Question

【題目】在某次探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中：

（1）小明想知道實(shí)驗(yàn)中某塊透鏡的焦距做了實(shí)驗(yàn)甲,鏡面垂直于陽光,在透鏡下面放上白紙(紙、鏡平行)，測出透鏡與白紙間距s/cm與對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t/min，繪出圖象乙，可判斷該透鏡的焦距f為_____cm.

（2）實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整燭焰的焰心、凸透鏡和光屏的中心，使它們位于_____.如果實(shí)驗(yàn)中固定好透鏡和蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論如何移動(dòng)光屏，光屏上只有一個(gè)與透鏡大小幾乎相同的光斑，其原因可能是_____.

（3）實(shí)驗(yàn)過程中，燃燒的蠟燭在不斷縮短，導(dǎo)致光屏上的像向_____（填“上”或“下”）移動(dòng)；為了使?fàn)T焰的像能成在光屏中央，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請(qǐng)寫出一種可行的方法：_____。

（4）如圖丙,當(dāng)把一塊焦距為15cm的凸透鏡固定在50cm刻度線位置,蠟燭固定在15cm刻度線位置時(shí),光屏應(yīng)在_____(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)區(qū)域內(nèi)左右移動(dòng),才能在光屏上得到清晰的_____(填“倒立”或“正立”)實(shí)像。

（5）小明在實(shí)驗(yàn)中將蠟燭從略大于一倍焦距處逐漸遠(yuǎn)離凸透鏡,該過程中像的大小將_____（填“變大”、“變小”或“等大”），物距u隨時(shí)間t的變化圖象如圖所示，則像距v與t的大致變化關(guān)系為圖中的（_______）

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】12 凸透鏡的主光軸上 蠟燭在焦點(diǎn)處 上 光屏上移 Ⅱ 倒立 變小 C

【解析】

(1)[1]如圖乙，透鏡與白紙間距為12cm時(shí)，白紙被烤焦的時(shí)間最短，說明太陽光經(jīng)過凸透鏡會(huì)聚后的光點(diǎn)最小，能量最集中，所以這個(gè)點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)，測出透鏡與白紙的間距，即焦距為12cm。

(2)[2]為了使像成光屏的中心，在實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏，使它們的中心大致在同一高度，即在凸透鏡的主光軸上；

[3]固定好透鏡和蠟燭后，無論如何移動(dòng)光屏，光屏只有一個(gè)與透鏡大小幾乎相同的光斑，說明入射光經(jīng)凸透鏡的折射后光平行主光軸射出，由此特點(diǎn)可知蠟燭位于焦點(diǎn)處；

(3)[4]成像時(shí)，燭焰、凸透鏡和光屏的中心在一條直線上，實(shí)驗(yàn)時(shí)燃燒的蠟燭在不斷縮短，即變低了，則會(huì)導(dǎo)致光屏上的像向上移動(dòng)；

[5]為了使?fàn)T焰的像能成在光屏中央，依據(jù)上面的成像特點(diǎn)，可以將蠟燭升高、凸透鏡降低、或光屏上移；

(4)[6][7]由題意知，物距為50cm-15cm=35cm，凸透鏡焦距為15cm，則物距大于2倍焦距，則此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像，像在1倍和2倍焦距之間，所以光屏應(yīng)在Ⅱ區(qū)域內(nèi)左右移動(dòng),才能在光屏上得到清晰的倒立實(shí)像。

(5)[8][9]當(dāng)物距大于焦距時(shí)凸透鏡成實(shí)像，且物距越小，即物距越接近焦距時(shí)，像距越大，遠(yuǎn)大于二倍焦距，像也越大，反之將蠟燭從略大于一倍焦距處逐漸遠(yuǎn)離凸透鏡時(shí)，像距由大變小，像也變小，但像距只會(huì)接近一倍焦距，理論上不會(huì)等于焦距，故像距v與t的大致變化關(guān)系為C圖。