题目内容

13．我校初二年级的同学们在进行探究凸透镜成像的实验，如图

（1）某同学让凸透镜正对着太阳，得到图甲所示的光路图，由图甲可知，该凸透镜的焦距为10.0cm．
（2）该同学用甲图的凸透镜进行探究凸透镜成像的实验：
①为了使烛焰的像能成在光屏的中央，要调整三者的位置，使它们的中心在同一高度；
②当蜡烛距凸透镜的位置如乙图所示时，移动光屏，可以在光屏上得到一个清晰的倒立、放大（选填“放大”或“缩小”）的实像，成像情况与此类似的是投影仪（填照相机、投影仪或放大镜）；
③将蜡烛移到距凸透镜5cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从乙图所示中的右侧透过凸透镜直接观察（选填“左”或“右”）．
（3）若想使光屏上烛焰的像变得再大一些，在不改变凸透镜位置的情况下，应将蜡烛向靠近透镜（选填“靠近透镜”或“远离透镜”）的方向移动，同时适当调整光屏的位置．
（4）实验中，有个同学不小心用白纸遮掉凸透镜的上半部分时，光屏上成像的情况是C
A．只出现烛焰的上半部分的像         B．只出现烛焰的下半部分的像
C．仍然是完整的像，只是变暗些   D．成像情况像不受任何影响
（5）在本次实验中，一位同学首先使发光点S、凸透镜L和光屏P的中心处于同一高度；当他把发光点S移到如图所示位置时（图中MN为光具座的标尺，即刻度尺）；发现发光点发出的光经凸透镜折射后成为平行光；他再用一烛焰S′，在图示位置上取代发光点S 这时，如要使烛焰S′，在光屏P上成清晰的像，以下几种操作中 不能达到目的是C

A．在图示位置时，保持透镜L和光屏P不动，只将烛焰S′向左移适当距离
B．在图示位置时，保持烛焰S′和光屏P不动，只将透镜L向右移适当距离
C．在图示位置时，保持透镜L不动，将烛焰S′向左移适当距离；再将光屏P向右移适当距离
D．在图示位置时，保持透镜L不动，将烛焰S′向左移适当距离，再将光屏P向左移适当距离．

分析 （1）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用；题目中的操作方法是一种测量凸透镜焦距的方法：平行光聚焦法，亮点为焦点，焦点到光心的距离为就焦距．由此可以确定其焦距是多少．
（2）①为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上．
②已知凸透镜的焦距和烛焰到凸透镜的距离，可以判定成像的性质；具体的应用根据成像特点确定．
③物体在焦点以内时，不能成实像，只能成正立、放大的虚像，此时像物同侧．（1）测量凸透镜焦距的方法：平行光聚焦法，亮点为焦点，焦点到光心的距离为就焦距．由此可以确定其焦距是多少．
（3）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大．
（4）当将凸透镜的一部分遮住后，由于其它部分仍能会聚光线，所以仍能成完整的像，只是像比原来变暗；
（5）根据从焦点发出的光经凸透镜折射后将变为平行光，可确定点S即为焦点．
因为是在光屏P上成清晰的像，所以根据凸透镜成像规律可知，当物距大于焦距时，可得到实像．然后对各个选项逐一分析即可．

解答 解：（1）凸透镜对光线有会聚作用；可把平行光线会聚到凸透镜的焦点，焦距指的是焦点到光心的距离．由此可知该凸透镜的焦距为30.0cm-20.0cm=10.0cm；
（2）①为使所成像能在光屏的中心，必须使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度上；
②因为物距u=65.0cm-50.0cm=15.0cm，即f＜u＜2f，所以物体通过凸透镜成倒立、放大的实像；成倒立、放大、实像这一特点的应用是投影仪；
③当物距u=5cm＜f时，物体通过凸透镜成放大的虚像，并且虚像和物体在同一侧．所以应从右侧透过凸透镜直接观察．
（3）凸透镜成实像时，若想使光屏上烛焰的像变得再大一些，蜡烛应靠近凸透镜（物距减小），同时将光屏向远离透镜（像距增大）；
（4）如果用纸将凸透镜的上半部遮掉，凸透镜的下半部分仍能够将烛焰发出的光会聚到像点，成烛焰完整的像，上半部分挡住，折射的光线比原来减少，所以像会变暗，故选C；
（5）由“发光点S移到图示位置时，发光点发出的光经凸透镜折射后成为平行光”，根据从焦点发出的光经凸透镜折射后将变为平行光，可知S即为焦点．
因为是在光屏P上成清晰的像，即要得到的是实像，则
A、在图示位置时，保持透镜L不动，将烛焰S′向左移适当距离，即增大物距，则物距大于焦距，再将光屏P向左移适当距离，即可得到实像，故本选项不符合题意．
B、在图示位置时，保持透镜L和光屏P不动，只将烛焰S′向左移适当距离，故可以将S'移至两倍焦距以外（从光具座可得知光屏在一倍至两倍焦距之间），即可在光屏上成倒立缩小的实像，故本选项不符合题意．
C、在图示位置时，保持烛焰S′和光屏P不动，只将透镜L向右移适当距离，即增大物距，则物距大于焦距，即可得到倒立放大的实像，此时像距应在2倍焦距以外，所以应将光屏P向右移适当距离，故本选项符合题意；
D、在图示位置时，保持透镜L不动，将烛焰S′向左移适当距离，则物距大于焦距，即可得到倒立放大的实像，此时像距应在2倍焦距以外，所以应将光屏P向右移适当距离，故本选项不符合题意．
故选C．
故答案为：（1）10.0；（2）①同一高度上；②放大；投影仪；③右；（3）靠近透镜（4）C；（5）C．

点评 此题考查粗测凸透镜焦距的方法和凸透镜成像规律及其应用，熟练掌握凸透镜成像规律是解答此题的关键．

练习册系列答案
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