Question

【題目】陳老師上課時拿個水晶球，讓同學們透過它看遠處倒立的建筑物的像（如圖 1 所示），引起同學對凸透鏡的成像的興趣。為此老師讓大家一起探究“凸透鏡成像的規(guī)律”給同學們準備了凸透鏡、凹透鏡、光具座、蠟燭、光屏各一個，火柴盒。

（1）江小濤在挑選透鏡時，把兩個透鏡甲、乙分別正對太陽光，在光屏上出現(xiàn)了如圖 2（甲）所示的光斑，你認為他應該選擇_____（選填“甲”、“乙”）透鏡來進行實驗。

（2）江小濤在實驗中發(fā)現(xiàn)光屏上成的蠟燭的像偏上（如圖丙所示）是因為忽略了實驗中的一個操作步驟，這一步應是_____。

（3）如圖 3 所示是江小濤通過實驗得到的凸透鏡的像距 v 和物距 u 關(guān)系的圖象。由圖象可知凸透鏡的焦距是_____cm。

（4）當燭焰距凸透鏡 35cm 時，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰、倒立、_____的實像，生活中利用這一原理制成的光學儀器是_____（填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡” ）。要使燭焰在光屏上所成的像變大，應保持透鏡的位置不動，調(diào)節(jié)蠟燭的位置，同時將光屏_____（填“靠近”或“遠離”）透鏡，直至得到清晰的像。

（5）實驗中他不小心用紙把透鏡下半部分遮住了，則他看到的光屏上所成的像的亮度將_____（選填“變亮”、“變暗”或“不變”）。

（6）實驗時，蠟燭由于燃燒而變短了一點，此時，像會成在光屏的_____半部分（選填“上” 或“下”），如果想讓像成在光屏中央，應將透鏡向_____移動（選填“上”或“下”）．

（7）當物距為 6cm 時，光屏上接收不到像，江小濤應該在透鏡的_____側(cè)觀察，看到的像在透鏡的_____側(cè)．（選填“左”或“右”）

（8）某實驗小組將裝置中的蠟燭換成如下圖的發(fā)光 LED 燈 F，在不改變位置的情況下，LED燈 F 代替蠟燭的優(yōu)點是_____；則光屏上所成像為下圖中的_____

（9）如圖所示，凸透鏡豎直放置，凸透鏡焦距 f，現(xiàn)有一點光源 S 在凸透鏡左側(cè)以凸透鏡兩倍焦距處為圓心，在經(jīng)過主光軸的豎直平面內(nèi)做順時針圓周運動，直徑為 D，且 f＜D＜ 2f，則在下列關(guān)于點光源所成的像的運動軌跡的各圖中，正確的是_____ 。

A． B． C． D．

Answer 1

【答案】乙 使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度上 10 縮小 照相機 遠離 變暗 上 下 右 左 成像穩(wěn)定且便于比較物像的正倒左右關(guān)系 B B

【解析】

(1)[1]圖甲光斑的中間比較暗，圖乙中間出現(xiàn)亮斑，所以甲對光線具有發(fā)散作用，是凹透鏡，乙對光線具有會聚作用，是凸透鏡，所以要選擇乙透鏡進行實驗；

(2)[2]燭焰在光屏上的像偏高，因為燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心沒有在同一高度，為使像能成在光屏的中心，應調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度；

(3)[3]由圖可知，當物距為20cm時，像距也為20cm，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，物距等于2倍焦距時，成倒立等大的實像，此時像距與物距相等。所以

2f=20cm，

f=10cm；

(4)[4][5]燭焰距凸透鏡35cm時，物距大于2f，此時成倒立縮小的實像，日常生活中利用這一原理制成的光學儀器是照相機；

[6]要使燭焰在光屏上所成的像變大，則應減小物距，增大像距，將光屏遠離透鏡，直至得到清晰的像；

(5)[7]用不透明的紙板擋住透鏡下半部分，凸透鏡的其它部分仍然能夠會聚光線而成像，所成像的形狀不變（即是完整的），只是像比原來暗一些；

(6)[8][9]蠟燭燃燒變短，所以像成在了光屏的上方，為了使像仍在成在光屏中央，可以將透鏡向下移動或?qū)⒐馄料蛏弦苿樱?/span>

(7)[10][11]當物距為6cm，此時物體處于一倍焦距之內(nèi)時，成的是一個正立、放大的虛像，而且物像在同一側(cè)，因此要想看到這個像，應從凸透鏡的右側(cè)（在光屏一側(cè)）透過凸透鏡去觀察，看到的像在透鏡的左側(cè)；

(8)[12]蠟燭換成LED燈的優(yōu)點：實驗現(xiàn)象更明顯、便于觀察物像的正倒左右關(guān)系、減少了污染等；

[13]由圖可知：物距大于像距，成的是縮小、倒立的實像，故選B；

(9)[14]將點光源S運動的軌跡看成一個物體，在物體上找出四個點：ABCD，AC在2倍焦距處，像距等于2倍焦距，對應的像為A′C′，B點在一倍焦距和二倍焦距之間，像點B′在二倍焦距以外，D點在2倍焦距以外，像點 D′在一倍焦距和二倍焦距之間，連接四個像點，如圖所示：

可以發(fā)現(xiàn)，四個點正好圍成不規(guī)則圓，且轉(zhuǎn)動方向為逆時針，所以像點運動圖象是選項B的形狀，故選B。