Question

9．如图1所示，京京做做“探究凸透镜成像规律”的实验．
（1）他有好几个凸透镜，但均不知焦距．请你帮他设计一个测量凸透镜焦距的方案：正对着太阳光，找到最小最亮的光斑，测量出透镜中心到光斑的距离．
（2）如图1所示，当他把蜡烛放在A位置时，光屏应向M点的右（左/右）侧移动，才能接收到一个清晰的像；要使所成的像更大些，他应把蜡烛向A点的右（左/右）侧移动，同时使光屏离凸透镜更远（远/近/不变）一些．若固定光屏的位置于M点不动，要使光屏上得到一个清晰的像，他应把蜡烛向A点的左（左/右）侧移动．
（3）实验中，当京京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
（4）在上一步实验获得清晰的像后，小明取了一付近视眼镜放在凸透镜前，如图2所示，观察到光屏上的像变模糊了，此时要使光屏上成清晰的像，应该将光屏向右 移（选填“左”或“右”）．

Answer 1

分析 （1）凸透镜的焦距指的是焦点到光心的距离，可以利用平行光聚焦法来测量凸透镜的焦距．
（2）凸透镜成实像时，符合以下规律：当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距大于二倍焦距，成倒立放大的实像；当物距大于二倍焦距时，像距小于二倍焦距大于一倍焦距；且物近像远像变大，物远像近像变小．根据这个规律可以调节光屏和蜡烛的调节方向．当物距小于一倍焦距时，物体成正立放大的虚像，并且物体距离凸透镜越近，所成的虚像越小．
（3）蜡烛的每个点发出的无数条光线经过凸透镜的各个部位而成像在另一侧的光屏上．
（4）要解决此题，需要知道近视镜是凹透镜，凹透镜有发散光线的作用．

解答 解：（1）在光具座上放好凸透镜和光屏，让太阳光通过凸透镜，通过调整光屏的位置，直到光屏上出现一个最小最亮的亮点即焦点，读出焦点到透镜的距离即为该凸透镜的焦距．
（2）蜡烛放在A位置时，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时的像距大于二倍焦距，根据光屏现在的位置可知，要向右移动光屏，才能确保像距大于二倍焦距；
根据凸透镜成像的规律可知，物近像远像变大，要使像变大，就要使物距减小，同时增大像距，因此要使蜡烛靠近凸透镜的方向即向右移动，同时要增大像距，即光屏离凸透镜更远一些；
光屏位置不动，此时的像距在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的规律可知，此时对应的物距大于二倍焦距，所以蜡烛要向远离凸透镜的方向即向左移动；
B点的位置小于一倍焦距，成正立放大的虚像．
（3）如下图所示，蜡烛上的某一点发出无数条光线（只画出了四条）经过凸透镜后成像在光屏上，当遮住凸透镜的上半部分时，蜡烛发出的光线1、2给挡住了，但仍有光线3、4通过凸透镜的下半部分而照在光屏上成像．只不过是通过的光线减少，图象的亮度变暗．故选C．

（4）小明把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置，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，即将光屏向右移动．
故答案为：（1）正对着太阳光，找到最小最亮的光斑，测量出透镜中心到光斑的距离；（2）右；右；远；左；（3）C；（4）右．

点评 此题探究了凸透镜成像的规律，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．