Question

8．利用光具座以及蠟燭、凸透鏡、光屏等器材，可進行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗．
（1）實驗時，首先在光具座上放置實驗器材，若光具座A處放置蠟燭（如圖甲所示），則C處應放置光屏（選填“凸透鏡”或“光屏”．器材正確放置后，還應對其進行調(diào)整，使燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸 上．
（2）實驗后，可得出凸透鏡成像規(guī)律．根據(jù)成像規(guī)律判斷下列說法，說法正確的是D
A．若凸透鏡的焦距為10cm，則燭焰距離凸透鏡30cm時，可在光屏上成放大的像
B．實驗過程中，蠟燭因燃燒而變短，則燭焰在光屏上的像會下移
C．若燭焰朝著凸透鏡方向前后不斷晃動，則光屏上仍能觀察到清晰的燭焰像
D．若燭餡在光屏上成縮小的像，則光屏到凸透鏡的距離小于燭焰到凸透鏡的距離
（3）某物理興趣小組在探究凸透鏡成像規(guī)律后，得到了如下數(shù)據(jù)：

實驗序號	物距u/cm	焦距f/cm	像的性質(zhì)	像距v/cm
1	12	10	倒立放大實像	60
2	14	10	倒立放大實像	35
3	15	10	倒立放大實像	30
4	30	10	倒立縮小實像	15
5	30	12	倒立縮小實像	20
6	30	15	倒立等大實像	30

下列對表中數(shù)據(jù)的分析，錯誤的是A
A．當凸透鏡的焦距相同，物距不同時，所成的像有可能相同
B．當物距相同，凸透鏡的焦距越大時，像距越大
C．當物距相同，凸透鏡的焦距不同時，所成像的性質(zhì)有可能相同
D．當凸透鏡的焦距相同，且成放大實像時，像距與物距之和隨物距的增大而減小
（4）如圖乙所示，當光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像時，如果去掉光屏，眼睛在A 處能（選填“能”或“不能”） 看到這個像．某同學在凸透鏡前再放了一個凹透鏡，此時要想得到清晰的像，光屏應向右側(cè)移動（選填“左”或“右”）．如果蠟燭燃燒變短，燭焰在光屏上的像向上（填“上”或者“下”或者“不變”）移動，如使像在光屏中央，凸透鏡應向下（填“上”或者“下”或者“不變”）移動．

（5）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上，點燃蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動光屏都找不到燭焰的像，其原因不可能是C
A．燭焰、光屏的中心不在凸透鏡的主光軸上     B．物距小于凸透鏡的一倍焦距
C．蠟燭在凸透鏡的兩倍焦距處                         D．蠟燭在凸透鏡的焦點上
（6）將蠟燭置于凸進鏡一倍焦距處，結(jié)果仍能觀察到燭焰放大的像，這是為什么？（4）因為蠟燭有一定的體積，把它放到焦點時，它有一部分光會在一倍焦距和二倍焦距之間，所以能看到放大的像．

Answer 1

分析 （1）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，因為光屏上接到的是實像，凸透鏡成實像時，物像在凸透鏡的兩側(cè)，所以把凸透鏡放在蠟燭和光屏的中間位置；探究凸透鏡成像的實驗時，必須調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，這樣像才能成在光屏的中央；
（2）①物距大于二倍焦距，成倒立、縮小實像；②凸透鏡成實像時，不僅上下顛倒，而且左右也顛倒，據(jù)此蠟燭燃燒變短時，所成的像的移動方向；③根據(jù)凸透鏡成實像時，物近像遠像變大來分析；④u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，對各個選項逐一分析
（4）實像是由實際光線會聚而成的，可以成在光屏上，也可以直接用眼睛觀察；知道近視鏡是凹透鏡，凹透鏡有發(fā)散光線的作用；光屏可承接到實像；凸透鏡成實像時，由經(jīng)過凸透鏡光心的光線方向不變可知，物體與像運動方向相反；
（5）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會成在光屏上的；②成實像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實像，但光屏上顯示不出來；③不成像，當物體位于焦點上，即u=f時，此時不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像；
（6）根據(jù)蠟燭有一定的體積分析．

解答 解：（1）探究凸透鏡成像的實驗時，在光具座上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏．若圖中C位置上放置光屏，則B位置上應放置凸透鏡；探究凸透鏡成像的實驗時，必須調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，所以，在點燃蠟燭 后，調(diào)整三者的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度；
（2）A、燭焰距離凸透鏡30cm，u＞2f，成倒立、縮小實像，故A錯誤；
B、因為凸透鏡成實像時，不僅上下顛倒，而且左右也顛倒，所以蠟燭燃燒變短時，所成的像移到了光屏中心的上方，故B錯誤；
C、若燭焰朝著凸透鏡方向前后不斷晃動，物距增大或減小，此時像距、像的大小也跟著變化，則光屏上不能觀察到清晰的燭焰像，故C錯誤；
D、若燭餡在光屏上成縮小的像，物距u＞2f，像距2f＞v＞f，則光屏到凸透鏡的距離小于燭焰到凸透鏡的距離，故D正確．
故選D；
（3）A、當凸透鏡的焦距相同，物距不同時，像大小都不可能相同，故A錯誤；
B、由4、5、6次實驗可知，凸透鏡的焦距由10cm增大到15cm時，像距由15cm增大到30cm，則當物距相同，凸透鏡的焦距越大時，像距越大，故B正確；
C、由4、5次實驗可知，物距都為30時，都成倒立縮小實像，則當物距相同，凸透鏡的焦距不同時，所成像的性質(zhì)有可能相同，故C正確；
D、由1、2、3次實驗可知，凸透鏡的焦距相同，物距由12cm增大到15cm時，像距由60cm減小到30cm，
則當凸透鏡的焦距相同，且成放大實像時，像距與物距之和隨物距的增大而減小，故D正確；故選A；
（4）當把光屏去掉后，實際光線會聚成實像后繼續(xù)向前傳播，進入人的眼睛，所以眼睛在A處能看到這個像；近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，近視眼鏡靠近凸透鏡時，使光線發(fā)散，像會延后會聚，像距增大，此時，要想得到清晰的像，則光屏應向右移動；光屏只能承接實像；蠟燭燃燒變短時，燭焰下移，像則上移；
（5）物體此時距透鏡的距離有可能恰好為一倍焦距，此時物體不成像．所以光屏上沒有清晰的像．
物體此時距透鏡的距離有可能小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像，由于虛像不是由實際光線會聚而成，所以光屏上也不會有清晰的像．
物體此時的距離即使大于一倍焦距，成實像，若蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上，此時光屏上也不會有清晰的像．故有以下三種可能：A．光屏、燭焰的中心不在凸透鏡的主光軸上；B．物距小于透鏡的一倍焦距；D．蠟燭在透鏡的焦點上，故選C；
（6）因為蠟燭有一定的體積，把它放到焦點時，它有一部分光會在一倍焦距和二倍焦距之間，所以能看到放大的像．
故答案為：（1）光屏；主光軸；（2）D；（3）A；（4）能；右；上；下；（5）C；（6）因為蠟燭有一定的體積，把它放到焦點時，它有一部分光會在一倍焦距和二倍焦距之間，所以能看到放大的像．

點評 此題主要考查了凸透鏡成像實驗中所需的器材及實驗要求．并且考查了凸透鏡成像的規(guī)律及應用．實驗要求凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度處，是指同一水平線，與同一直線區(qū)別開．本題考查學生動手操作實驗的能力以及學生對凸透鏡成像規(guī)律的掌握，要求學生能根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律分析實際問題．