Question

14．在物理課上，小明用如圖乙所示的裝置模擬人眼的成像情況．
（1）小明利用太陽光測凸透鏡的焦距．如圖甲所示，他把凸透鏡正對太陽光，放在透鏡下方的紙上呈現一個并非最小的光斑，光斑到凸透鏡的距離為12cm，在把凸透鏡遠離紙的過程中光斑一直變大，則該凸透鏡的焦距小于12cm．
（2）實驗中，當蠟燭、透鏡和光屏的位置如圖乙所示時，在光屏上成清晰的像，當蠟燭遠離凸透鏡時，燭焰的像將落在光屏的前（選填“前”或“后”）方．
（3）在第（2）小題的情況中，若用此實驗模擬人眼的調節功能，重新在光屏上得到清晰的像，應進行的操作是C．
A．將光屏靠近凸透鏡   B．將光屏遠離凸透鏡  
C．換焦距更大的凸透鏡   D．換焦距更小的凸透鏡．

Answer 1

分析 （1）根據紙上呈現一個并非最小的光斑，這個光斑可能是焦點之后的，也可能是焦點之前的光斑，根據凸透鏡遠離紙的過程中光斑一直變大可推斷焦點在光斑之前，從而判斷焦距．
（2）凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小．
（3）像成在視網膜的前方，說明凸透鏡的折光能力太強，焦距太小，應換焦距更大的透鏡可以使像前移成在光屏上．

解答 解：（1）由于光斑到凸透鏡的距離為l時，即像距為l時，紙上呈現一個并非最小的光斑，這個光斑可能是焦點之后的，也可能是焦點之前的光斑，所以凸透鏡的焦距f≠12cm；若凸透鏡遠離紙的過程中光斑一直變大，說明凸透鏡的焦點不在光斑之后，故焦點應在光斑之前，因此f一定小于12cm．
（2）凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小，所以將蠟燭遠離凸透鏡，燭焰的像將落在光屏的前方，要想在光屏上成清晰的像，應將光屏向靠近透鏡的方向移動，則光屏應向左移動．
（3）人眼是通過調節晶狀體的焦距來調節像距的，實驗中蠟燭相當于物體，光屏相當于視網膜，凸透鏡相當于晶狀體；
①視網膜與晶狀體之間的距離不變，所以不能通過調節光屏來得到清晰的像，不符合眼睛的成像原理，故AB錯誤；
②像成在光屏的前方說明焦距較小，為了能得到清晰的像應換用焦距更大的凸透鏡，D錯誤，C正確．
故答案為：（1）小于；（2）前；（3）C．

點評 本題主要考查了測量焦距的方法和凸透鏡的成像規律，凸透鏡成實像時如果物距變小，那么像距變大，像的大小也變大，同時還要能夠理解焦距的大小對光線的作用．