Question

9．小明利用光具座、凸透鏡、蠟燭、火柴、光屏，做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗．

（1）一束平行光線經(jīng)過凸透鏡折射后的傳播方向如圖甲所示，由圖可知，此透鏡的焦距為15cm；
（2）用該凸透鏡做實驗．如圖乙光具座上有A、B、C三個滑塊用于放置凸透鏡、光屏或蠟燭，其中在B上應放置：凸透鏡；
（3）當燭焰距凸透鏡40cm時，移動光屏，可在光屏上得到一個清晰的倒立、縮小的實像（分別填寫“倒立或正立”、“縮小或放大”、“實像或虛像”）．照相機就是利用這一成像規(guī)律工作的（填光學儀器）；
（4）實驗中發(fā)現(xiàn)光屏上成像如圖丙，請你分析造成這種現(xiàn)象的原因并提出解決方法：
（5）接著小明用不透光的紙板遮擋住凸透鏡的上半邊，然后前后移動光屏，他能（填“能”或“不能”）在光屏上看到完整的像；
（6）在研究凸透鏡成像的實驗中，保持圖丁中凸透鏡的位置，那么a、b、c、d、e各點中e點是成實像和虛像的分界點．
（7）小明同學要挑選一塊焦距小于6cm的凸透鏡．他用實驗對甲、乙、丙三塊凸透鏡進行測量，保持燭焰與凸透鏡的距離為12cm不變，實驗結(jié)果記錄于表格中．則可判斷，乙凸透鏡是小剛所需要的．（選填“甲”、“乙”或“丙”）

凸透鏡	像的性質(zhì)
甲	倒立	放大	實像
乙	倒立	縮小	實像
丙	正立	放大	虛像

Answer 1

分析 （1）根據(jù)焦距的定義：平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線會聚在焦點上，焦點到透鏡光心的距離為焦距．
（2）圖乙光具座上有A、B、C三個滑塊用于放置凸透鏡、光屏或蠟燭，其中在B上應放置．
（3）當物距大于二倍焦距時所成的像是縮小倒立的實像，照相機這一光學器件正是應用了這點．
（4）要知道凸透鏡成倒立的實像，要理解實像的含義，即像與物體的左右和上下都相反．
（5）物體有無數(shù)點組成，物體上任一點射向凸透鏡有無數(shù)條光線，經(jīng)凸透鏡折射后，有無數(shù)條折射光線會聚成該點的像．
當遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經(jīng)凸透鏡折射會聚成像．
（6）掌握實像和虛像的分界點即1倍焦距處；掌握放大和縮小實像的分界點即2倍焦距處．
（7）凸透鏡成像的三種情況分析：①U＞2f時，凸透鏡成倒立縮小的實像，2f＞V＞f．②2f＞U＞f時，凸透鏡成倒立放大的實像，V＞2f．③U＜f時，凸透鏡成正立放大的虛像．

解答 解：（1）由圖可知：焦點到透鏡光心的距離等于焦距，所以f=15cm．
（2）光具座上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，所以中間B位置一定放置凸透鏡．
（3）當燭焰距凸透鏡40cm時，即u＞2f，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成縮小倒立的實像，照相機就是利用其原理制成的．
（4）燭焰在光屏上的像偏高，因為凸透鏡成倒立的實像，所以是因為燭焰相對于凸透鏡靠下，因此為使像能成在光屏的中央，可以向上移動燭焰或向下移動凸透鏡，或向上移動光屏．
（5）遮住凸透鏡的上半部，物體上任一點射向凸透鏡的下半部，經(jīng)凸透鏡折射后，照樣能會聚成像，像的大小不發(fā)生變化，折射光線減少，會聚成的像變暗．
（6）1倍焦距處即焦點e是成實像和虛像的分界點．
（7）已知燭焰與凸透鏡之間的距離為12cm，即U=12cm，由甲透鏡的成像性質(zhì)可得2f＞U=12cm＞f，則f的取值范圍是12cm＞f＞6cm，
由乙透鏡的成像性質(zhì)可得U=12cm＞2f時，則f的取值范圍是f＜6cm，符合小明同學要挑選一個焦距小于6cm的凸透鏡的要求．
由丙透鏡的成像性質(zhì)可得U=12cm＜f時，則f的取值范圍大于12cm，很明顯，f更大于6cm了，由此可知只有乙凸透鏡是小明同學需要的．
故答案為：（1）15；（2）凸透鏡；（3）倒立；縮��；實；照相機；（4）因為燭焰相對于凸透鏡靠下，解決方法是：可以向上移動燭焰或向下移動凸透鏡或向上移動光屏；（5）能；（6）e；（7）乙．

點評 （1）此題主要是考查凸透鏡的成像規(guī)律和在生活中光學器件的應用．凸透鏡成實像時，無論遮住凸透鏡的上部、下部、中間，都不能改變像的大小，但是像變暗，凸透鏡遮住的越多，像越暗．
（2）考查學生根據(jù)成像性質(zhì)判定凸透鏡焦距的能力．在分析時要注意成像的特點與物距的關(guān)系，通過比較與焦距的關(guān)系，得出結(jié)論．