Question

【題目】某同學(xué)利用如圖裝置來(lái)研究凸透鏡成像規(guī)律：

（1）實(shí)驗(yàn)前，首先在光具座上正確放置蠟燭、凸透鏡和光屏，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏的中在________________．

（2）如圖所示，當(dāng)凸透鏡位于光具座上A處時(shí)，恰好在光屏上成清晰的像，則成的是___ （選填“正立”或“倒立”）的像．蠟燭燃燒一段時(shí)間后，燭焰的像將位于光屏中心的_____方．

（3）若將凸透鏡上半部分用不透明物體遮住（圖中未畫(huà)出），則下列說(shuō)法正確的是____．

A．像也只剩一半 B．不可能成像

C．仍能成像，只是變暗一些 D．仍能成像，只是像上有暗斑

（4）在保持（2）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標(biāo)出），光屏上再次成清晰的像，成的是______（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的像．

（5）在上述探究活動(dòng)中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L(zhǎng)0，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L(zhǎng)，如圖所示，則該透鏡焦距f______（選填“＞”、“＜”或“=”）L，透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離s=________（用L0、L表示）．

Answer 1

【答案】同一高度 倒立 上 C 縮小 < L0-2L

【解析】

（1）做實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保證燭焰的焰心，凸透鏡的光心，光屏的中心三者位于同一高度；（2）當(dāng)物距小于像距成實(shí)像時(shí)，應(yīng)成倒立放大的實(shí)像；根據(jù)通過(guò)光心的光線方向不改變，確定光屏的移動(dòng)方向；（3）當(dāng)遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經(jīng)凸透鏡折射會(huì)聚成像；

（4）當(dāng)物距大于像距成實(shí)像時(shí)，應(yīng)該成倒立縮小實(shí)像；（5）對(duì)比（2）（4）成像條件，結(jié)合燭焰和光屏之間距離不變，分析解答

(1)研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，為使像成在光屏中央，應(yīng)調(diào)使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏的中心在在同一高度；(2)如圖1所示，當(dāng)凸透鏡位于光具座上A處時(shí)，恰好在光屏上成清晰的像，由圖可知此時(shí)物距小于像距，即物距在一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立放大實(shí)像；蠟燭燃燒一段時(shí)間后，由于通過(guò)光心的光線方向不改變，則燭焰的像將向上移動(dòng)；(3)遮住凸透鏡的一半，物體上任一點(diǎn)射向凸透鏡的另一半，經(jīng)凸透鏡折射后，照樣能會(huì)聚成像，像的大小不發(fā)生變化，折射光線減少，會(huì)聚成的像變暗，故C正確；(4)在保持(2)中蠟燭和光屏位置不變的情況下,將凸透鏡向右移到B處(圖中未標(biāo)出)，相當(dāng)于增大物距，減小像距，當(dāng)光屏上再次成清晰的像時(shí)，此時(shí)應(yīng)該物距大于二倍焦距，則所成像應(yīng)該為倒立縮小的實(shí)像；(5)在上述探究活動(dòng)中,若已知蠟燭與光屏間的距離為L0,與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L,成倒立放大實(shí)像條件是f<U<2f,如圖2所示,則該透鏡焦距f<L;當(dāng)凸透鏡移至B位置時(shí),因?yàn)樵诠鈱紊铣霈F(xiàn)清晰的像,根據(jù)光的可逆性原理,可以假設(shè)蠟燭在光屛位置時(shí),像應(yīng)成在原蠟燭位置,因此,光屏到透鏡位置B的距離應(yīng)為L,故透鏡先后兩次所在位置A. B之間的距離s＝L02L.