Question

5．在學(xué)完凸透鏡成像規(guī)律后，小明選擇了一塊焦距未知的凸透鏡，對凸透鏡成像特點(diǎn)作了進(jìn)一步探究．

（1）為了測量凸透鏡焦距，他讓一束平行光正對射向該透鏡，須調(diào)節(jié)光屏位置直到在屏上得一個最小、最亮的光斑．圖1是調(diào)節(jié)完成的狀態(tài)，該透鏡焦距f=10cm；
（2）為了使像成在光屏的中央，通過調(diào)整，使?fàn)T焰、透鏡、光屏的中心在同一高度上．
（3）實(shí)驗(yàn)中，還沒有把像調(diào)到最清晰就開始讀數(shù)，這樣操作會影響物距（填“物距”或“像距”）的測定．
（4）小明裝好實(shí)驗(yàn)裝置．將蠟燭和凸透鏡固定，他發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動光屏都不能在光屏上成清晰的像．由此，他猜想造成上述現(xiàn)象的原因是U＜f或U=f；
（5）小鷺把該凸透鏡放在郵票正上方5cm、7cm、9cm處，均可觀察到與圖2所示性質(zhì)相同的像，由此可得：當(dāng)物距小于 焦距時，成正立放大的虛像．
（6）小華多次實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光屏上呈現(xiàn)蠟燭清晰的像時，將蠟燭和光屏位置對調(diào)，仍能（填“仍能”“不能”）在光屏上接收到清晰的像．出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：光發(fā)生折射時，光路具有可逆性．
（7）隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，蠟燭由于燃燒逐漸變短，光屏上的像逐漸向上移動．為使像仍然完整地成在光屏的中央，應(yīng)該將凸透鏡向下移動．實(shí)驗(yàn)中小明輕輕向左吹蠟燭的火焰，發(fā)現(xiàn)光屏上的像向右（填“左”或“右”）偏斜．
（8）當(dāng)光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像時，如果用遮光板擋住透鏡的上半部分，我們觀察光屏?xí)r，將會在光屏看到C
A．燭焰像的下半部分                   B．燭焰像的上半部分
C．燭焰完整的像，像的亮度變暗          D．燭焰完整的像，像的亮度不變
（9）如圖3所示，在凸透鏡前放置一個“近視眼睛”的鏡片，調(diào)節(jié)光屏的位置，使?fàn)T焰在光屏上成一個清晰的像．現(xiàn)取下“近視眼睛”的鏡片，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，為使光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)將光屏適當(dāng)靠近（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）凸透鏡．

Answer 1

分析 （1）平行于主光軸的光會聚于主光軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距．
（2）為了使像成在光屏的中央，通過調(diào)整，使?fàn)T焰、透鏡、光屏的中心在同一高度．
（3）實(shí)驗(yàn)中，還沒有把像調(diào)到最清晰就開始讀數(shù)，這樣操作會影響焦距的測定；
（4）在光屏上得不到清晰像的可能有多種：物體是否成像；若成像，是否成的是實(shí)像；即使成的是實(shí)像，三者的中心是否在同一高度．從以上幾個方面考慮去解決此題．
（5）掌握凸透鏡成像的規(guī)律，知道當(dāng)物距小于1倍焦距時成正立放大的虛像．
（6）在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的；
（7）理解倒立實(shí)像的特點(diǎn)，像和物體的移動方向恰好相反；
（8）凸透鏡成像屬于光的折射現(xiàn)象，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實(shí)像；如果凸透鏡的口徑大，透過的光多，像就亮；口徑小，透過的光少，像就暗．
（9）近視眼鏡是凹透鏡，對光有發(fā)散作用；遠(yuǎn)視鏡是凸透鏡，對光有會聚作用．

解答 解：（1）一束平行于凸透鏡主光軸的光線通過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，最小、最亮的光斑就是焦點(diǎn)．由圖可知，焦距為：10.00cm；
（2）為了使像成在光屏的中央，通過調(diào)整，使?fàn)T焰、透鏡、光屏的中心在同一高度；
（3）實(shí)驗(yàn)中，還沒有把像調(diào)到最清晰就開始讀數(shù)，這樣操作會影響焦距的測定，從而影響物距的測定；
（4）實(shí)驗(yàn)時凸透鏡與光屏的高度已調(diào)好，因此無論怎樣移動光屏都得不到清晰的像的原因是U＜f或U=f；
（5）5cm、7cm、9cm處，都小于凸透鏡的焦距，由圖知，成的都是正立放大的虛像，可知當(dāng)物距小于1倍焦距時，凸透鏡成正立放大的虛像．
（6）當(dāng)光屏上呈現(xiàn)蠟燭清晰的像時，將蠟燭和光屏位置對調(diào)仍能在光屏上接收到清晰的像．出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：光發(fā)生折射時，光路具有可逆性．
（7）凸透鏡成倒立的實(shí)像，蠟燭由于燃燒逐漸變短，相對于凸透鏡向下移動，所以像逐漸向上移動；
倒立實(shí)像的特點(diǎn)，像和物體的移動方向恰好相反，小明輕輕向左吹蠟燭的火焰，發(fā)現(xiàn)光屏上的像向右偏斜；
（8）凸透鏡成實(shí)像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當(dāng)將透鏡的下半部分擋住后，整個物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過上半部分凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同顯示像的全部；由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了一半，故像會變暗．故選C；
（9）近視鏡是凹透鏡，對光線有發(fā)散作用，所以如果取下“近視眼鏡”的鏡片，相當(dāng)于將原來的光線會聚一些，成的像會靠近凸透鏡．
故答案為：（1）最小、最亮；10（2）高度；（3）物距；（4）U＜f或U=f；（5）小于；（6）仍能；可逆；（7）下；右；（8）C；（9）靠近．

點(diǎn)評 此題主要考查的是學(xué)生對實(shí)驗(yàn)器材的放置以及對凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用理解和掌握，同時考查了對倒立實(shí)像的理解．