题目内容

16.某实验小组进行“探究凸透镜成像规律”的实验:

(1)由图1可知,若该凸透镜位置不动,蜡烛位于光具座13cm刻度处,将在光屏上成倒立缩小的实像,此成像规律应用在照相机上(填一种器材名称).
(2)实验时凸透镜与光屏的高度己调好,但烛焰在光屏上像的位置偏低,要想使像成在光屏中央,应调节蜡烛使烛焰向下 (填“上”或“下”)移动.
(3)对于此凸透镜,当物体放在离焦点5cm的主轴上,成的像一定是C
A.放大的倒立实像               B.放大的倒立虚像
C.放大的像                        D.缩小的像
(4)小莉同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜(靠近凸透镜)之间(如图2所示),小明移动透镜和光屏,直到在光屏上得到了一个倒立缩小的清晰的像,将近视眼镜镜片取下,发现光屏上的像变模糊了.
①为了使屏上的像重新变得清晰,在不移动蜡烛和凸透镜位置的前提下,小华应将光屏向左 (左/右)移动.
②图3四个选项中,正确表示小莉同学近视眼成像和矫正情况的是B
A.乙 甲            B.丙 甲          C.乙 丁           D.丙 丁
(5)现有一点光源S在凸透镜左侧以凸透镜两倍焦距处为圆心,在经过主光轴的竖直平面内做顺时针圆周运动,直径为D,且f<D<2f,则在下列关于点光源所成像S'运动轨迹的图4中,正确的是D.

分析 (1)根据图甲求出凸透镜的焦距,然后根据凸透镜的成像规律和应用即可得出答案;
(2)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;
(3)凸透镜的焦距为15cm,当物体放在主轴上距焦点5cm时,根据物体在焦点的左边5cm处和物体在焦点的右边5cm处,两种成像情况分析此题;
(4)①凹透镜对光线有发散作用,能使光线的会聚点推迟延后;②近视眼是远处物体的像成在视网膜的前方,需佩戴凹透镜;
(5)根据物距与像距的关系分析点S在不同位置时,像点的位置及与凸透镜两倍焦距处的距离分析.

解答 解:(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以f=60.0cm-45.0cm=15.0cm,
当蜡烛位于光具座13cm刻度处,此时的物距u=60.0cm-13.0cm=47.0cm>2f,成倒立缩小的实像;此成像规律应用在照相机上.
(2)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.由于烛焰在光屏上像的位置偏低,要想使像成在光屏中央,应调节蜡烛使烛焰向下移动;
(3)如图所示:

凸透镜焦距f=15cm,
如果物体在焦点的左边5cm处,此时u=20cm,当2f>u>f,成倒立、放大的实像,
如果物体在焦点的右边5cm处,此时u=10cm,当u<f,成正立、放大的虚像,
综上所述,在距离凸透镜焦点5cm处的物体所成的像一定是放大的.
故选:C.
(4)①近视镜是凹透镜,对光线起了发散作用,因此去掉近视镜后,所成的像将靠近凸透镜,故光屏应向左移动才能成清晰的像;
②近视眼是远处物体的像不能呈现在视网膜上,而是呈现在视网膜的前方,因此需佩戴凹透镜才能看清远处的物体.
(5)将点光源S运动的轨迹看成一个物体,在物体上找出四个点:上、下、左、右各一个,利用凸透镜成像的规律作出像点,
可以发现,四个点正好围成一个不规则的圆,且转动方向为逆时针,所以像点运动图象是选项D的形状.
故选:D.
故答案为:(1)倒立缩小的实;照相机;(2)下;(3)C;(4)①左;②B;(5)D.

点评 本题考查了凸透镜的成像特点,掌握凸透镜成像时的物距与像距的关系、成像性质及其应用是正确解题的关键,考查比较全面,且有一定的深度,是一道不可多得的好题.

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