Question

10．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，实验装置如图1所示．

（1）测焦距：如甲图所示，让一束平行光正对着凸透镜，移动光屏，直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑．由此可得出该凸透镜的焦距为10.0cm；
（2）为了能使像清晰地成在光屏的中心位置，要调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度．实验过程中，随着蜡烛的燃烧，光屏上的像已不在光屏中心，为了使像重新回到光屏中心，应向上（选填“上”或“下”）移动光屏．
（3）如图（乙）所示位置光屏上得到了一个清晰的像，在不改变蜡烛和光屏位置的前提下，把凸透镜向左（选填“左”或“右”）移动，光屏上会再次出现一个清晰的烛焰的像．此成像规律常应用在投影仪（选填“照相机”或“投影仪”）上．如小明给凸透镜“戴”上近视眼镜，蜡烛和凸透镜固定不动，光屏向右（填“左”或“右”）移动适当距离，才能接受到清晰的像．
（4）在如图2所示，F为凸透镜的两个焦点，A′B′为物体AB的像，则物体A B在D
A．图中Ⅰ区域，箭头水平向右
B．图中Ⅱ区域，箭头水平向右
C．图中Ⅱ区域，箭头方向向左斜上方
D．图中Ⅰ区域，箭头方向向右斜上方．

Answer 1

分析 （1）通过图中所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距；
（2）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；烛焰在光屏上的像偏高，若要使烛焰成像在光屏的中心，应将蜡烛向上调，这样像会向下移动．
（3）根据光路的可逆性，当物距与像距互换时，仍能得到清晰的像，则此时成倒立放大的实像，应用在投影仪上．
（4）根据图中告诉的像距与焦距的关系，结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小关系，以及物距与焦距的关系．

解答 解：（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点，焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是40.0cm-30.0cm=10.0cm．
（2）为了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
蜡烛燃烧一段时间后，烛焰中心的高度降低，烛焰在光屏上的像向上移动，在光屏的上方．要想使像重新回到光屏的中心，应将光屏向上移，或凸透镜向下方移动．
（3）如图，在不改变蜡烛和光屏位置的前提下，把凸透镜向左移动，使物距与像距互换，则光屏上会再次出现一个清晰的烛焰的像．此时物距小于像距，新出现的像是倒立放大的实像，此成像规律常应用在投影仪上．
（4）由题意知，像在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的特点，此时物体应在二倍焦距以外，且成的像是倒立缩小的实像，因此物体应比A′B′大，箭头方向向上；像在主光轴下方，根据凸透镜的三条特殊光线，利用折射时光路是可逆的，作出物体AB，由图可知；
则物体应在主光轴下方，所以物体在图中Ⅰ区域，箭头方向向右斜上方．
故选D．．
故答案为：（1）10.0（2）同一高度；上；（3）左；投影仪；右；（4）D．

点评 此题是探究凸透镜成像的实验，考查了学生对实验操作的要求，为使像成在光屏的中央，应使凸透镜、烛焰、光屏的中心大致在同一高度处，同时还考查了凸透镜成像的规律及应用，要注意理解应用．