Question

12．如圖所示，在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，凸透鏡在光具座上的位置保持不變，凸透鏡的焦距為10cm．

（1）小華實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著蠟燭的燃燒，光屏上依然得到燭焰清晰的像，但光屏上像的位置卻偏高，為了使像仍成在光屏的中央，則應(yīng)向下調(diào)節(jié)凸透鏡．
（2）小華調(diào)整后，如圖1，燭焰恰好在光屏上成清晰的像，投影儀就是利用此成像原理制成的（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機(jī)”）．若固定凸透鏡的位置不動(dòng)，將蠟燭向左移動(dòng)少許，則應(yīng)將光屏向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)才能再次在光屏上成清晰的像，此時(shí)像的大小比剛才的要小些．
（3）透鏡位置不變，小明將蠟燭移到標(biāo)尺45cm處，此時(shí)應(yīng)站在透鏡右（選填“左”或“右”）一側(cè)觀察蠟燭的像，當(dāng)觀察到像時(shí)有（選填“有”或“沒有）光進(jìn)入人眼．
（4）小明又將蠟燭放在10cm刻度線處，調(diào)整光屏使光屏上成清晰的像，然后拿來(lái)一只眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間，且靠近凸透鏡．結(jié)果光屏上原來(lái)清晰的像變模糊了，他只將光屏向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng)了適當(dāng)距離時(shí)，又觀察到清晰的像，由此分析，還可以只將蠟燭向遠(yuǎn)離（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）凸透鏡的方向移動(dòng)適當(dāng)距離也能觀察到清晰的像，顯然這是近視（選填“近視”或“遠(yuǎn)視”）眼鏡．
（5）為了粗測(cè)凸透鏡的焦距，小明在上午第二節(jié)課后（9：30左右），將凸透鏡與水平地面平行放置，調(diào)節(jié)凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現(xiàn)一個(gè)最小的亮點(diǎn)，小明認(rèn)為此點(diǎn)就是凸透鏡焦點(diǎn)的位置．旁邊的同學(xué)卻告訴他，這個(gè)亮點(diǎn)不是凸透鏡的焦點(diǎn)位置，其理由是太陽(yáng)光與透鏡的主光軸不平行．
（6）小芳用9個(gè)紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源，又用同樣的白色方格板做成光屏，實(shí)驗(yàn)使用的凸透鏡焦距為10cm，實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示．同學(xué)們對(duì)小芳使用的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行如下評(píng)價(jià)，其中錯(cuò)誤的是D
A．與燭焰相比，實(shí)驗(yàn)使用的光源不會(huì)晃動(dòng)，光屏上所成的像比較穩(wěn)定
B．光源鑲嵌在白色方格板上，用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小
C．零刻度線刻在光具座標(biāo)尺的中央，可直接測(cè)出物距和像距
D．若凸透鏡的焦距未知，則利用此實(shí)驗(yàn)裝置不能測(cè)量凸透鏡的焦距
（7）光源“F”放在15cm處，其大小如圖3（A）所示，凸透鏡固定在光具座零刻度線上．如果用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則光屏上所成的像D．

Answer 1

分析 （1）若像偏高，則應(yīng)將燭焰相對(duì)于凸透鏡向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)此判斷凸透鏡的移動(dòng)方向；
（2）根據(jù)像距與物距的關(guān)系，確定成像的特點(diǎn)；
根據(jù)物近像遠(yuǎn)像變大的特點(diǎn)判斷光屏的移動(dòng)方向和像的大小變化；
（3）能夠看到像，是因?yàn)榭吹焦饩�進(jìn)入人眼；
當(dāng)物距小于焦距時(shí)，凸透鏡成正立放大的虛像，像和物體在凸透鏡的同側(cè)；
（4）近視眼鏡是凹透鏡，當(dāng)近視眼鏡靠近凸透鏡時(shí)，會(huì)聚能力減弱，使像呈在光屏的后方；近視眼的晶狀體變厚，會(huì)聚能力增強(qiáng)，像距減小，像呈在視網(wǎng)膜的前方；戴近視眼鏡使光線發(fā)散一些，使像距增大，使像呈在視網(wǎng)膜上；
（5）平行于主光軸的光線會(huì)聚于一點(diǎn)，此點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn)．由焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測(cè)量薄透鏡的焦距時(shí)，可以測(cè)出從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離即可；
（6）在凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中，燭焰的形狀會(huì)受風(fēng)的影響，并且燭焰和像的大小關(guān)系不容易確定；
實(shí)驗(yàn)中用發(fā)光二極管做光源，這樣成的像比較穩(wěn)定，并便于比較像與物體的大�。�
像和物到凸透鏡的距離分別為像距和物距，若將凸透鏡放在0刻線處，可以從光具座直接讀出像距和物距的大��；
測(cè)量焦距的方法：根據(jù)焦距的定義，讓平行光照射凸透鏡，會(huì)聚到焦點(diǎn)，由焦點(diǎn)到凸透鏡的距離就是焦距；
根據(jù)物距等于2f時(shí)成等大的實(shí)像，當(dāng)實(shí)像和物相等時(shí)，此時(shí)像距、物距都等于2倍焦距．
（7）凸透鏡成像時(shí)，像與物上下、左右均倒（是互換的），f＜u＜2f時(shí)，成倒立放大的實(shí)像．

解答 解：（1）光屏上像的位置偏高，為了使像仍成在光屏的中央，應(yīng)將燭焰相對(duì)于凸透鏡向上運(yùn)動(dòng)，即向下調(diào)節(jié)凸透鏡；
（2）由圖知，像距大于物距，此時(shí)成倒立放大的實(shí)像，投影儀是根據(jù)這個(gè)原理制成的；
將蠟燭向左移動(dòng)少許，物距變大，像和像距都會(huì)變小，所以應(yīng)將光屏向左移動(dòng)才能再次在光屏上成清晰的像，此時(shí)像的大小比剛才的要��；
（3）將蠟燭移到標(biāo)尺45cm處，物距小于焦距，此時(shí)像和蠟燭在凸透鏡的同側(cè)，此時(shí)應(yīng)站在透鏡右側(cè)觀察蠟燭的像，當(dāng)觀察到蠟燭的像時(shí)，有光線進(jìn)入人眼；
（4）只將光屏向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng)適當(dāng)距離時(shí)，又在光屏上觀察到蠟燭清晰的像，說(shuō)明物距不變，像距增大了，也就是眼鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，因此這只眼鏡是凹透鏡，即近視鏡，要使像變清晰還可以將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡．
（5）太陽(yáng)光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，太陽(yáng)光經(jīng)凸透鏡后將會(huì)聚在焦點(diǎn)．所以把光屏置于另一側(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑，這個(gè)光斑便為焦點(diǎn)．測(cè)出光斑到凸透鏡的距離，便是焦距．將凸透鏡與水平地面平行放置，此時(shí)太陽(yáng)光與透鏡的主光軸不平行，所以這個(gè)亮點(diǎn)不是凸透鏡的焦點(diǎn)位置．
（6）A、發(fā)光二極管作為光源與燭焰相比，像更穩(wěn)定，所以A正確，不符合題意；
B、用同樣的白色方格板做光屏，便于比較像與物的大小，B說(shuō)法正確，不符合題意；
C、零刻度線刻在光具座標(biāo)尺的中央，這樣可以直接從光具座讀出測(cè)出物距和像距，C說(shuō)法正確，不符合題意；
D、若凸透鏡的焦距未知，可調(diào)節(jié)物距及像距，當(dāng)成等大的實(shí)像時(shí)，物距便等于2倍焦距，這樣可以測(cè)出凸透鏡的焦距，所以D說(shuō)法錯(cuò)誤，符合題意．
故選D．
（7）用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，只能影響像的亮暗，不影響像的性質(zhì)，光源“F”放在15cm處，物距處于一倍和二倍焦距之間，成倒立放大的實(shí)像，與原物體相比，上下顛倒、左右相反，故選D．
故答案為：（1）下；（2）投影儀；左；小；（3）右；有；（4）遠(yuǎn)離；近視；（5）太陽(yáng)光與透鏡的主光軸不平行；（6）D；（7）D．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，不僅要熟練掌握規(guī)律內(nèi)容，而且要掌握器材的調(diào)節(jié)及有關(guān)問(wèn)題的解決．