Question

5．在学完凸透镜成像规律后，小明选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究．

（1）为了测量凸透镜焦距，他让一束平行光正对射向该透镜，须调节光屏位置直到在屏上得一个最小、最亮的光斑．图1是调节完成的状态，该透镜焦距f=10cm；
（2）为了使像成在光屏的中央，通过调整，使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度上．
（3）实验中，还没有把像调到最清晰就开始读数，这样操作会影响物距（填“物距”或“像距”）的测定．
（4）小明装好实验装置．将蜡烛和凸透镜固定，他发现无论怎样移动光屏都不能在光屏上成清晰的像．由此，他猜想造成上述现象的原因是U＜f或U=f；
（5）小鹭把该凸透镜放在邮票正上方5cm、7cm、9cm处，均可观察到与图2所示性质相同的像，由此可得：当物距小于 焦距时，成正立放大的虚像．
（6）小华多次实验后发现，当光屏上呈现蜡烛清晰的像时，将蜡烛和光屏位置对调，仍能（填“仍能”“不能”）在光屏上接收到清晰的像．出现这种现象的原因是：光发生折射时，光路具有可逆性．
（7）随着实验的进行，蜡烛由于燃烧逐渐变短，光屏上的像逐渐向上移动．为使像仍然完整地成在光屏的中央，应该将凸透镜向下移动．实验中小明轻轻向左吹蜡烛的火焰，发现光屏上的像向右（填“左”或“右”）偏斜．
（8）当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏看到C
A．烛焰像的下半部分                   B．烛焰像的上半部分
C．烛焰完整的像，像的亮度变暗          D．烛焰完整的像，像的亮度不变
（9）如图3所示，在凸透镜前放置一个“近视眼睛”的镜片，调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成一个清晰的像．现取下“近视眼睛”的镜片，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏适当靠近（选填“远离”或“靠近”）凸透镜．

Answer 1

分析 （1）平行于主光轴的光会聚于主光轴上一点，这一点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距．
（2）为了使像成在光屏的中央，通过调整，使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度．
（3）实验中，还没有把像调到最清晰就开始读数，这样操作会影响焦距的测定；
（4）在光屏上得不到清晰像的可能有多种：物体是否成像；若成像，是否成的是实像；即使成的是实像，三者的中心是否在同一高度．从以上几个方面考虑去解决此题．
（5）掌握凸透镜成像的规律，知道当物距小于1倍焦距时成正立放大的虚像．
（6）在折射现象中，光路是可逆的；
（7）理解倒立实像的特点，像和物体的移动方向恰好相反；
（8）凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗．
（9）近视眼镜是凹透镜，对光有发散作用；远视镜是凸透镜，对光有会聚作用．

解答 解：（1）一束平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，最小、最亮的光斑就是焦点．由图可知，焦距为：10.00cm；
（2）为了使像成在光屏的中央，通过调整，使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度；
（3）实验中，还没有把像调到最清晰就开始读数，这样操作会影响焦距的测定，从而影响物距的测定；
（4）实验时凸透镜与光屏的高度已调好，因此无论怎样移动光屏都得不到清晰的像的原因是U＜f或U=f；
（5）5cm、7cm、9cm处，都小于凸透镜的焦距，由图知，成的都是正立放大的虚像，可知当物距小于1倍焦距时，凸透镜成正立放大的虚像．
（6）当光屏上呈现蜡烛清晰的像时，将蜡烛和光屏位置对调仍能在光屏上接收到清晰的像．出现这种现象的原因是：光发生折射时，光路具有可逆性．
（7）凸透镜成倒立的实像，蜡烛由于燃烧逐渐变短，相对于凸透镜向下移动，所以像逐渐向上移动；
倒立实像的特点，像和物体的移动方向恰好相反，小明轻轻向左吹蜡烛的火焰，发现光屏上的像向右偏斜；
（8）凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的下半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同显示像的全部；由于透镜的一半被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了一半，故像会变暗．故选C；
（9）近视镜是凹透镜，对光线有发散作用，所以如果取下“近视眼镜”的镜片，相当于将原来的光线会聚一些，成的像会靠近凸透镜．
故答案为：（1）最小、最亮；10（2）高度；（3）物距；（4）U＜f或U=f；（5）小于；（6）仍能；可逆；（7）下；右；（8）C；（9）靠近．

点评 此题主要考查的是学生对实验器材的放置以及对凸透镜成像规律的应用理解和掌握，同时考查了对倒立实像的理解．