Question

13．我校初二年級的同學們在進行探究凸透鏡成像的實驗，如圖

（1）某同學讓凸透鏡正對著太陽，得到圖甲所示的光路圖，由圖甲可知，該凸透鏡的焦距為10.0cm．
（2）該同學用甲圖的凸透鏡進行探究凸透鏡成像的實驗：
①為了使燭焰的像能成在光屏的中央，要調整三者的位置，使它們的中心在同一高度；
②當蠟燭距凸透鏡的位置如乙圖所示時，移動光屏，可以在光屏上得到一個清晰的倒立、放大（選填“放大”或“縮小”）的實像，成像情況與此類似的是投影儀（填照相機、投影儀或放大鏡）；
③將蠟燭移到距凸透鏡5cm處，無論怎樣調節光屏，光屏上始終接收不到清晰的像，這時應從乙圖所示中的右側透過凸透鏡直接觀察（選填“左”或“右”）．
（3）若想使光屏上燭焰的像變得再大一些，在不改變凸透鏡位置的情況下，應將蠟燭向靠近透鏡（選填“靠近透鏡”或“遠離透鏡”）的方向移動，同時適當調整光屏的位置．
（4）實驗中，有個同學不小心用白紙遮掉凸透鏡的上半部分時，光屏上成像的情況是C
A．只出現燭焰的上半部分的像         B．只出現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
（5）在本次實驗中，一位同學首先使發光點S、凸透鏡L和光屏P的中心處于同一高度；當他把發光點S移到如圖所示位置時（圖中MN為光具座的標尺，即刻度尺）；發現發光點發出的光經凸透鏡折射后成為平行光；他再用一燭焰S′，在圖示位置上取代發光點S 這時，如要使燭焰S′，在光屏P上成清晰的像，以下幾種操作中 不能達到目的是C

A．在圖示位置時，保持透鏡L和光屏P不動，只將燭焰S′向左移適當距離
B．在圖示位置時，保持燭焰S′和光屏P不動，只將透鏡L向右移適當距離
C．在圖示位置時，保持透鏡L不動，將燭焰S′向左移適當距離；再將光屏P向右移適當距離
D．在圖示位置時，保持透鏡L不動，將燭焰S′向左移適當距離，再將光屏P向左移適當距離．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發散作用；題目中的操作方法是一種測量凸透鏡焦距的方法：平行光聚焦法，亮點為焦點，焦點到光心的距離為就焦距．由此可以確定其焦距是多少．
（2）①為使所成像能在光屏的中心，必須使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上．
②已知凸透鏡的焦距和燭焰到凸透鏡的距離，可以判定成像的性質；具體的應用根據成像特點確定．
③物體在焦點以內時，不能成實像，只能成正立、放大的虛像，此時像物同側．（1）測量凸透鏡焦距的方法：平行光聚焦法，亮點為焦點，焦點到光心的距離為就焦距．由此可以確定其焦距是多少．
（3）凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像增大．
（4）當將凸透鏡的一部分遮住后，由于其它部分仍能會聚光線，所以仍能成完整的像，只是像比原來變暗；
（5）根據從焦點發出的光經凸透鏡折射后將變為平行光，可確定點S即為焦點．
因為是在光屏P上成清晰的像，所以根據凸透鏡成像規律可知，當物距大于焦距時，可得到實像．然后對各個選項逐一分析即可．

解答 解：（1）凸透鏡對光線有會聚作用；可把平行光線會聚到凸透鏡的焦點，焦距指的是焦點到光心的距離．由此可知該凸透鏡的焦距為30.0cm-20.0cm=10.0cm；
（2）①為使所成像能在光屏的中心，必須使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上；
②因為物距u=65.0cm-50.0cm=15.0cm，即f＜u＜2f，所以物體通過凸透鏡成倒立、放大的實像；成倒立、放大、實像這一特點的應用是投影儀；
③當物距u=5cm＜f時，物體通過凸透鏡成放大的虛像，并且虛像和物體在同一側．所以應從右側透過凸透鏡直接觀察．
（3）凸透鏡成實像時，若想使光屏上燭焰的像變得再大一些，蠟燭應靠近凸透鏡（物距減小），同時將光屏向遠離透鏡（像距增大）；
（4）如果用紙將凸透鏡的上半部遮掉，凸透鏡的下半部分仍能夠將燭焰發出的光會聚到像點，成燭焰完整的像，上半部分擋住，折射的光線比原來減少，所以像會變暗，故選C；
（5）由“發光點S移到圖示位置時，發光點發出的光經凸透鏡折射后成為平行光”，根據從焦點發出的光經凸透鏡折射后將變為平行光，可知S即為焦點．
因為是在光屏P上成清晰的像，即要得到的是實像，則
A、在圖示位置時，保持透鏡L不動，將燭焰S′向左移適當距離，即增大物距，則物距大于焦距，再將光屏P向左移適當距離，即可得到實像，故本選項不符合題意．
B、在圖示位置時，保持透鏡L和光屏P不動，只將燭焰S′向左移適當距離，故可以將S'移至兩倍焦距以外（從光具座可得知光屏在一倍至兩倍焦距之間），即可在光屏上成倒立縮小的實像，故本選項不符合題意．
C、在圖示位置時，保持燭焰S′和光屏P不動，只將透鏡L向右移適當距離，即增大物距，則物距大于焦距，即可得到倒立放大的實像，此時像距應在2倍焦距以外，所以應將光屏P向右移適當距離，故本選項符合題意；
D、在圖示位置時，保持透鏡L不動，將燭焰S′向左移適當距離，則物距大于焦距，即可得到倒立放大的實像，此時像距應在2倍焦距以外，所以應將光屏P向右移適當距離，故本選項不符合題意．
故選C．
故答案為：（1）10.0；（2）①同一高度上；②放大；投影儀；③右；（3）靠近透鏡（4）C；（5）C．

點評 此題考查粗測凸透鏡焦距的方法和凸透鏡成像規律及其應用，熟練掌握凸透鏡成像規律是解答此題的關鍵．