng)不能解決問題了，因此要向上移動蠟燭的位置．故選C．
故答案為：（1）在光具座上放好凸透鏡和光屏，讓太陽光通過凸透鏡，通過調(diào)整光屏的位置，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的亮點(diǎn)即焦點(diǎn)，讀出焦點(diǎn)到透鏡的距離即為該凸透鏡的焦距．
（2）10；（3）同一高度；（4）右；右；遠(yuǎn)；左；正立放大；左；（5）C；（6）上；C．
點(diǎn)評：（1）此題全面地考查了探究凸透鏡成像規(guī)律中的所有知識點(diǎn)，題目涉及的面較廣．
（2）此題易錯(cuò)的地方有：①調(diào)整凸透鏡、燭焰、光屏的中心在同一高度而錯(cuò)填為同一直線；②擋住凸透鏡的上半部分時(shí)，認(rèn)為物體在光屏上的像會變?yōu)樵瓉淼囊话耄?