Question

10．如图1所示在“探究--凸透镜成像”的实验中，凸透镜焦距为15cm．

（1）实验前应首先使烛焰、凸透镜、光屏三者中心大致在同一高度处．
（2）如图2，光屏应在③区域前后移动，才能得到清晰、倒立、放大（选填“放大”、“等大”或“缩小”）的实（选填“实”或“虚”）像．
（3）在蜡烛和凸透镜之间放上一个凹透镜，则发现像变得模糊了，这时应适当向右（选填“左”或“右”）移动光屏，才能重新得到清晰的像．
（4）某同学在实验中记录并绘制了物体到凸透镜的距离u跟像到凸透镜的距离v之间关系的图象，如图2所示，下列判断正确的是CD
A．该凸透镜的焦距是20cm
B．当u=15cm时，在光屏上能得到一个缩小的像
C．当u=25cm时成放大的像，投影仪就是根据这一原理制成的
D．把物体从距凸透镜11cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变小．

Answer 1

分析 （1）为使像能成在光屏的中央，应调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
（2）根据物距处于1倍和2倍焦距之间时，成倒立缩小的实像，像距大于2倍焦距的特点进行分析；
（3）凹透镜有发散光线的作用，据此分析；
（4）根据凸透镜成像的四种情况和应用进行判断：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，应用于照相机和摄像机．
u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f，一般用来求凸透镜的焦距．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f，应用于幻灯机和投影仪．
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜．
当物距大于焦距时，凸透镜成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小．

解答 解：（1）点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样才能使像成在光屏的中央；
（2）由图知，凸透镜焦距是15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在30cm刻度线位置时，物距为50cm-30cm=20cm，即蜡烛在1倍和2倍焦距，所以此时成倒立放大的实像，像在2倍焦距之外，幻灯机（投影仪）是根据这个原理制成的；
（3）在蜡烛和凸透镜之间放上一个近视眼镜，由于近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，所以通过凸透镜的光线比以前会聚得要晚了，像距更大了，因此要得到清晰的像，需将光屏远离凸透镜．
当烛焰距凸透镜40cm时，物距大于2f，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立缩小的实像，照相机就是利用这一成像规律工作的；
（4）A、u=v=2f，凸透镜成倒立、等大的实像，如图，u=v=2f=20cm 时，所以f=10cm．不符合题意．
B、当u=15cm时，物距等于焦距，不能成像．不符合题意．
C、当u=25cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于投影仪或幻灯机．符合题意．
D、物体从距凸透镜10cm处移动到30cm处的过程中，凸透镜的物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小．符合题意．
故选CD．
故答案为：（1）同一高度处；
（2）③；放大；幻灯机；
（3）右；
（4）CD．

点评 此题探究了凸透镜成像的规律，考查了学生对实验操作的要求．一定要注意实验前的调整工作．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．同时考查了凸透镜成像的规律，要熟记规律，特别注意成像特点与物距之间的关系．同时考查了凹透镜对光线的发散作用．