Question

小宇在做“探究凸透鏡成像規律”實驗，其實驗裝置的示意圖如圖所示．a、b、c、d、e是主光軸上的五個點，F點和2F點分別是凸透鏡的焦點和二倍焦距處．

（1）實驗時，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上．點燃蠟燭后，調節燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在________上．
（2）在a、b、c、d、e這五個點中：
①把燭焰放在________點上，可以成正立、放大的虛像．
②把燭焰放在________點上，在光屏上所成的像最小；把燭焰放在________點上，在光屏上所成的像最大．
③把燭焰放在b點，光屏上成________、________的實像，________就是利用這一成像規律工作的（填光學儀器）．
④把燭焰從b點移動到c點后，應該將光屏向________移到某一位置（選填“左”或“右”），才能在屏上光屏上成________、________的實像，________就是利用這一成像規律工作的（填光學儀器）．
（3）小宇做完實驗后，又想用手表代替蠟燭，看在光屏上能成什么樣的像．于是他在透明的玻璃板上用黑色筆畫了個手表盤，如圖（甲）所示．把這個玻璃板放在蠟燭的位置上，并用平行光源對著玻璃板上的表盤照射，如圖（乙）所示．移動光屏直到成清晰像為止．此時表盤在光屏上所成的像是圖（丙）中的哪一個？________．

Answer 1

解：（1）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．
（2）①把蠟燭放在e點，物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的虛像．
②蠟燭在a、b、c、d四點時，物距大于焦距，凸透鏡成實像，蠟燭在a點，物距最大，像最小；蠟燭在d點，物距最小，像最大．
③蠟燭在b點，u＞2f，成倒立、縮小的實像，應用于照相機和攝像機．
④蠟燭在b點和a點，物距大于焦距，凸透鏡成實像．把燭焰從b點移動到c點后，物距減小，像距增大，所以光屏向右移動，才能在光屏上接到清晰的像．
蠟燭在c點，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，應用于幻燈機和投影儀．
（3）如圖，時針在右上方，經凸透鏡的光心會會聚在光屏的左下方，分針在右下方，經凸透鏡的光心會聚在光屏的左上方，所以手表經凸透鏡成像為圖D．
故答案為：（1）同一高度；（2）①e；②a；d；③倒立；縮小；照相機（或攝像機）；④右；倒立；放大；幻燈機（或投影儀）；（3）D．
分析：（1）探究凸透鏡成像的實驗時，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．
（2）凸透鏡成像時，u＜f，成正立、放大的虛像．
凸透鏡成像時，物距大于焦距時成實像，凸透鏡成實像時，物距越小，像距越大，像越大．
u＞2f，成倒立、縮小的實像，應用于照相機和攝像機．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，應用于幻燈機和投影儀．
（3）根據光線過光心不改變方向進行判斷．
點評：本題主要考查了三個問題：
（1）光線過透鏡的光心不改變方向．
（2）凸透鏡成像的三種情況和應用．
（3）凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大．