Question

【题目】凸透镜是初中物理中常见的光学器材，小明所在的实验小组对凸透镜进行以下实验．

（1）他们决定先从测凸透镜的焦距开始，如图甲所示：

①在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心O'.

②将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和_____在同一水平直线上.

③固定凸透镜的位置，将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑_____，就可以从光具座上读出凸透镜的焦距.

④为了验证测出的焦距值是否准确，小明提出可以左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不变，则测出的焦距准确.若向右移动光屏，光斑变大，说明本次测出的凸透镜的焦距比真实值_____.

（2）在“探究凸透镜成像规律”的实验中

①他们调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，这样调整的目的是为了_____．

②随着蜡烛越烧越短，小明发现烛焰的像成在光屏上方，要想使像成在光屏中央，应把凸透镜向_____（选填“上”或“下”）调节．

③为了使光源更加稳定，小明用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上替代烛焰，使“F”正立面对凸透镜，如图乙所示，给二极管通电，移动光屏至图示位置，此时恰从M处看到光屏上呈现一个清晰的像，此像是倒立_____（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像，像的形状是图丙中的_____（填写序号）

④在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一副近视眼镜放在凸透镜前，要使光屏上还能成清晰的像，可将光屏_____透镜或将蜡烛向_____透镜（选填“靠近”或“远离”）．

Answer 1

【答案】O’（光屏中心） 与圆重合 小 使像成在光屏中央 下 放大 C 远离 远离

【解析】

（1）题中方法测量焦距的原理：光源在焦点上时，经凸透镜折射后的光线平行射出；

（2）因为过光心的光线传播方向不变，所以只有光源、凸透镜光心和光屏的中心在同一水平线上才能正常进行测量或实验；

（3）因为圆圈和凸透镜是等大的，所以当光斑和圆圈重合时说明折射光线是平行的；

（4）凸透镜成实像时，上下左右都是颠倒的；

（5）近视眼镜是凹透镜镜，会使成像延后，最后一空根据物远像近，进行判断。

（1）②因为过光心的光线传播方向不变，所以将光源、凸透镜和光屏放在光具座上，调节它们的高度，使光源、凸透镜光心和O’（光屏中心）在同一水平直线上，才能进行测量；

③光源在凸透镜焦点上时，经折射后的光线平行射出，此时光斑大小与凸透镜大小相同，所以将光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的光斑与圆重合，此时才可以从光具座上读出凸透镜的焦距；

④左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不变，说明折射光线平行，则测出的焦距准确.若向右移动光屏，光斑变大，即光线是发散的，说明光源在焦距以内，故本次测出的凸透镜的焦距比真实值小；

（2）①因为过光心的光线传播方向不变，所以调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，这样像才能成在光屏中央；

②随着蜡烛越烧越短，小明发现烛焰的像成在光屏上方，要想使像成在光屏中央，由像、物体、凸透镜光心在一条直线上可知，应把凸透镜向下调节；

③从M处看到光屏上呈现一个清晰的像，光屏上呈现一定是实像，且是倒立的，图丙中AB像不完整，不正确，D像上下颠倒，但左右没有颠倒，不正确，C像，上下左右都是相反的，正确，能看出此时像是放大的，即此像是倒立放大的像；

④取了一副近视眼镜放在凸透镜前，因为近视眼镜是凹透镜镜，对光线起发散作用，会使成像延后，即像距变大了，所以要使光屏上还能成清晰的像，可将光屏远离透镜；根据物远像近的规律，也可以将蜡烛远离透镜，此时像距变小，像会重新变清晰。