Question

【題目】在某次探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中：

（1）小明想知道實驗中某塊透鏡的焦距做了實驗甲,鏡面垂直于陽光,在透鏡下面放上白紙(紙、鏡平行)，測出透鏡與白紙間距s/cm與對應(yīng)的白紙被烤焦的時間t/min，繪出圖象乙，可判斷該透鏡的焦距f為_____cm.

（2）實驗前要調(diào)整燭焰的焰心、凸透鏡和光屏的中心，使它們位于_____.如果實驗中固定好透鏡和蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論如何移動光屏，光屏上只有一個與透鏡大小幾乎相同的光斑，其原因可能是_____.

（3）實驗過程中，燃燒的蠟燭在不斷縮短，導(dǎo)致光屏上的像向_____（填“上”或“下”）移動；為了使?fàn)T焰的像能成在光屏中央，在不更換實驗器材的情況下，請寫出一種可行的方法：_____。

（4）如圖丙,當(dāng)把一塊焦距為15cm的凸透鏡固定在50cm刻度線位置,蠟燭固定在15cm刻度線位置時,光屏應(yīng)在_____(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)區(qū)域內(nèi)左右移動,才能在光屏上得到清晰的_____(填“倒立”或“正立”)實像。

（5）小明在實驗中將蠟燭從略大于一倍焦距處逐漸遠離凸透鏡,該過程中像的大小將_____（填“變大”、“變小”或“等大”），物距u隨時間t的變化圖象如圖所示，則像距v與t的大致變化關(guān)系為圖中的（_______）

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】12 凸透鏡的主光軸上 蠟燭在焦點處 上 光屏上移 Ⅱ 倒立 變小 C

【解析】

(1)[1]如圖乙，透鏡與白紙間距為12cm時，白紙被烤焦的時間最短，說明太陽光經(jīng)過凸透鏡會聚后的光點最小，能量最集中，所以這個點就是凸透鏡的焦點，測出透鏡與白紙的間距，即焦距為12cm。

(2)[2]為了使像成光屏的中心，在實驗前要調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏，使它們的中心大致在同一高度，即在凸透鏡的主光軸上；

[3]固定好透鏡和蠟燭后，無論如何移動光屏，光屏只有一個與透鏡大小幾乎相同的光斑，說明入射光經(jīng)凸透鏡的折射后光平行主光軸射出，由此特點可知蠟燭位于焦點處；

(3)[4]成像時，燭焰、凸透鏡和光屏的中心在一條直線上，實驗時燃燒的蠟燭在不斷縮短，即變低了，則會導(dǎo)致光屏上的像向上移動；

[5]為了使?fàn)T焰的像能成在光屏中央，依據(jù)上面的成像特點，可以將蠟燭升高、凸透鏡降低、或光屏上移；

(4)[6][7]由題意知，物距為50cm-15cm=35cm，凸透鏡焦距為15cm，則物距大于2倍焦距，則此時成倒立縮小的實像，像在1倍和2倍焦距之間，所以光屏應(yīng)在Ⅱ區(qū)域內(nèi)左右移動,才能在光屏上得到清晰的倒立實像。

(5)[8][9]當(dāng)物距大于焦距時凸透鏡成實像，且物距越小，即物距越接近焦距時，像距越大，遠大于二倍焦距，像也越大，反之將蠟燭從略大于一倍焦距處逐漸遠離凸透鏡時，像距由大變小，像也變小，但像距只會接近一倍焦距，理論上不會等于焦距，故像距v與t的大致變化關(guān)系為C圖。