Question

12．如圖所示，在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，凸透鏡在光具座上的位置保持不變，凸透鏡的焦距為10cm．

（1）小華實驗中發現，隨著蠟燭的燃燒，光屏上依然得到燭焰清晰的像，但光屏上像的位置卻偏高，為了使像仍成在光屏的中央，則應向下調節凸透鏡．
（2）小華調整后，如圖1，燭焰恰好在光屏上成清晰的像，投影儀就是利用此成像原理制成的（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）．若固定凸透鏡的位置不動，將蠟燭向左移動少許，則應將光屏向左（選填“左”或“右”）移動才能再次在光屏上成清晰的像，此時像的大小比剛才的要小些．
（3）透鏡位置不變，小明將蠟燭移到標尺45cm處，此時應站在透鏡右（選填“左”或“右”）一側觀察蠟燭的像，當觀察到像時有（選填“有”或“沒有）光進入人眼．
（4）小明又將蠟燭放在10cm刻度線處，調整光屏使光屏上成清晰的像，然后拿來一只眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，且靠近凸透鏡．結果光屏上原來清晰的像變模糊了，他只將光屏向遠離凸透鏡的方向移動了適當距離時，又觀察到清晰的像，由此分析，還可以只將蠟燭向遠離（選填“遠離”或“靠近”）凸透鏡的方向移動適當距離也能觀察到清晰的像，顯然這是近視（選填“近視”或“遠視”）眼鏡．
（5）為了粗測凸透鏡的焦距，小明在上午第二節課后（9：30左右），將凸透鏡與水平地面平行放置，調節凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現一個最小的亮點，小明認為此點就是凸透鏡焦點的位置．旁邊的同學卻告訴他，這個亮點不是凸透鏡的焦點位置，其理由是太陽光與透鏡的主光軸不平行．
（6）小芳用9個紅色的發光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，又用同樣的白色方格板做成光屏，實驗使用的凸透鏡焦距為10cm，實驗裝置如圖2所示．同學們對小芳使用的實驗裝置進行如下評價，其中錯誤的是D
A．與燭焰相比，實驗使用的光源不會晃動，光屏上所成的像比較穩定
B．光源鑲嵌在白色方格板上，用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小
C．零刻度線刻在光具座標尺的中央，可直接測出物距和像距
D．若凸透鏡的焦距未知，則利用此實驗裝置不能測量凸透鏡的焦距
（7）光源“F”放在15cm處，其大小如圖3（A）所示，凸透鏡固定在光具座零刻度線上．如果用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則光屏上所成的像D．

Answer 1

分析 （1）若像偏高，則應將燭焰相對于凸透鏡向上運動，根據此判斷凸透鏡的移動方向；
（2）根據像距與物距的關系，確定成像的特點；
根據物近像遠像變大的特點判斷光屏的移動方向和像的大小變化；
（3）能夠看到像，是因為看到光線進入人眼；
當物距小于焦距時，凸透鏡成正立放大的虛像，像和物體在凸透鏡的同側；
（4）近視眼鏡是凹透鏡，當近視眼鏡靠近凸透鏡時，會聚能力減弱，使像呈在光屏的后方；近視眼的晶狀體變厚，會聚能力增強，像距減小，像呈在視網膜的前方；戴近視眼鏡使光線發散一些，使像距增大，使像呈在視網膜上；
（5）平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可；
（6）在凸透鏡成像實驗中，燭焰的形狀會受風的影響，并且燭焰和像的大小關系不容易確定；
實驗中用發光二極管做光源，這樣成的像比較穩定，并便于比較像與物體的大��；
像和物到凸透鏡的距離分別為像距和物距，若將凸透鏡放在0刻線處，可以從光具座直接讀出像距和物距的大小；
測量焦距的方法：根據焦距的定義，讓平行光照射凸透鏡，會聚到焦點，由焦點到凸透鏡的距離就是焦距；
根據物距等于2f時成等大的實像，當實像和物相等時，此時像距、物距都等于2倍焦距．
（7）凸透鏡成像時，像與物上下、左右均倒（是互換的），f＜u＜2f時，成倒立放大的實像．

解答 解：（1）光屏上像的位置偏高，為了使像仍成在光屏的中央，應將燭焰相對于凸透鏡向上運動，即向下調節凸透鏡；
（2）由圖知，像距大于物距，此時成倒立放大的實像，投影儀是根據這個原理制成的；
將蠟燭向左移動少許，物距變大，像和像距都會變小，所以應將光屏向左移動才能再次在光屏上成清晰的像，此時像的大小比剛才的要小；
（3）將蠟燭移到標尺45cm處，物距小于焦距，此時像和蠟燭在凸透鏡的同側，此時應站在透鏡右側觀察蠟燭的像，當觀察到蠟燭的像時，有光線進入人眼；
（4）只將光屏向遠離凸透鏡的方向移動適當距離時，又在光屏上觀察到蠟燭清晰的像，說明物距不變，像距增大了，也就是眼鏡對光線有發散作用，因此這只眼鏡是凹透鏡，即近視鏡，要使像變清晰還可以將蠟燭遠離凸透鏡．
（5）太陽光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對著太陽光，太陽光經凸透鏡后將會聚在焦點．所以把光屏置于另一側，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現一個最小、最亮的光斑，這個光斑便為焦點．測出光斑到凸透鏡的距離，便是焦距．將凸透鏡與水平地面平行放置，此時太陽光與透鏡的主光軸不平行，所以這個亮點不是凸透鏡的焦點位置．
（6）A、發光二極管作為光源與燭焰相比，像更穩定，所以A正確，不符合題意；
B、用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小，B說法正確，不符合題意；
C、零刻度線刻在光具座標尺的中央，這樣可以直接從光具座讀出測出物距和像距，C說法正確，不符合題意；
D、若凸透鏡的焦距未知，可調節物距及像距，當成等大的實像時，物距便等于2倍焦距，這樣可以測出凸透鏡的焦距，所以D說法錯誤，符合題意．
故選D．
（7）用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，只能影響像的亮暗，不影響像的性質，光源“F”放在15cm處，物距處于一倍和二倍焦距之間，成倒立放大的實像，與原物體相比，上下顛倒、左右相反，故選D．
故答案為：（1）下；（2）投影儀；左；��；（3）右；有；（4）遠離；近視；（5）太陽光與透鏡的主光軸不平行；（6）D；（7）D．

點評 本題是探究凸透鏡成像規律的實驗，不僅要熟練掌握規律內容，而且要掌握器材的調節及有關問題的解決．