Question

8．某小組探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：
（1）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，調(diào)整燭焰、光屏的中心使它們位于凸透鏡的主光軸上；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)蠟燭與凸透鏡的距離如圖所示時(shí)，在光屏上可得一個(gè)清晰的像，這個(gè)像是倒立（選填“倒立”或“正立”）、縮�。ㄟx填“放大”、“縮小”或“等大”）的像．如果將蠟燭與光屏互換光屏上也能成清晰的像，在生活中利用這個(gè)原理可制成投影儀．（選填“照相機(jī)”或“投影儀”）
（3）實(shí)驗(yàn)中，燃燒的蠟燭逐漸變短，為了使像成在光屏的中心，應(yīng)將凸透鏡向下調(diào)整（上/下）．如果固定光屏與透鏡，無論怎樣移動(dòng)蠟燭，屏上都不出現(xiàn)清晰像，原因可能是u=f或u＜f；v＜f或v=f．
（4）如圖2所示當(dāng)蠟燭從距凸透鏡45cm處以4cm/s的速度勻速移到同側(cè)的2倍焦點(diǎn)時(shí)，則像移動(dòng)的速度＜4cm/s（＞/＜/=）．在下列四個(gè)選項(xiàng)中，正確表示近視眼成像和矯正情況是B．
A、乙  甲     B、丙   甲     C、乙   丁    D、丙   丁．

Answer 1

分析 （1）為使像能成在光屏的中心，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度．
（2）根據(jù)圖示的物距與像距關(guān)系，利用凸透鏡成像的規(guī)律可以確定此時(shí)的成像情況．
當(dāng)物體與光屏的位置互換后，即像與物體互換后，由于光路是可逆的，物體仍在光屏上成一個(gè)清晰的像，只不過成像的性質(zhì)有所改變．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀；
（3）根據(jù)凸透鏡成倒立實(shí)像進(jìn)行分析，若物體相對(duì)于凸透鏡向下移動(dòng)，則像向上移動(dòng)；
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(huì)成在光屏上的；②成實(shí)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(shí)像，但光屏上顯示不出來；③不成像，當(dāng)物體位于焦點(diǎn)上，即u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像．
（4）當(dāng)物距大于2f時(shí)，凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像，由此分析．近視眼能看清近處的物體，不能看清遠(yuǎn)處的物體，近視眼的晶狀體太厚，使像成在視網(wǎng)膜的前方．要戴一個(gè)凹透鏡來矯正，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用．戴上凹透鏡能使像成在視網(wǎng)膜上．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)過程中，調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使蠟燭和光屏中心位于凸透鏡的主光軸上，這樣燭焰的像成在光屏的中央．
（2）光路圖可知，物距大于像距，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律可知，此時(shí)物體成倒立的、縮小的實(shí)像．
此時(shí)光屏與蠟燭的位置互換，由于光路是可逆的，此時(shí)的物體在光屏成一個(gè)清晰的像；由于原來物體在光屏上成一個(gè)倒立縮小的實(shí)像，像距小于二倍焦距大于一倍焦距，也就是說，現(xiàn)在的物距小于二倍焦距大于一倍焦距，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律可知，此時(shí)成一個(gè)倒立的放大的實(shí)像，在生活中利用這個(gè)原理可制成投影儀．
（3）蠟燭燃燒變短，所以像成在了光屏的上方，為了使像仍在成在光屏中央，可以將物體向上移動(dòng)或?qū)⑼雇哥R向下移動(dòng)或?qū)⒐馄料蛏弦苿?dòng)；
若固定光屏與透鏡，無論怎樣移動(dòng)蠟燭，屏上都不出現(xiàn)清晰像，原因可能是像距小于焦距，或u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像；
（4）45cm大于2f，此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像，所以當(dāng)蠟燭從距凸透鏡55cm處以4cm/s的速度勻速移到同側(cè)的2倍焦點(diǎn)時(shí)，則像移動(dòng)的速度小于4cm/s．
近視眼的成因是像呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜的前方，應(yīng)用凹透鏡矯正，故選甲丙．
故答案為：（1）主光軸；（2）倒立；縮��；投影儀；（3）下；u=f或u＜f；v＜f或v=f；（4）＜；B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用，以及凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像變大．這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)在凸透鏡成像習(xí)題中出現(xiàn)的頻率很高，要熟練掌握．