Question

15．在利用光具座進(jìn)行凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)探究中：

（1）如圖1甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑．由圖可知，該凸透鏡的焦距是11.0cm
（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都不能在光屏上得到像，請(qǐng)你指出其中兩條可能的原因：①物距小于焦距（或燭焰在焦點(diǎn)上）；②燭焰、凸透鏡、光屏三者中心不在同一高度．
（3）調(diào)整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)（如圖1乙），在凸透鏡另一側(cè)前后移動(dòng)光屏，會(huì)在光屏上得到一個(gè)倒立、放大（放大/縮小/等大）的實(shí)像；投影儀（填光學(xué)儀器）就是利用這一成像規(guī)律工作的．如果將蠟燭在乙圖的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向靠近（靠近/遠(yuǎn)離）透鏡的方向移動(dòng)．
（4）小宇作完實(shí)驗(yàn)后，又想用手表代替蠟燭，看在光屏上能成什么樣的像．于是他在透明的玻璃板上用黑色筆畫(huà)了個(gè)手表盤(pán)，如圖2（甲）所示．把這個(gè)玻璃板放在蠟燭的位置上，并用平行光源對(duì)著玻璃板上的表盤(pán)照射，如圖2（乙）所示．移動(dòng)光屏直到成清晰像為止，此時(shí)表盤(pán)在光屏上所成的像是圖2（丙）中的哪一個(gè)D．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)甲圖所示的現(xiàn)象，結(jié)合凸透鏡焦點(diǎn)的定義即可確定該凸透鏡的焦距；
（2）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，若光屏上沒(méi)有像，可能是因?yàn)椋何锞嘈∮诮咕啵�成了虛像，不能成在光屏上；光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無(wú)法成在光屏上；物體在焦點(diǎn)上，不能成像；
（3）根據(jù)物距與焦距的關(guān)系判斷成象的性質(zhì)，根據(jù)“物遠(yuǎn)（物距變大）像近（像距變小）像變小”作答；
（4）掌握凸透鏡成實(shí)像的特點(diǎn)，知道凸透鏡成倒立的實(shí)像，像與物體不僅上下顛倒，而且左右顛倒．

解答 解：
（1）平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)是焦點(diǎn)．焦點(diǎn)到光心的距離是焦距，根據(jù)圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距是41.0厘米-30.0厘米=11.0厘米．
（2）無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，凸透鏡成虛像，不能成在光屏上；也可能是燭焰、凸透鏡和光屏三者中心不在同一高度，像無(wú)法成在光屏上；或燭焰在焦點(diǎn)上，不能成像；
（3）把燭焰放在距凸透鏡16cm處，即物距為16cm，因焦距為11.0cm，f＜u＜2f，成倒立放大的實(shí)像，投影儀是利用這一成像規(guī)律工作的；
如果將蠟燭在乙圖的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，根據(jù)“物遠(yuǎn)（物距變大）像近（像距變�。┫褡冃　保�所以光屏應(yīng)向靠近光屏的方向移動(dòng)；
（4）凸透鏡成倒立的實(shí)像，像與物體是上下顛倒的，因凸透鏡是立體的，所以像不僅上下顛倒，而且左右也顛倒，甲上下顛倒后是C，再左右顛倒后是D．
故答案為：（1）11.0；
（2）物距小于焦距（或燭焰在焦點(diǎn)上）；燭焰、凸透鏡、光屏三者中心不在同一高度；
（3）放大；投影儀；靠近；
（4）D．

點(diǎn)評(píng) 本題進(jìn)行凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)探究，考查焦距的測(cè)量、不成像原因的分析、凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用等知識(shí)，難度中等．