Question

3．陳明和張華同學合作，利用如圖1所示的光具座，探究凸透鏡成像的規(guī)律．光具座總長100cm．用此光具座完成探究實驗，凸透鏡的焦距最多不能大于25cm，

（1）光屏移至圖示位置時，獲得一清晰的像，與凸透鏡的焦距f相比較，此時物距u的范圍是大于二倍焦距，與此成像情況一致的光學器件有照相機．
（2）實驗一段時間蠟燭變短，要使燭焰像仍然成在光屏的中心，應將光屏向上移動．
（3）張華在做凸透鏡成像的實驗結束時突發(fā)奇想，給已經在光屏上成了清晰像的凸透鏡“戴”上自己的近視眼鏡，如圖2，此時光屏上的像不再清晰，為使光屏上的像重新變得清晰，在保持燭焰、眼鏡和透鏡位置不變的條件下，應將光屏B
A  保持在原來位置  B．遠離透鏡
C  靠近透鏡        D 靠近透鏡或遠離透鏡都可以
（4）如圖3是王剛同學為了描述成像特點畫出的成像示意圖，A′B′為凸透鏡所成的虛像，試根據你的理解畫出成像物體AB此時的大概位置和大小．（其中OC=2f）

Answer 1

分析 知道像和物體間的最小距離為4f，故光具座的總長大于4f；
（1）根據物距大于2f時，凸透鏡成倒立縮小實像的特點進行分析，此時像距處于f和2f之間，像距小于物距；
（2）根據凸透鏡成倒立實像的特點，物體向下移動，則像向上移動；
（3）近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，使原來會聚成像的光線推遲會聚，像遠離凸透鏡，要用光屏接到清晰的像，判斷光屏的移動方向．
（4）利用凸透鏡的兩條特殊光線：過光心的光線其傳播方向不變；過焦點的光線經凸透鏡折射后折射光線平行于主光軸；根據光路可逆和圖示作出物體的大致位置．

解答 解：凸透鏡成實像時，像和物體間的最小距離為4f，實驗中要確保屏上能得到清晰的實像，光具座的長度應大于4f，則4f＜100cm，可得f＜25cm；
（1）由圖知，此時像距小于物距，成的是倒立縮小的實像，所以物距u大于2f，照相機是根據這個原理制成的；
（2）凸透鏡成倒立的實像，蠟燭變短，相對于凸透鏡向下移動，所以其像向上移動，要使蠟燭的像仍然成在光屏的中心，應該將光屏的向上移動；
（3）近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，使原來會聚成像的光線推遲會聚，像遠離凸透鏡，要用光屏接到清晰的像，應將光屏向右調節(jié)，才能使像變清晰，故選B．
（4）連接端點A′和O，連接端點A′和右邊的焦點F，作一條折射光線，交與凸透鏡與E點，過E點平行于主光軸入射光線，與A′O的交點為物體A點，最后從A點做主光軸的垂直線段AB，即為物體的位置．如圖

故答案為：（1）大于二倍焦距；照相機；（2）上；（3）B；（4）如上圖．

點評 本題考查凸透鏡成像的規(guī)律，首先要掌握凸透鏡成像特點與物距、像距的關系，并自己進行總結一些規(guī)律性的知識，例如通過像距和物距的大小關系來判斷像和物體的大小關系，根據物近像遠像變大的特點來判斷像的變化及像距的變化等．