Question

17．張華小組在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中

（1）如圖1所示，平行光照射到凸透鏡，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上得到一個(gè)最小最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距f=10.0cm．
（2）把蠟燭、凸透鏡和光屏放在光具座上，調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使三者的中心大致在同一高度上．
（3）把點(diǎn)燃的蠟燭M放在距離凸透鏡30cm時(shí)，移動(dòng)光屏，燭焰在光屏上成清晰像的情況是圖2所示中的B圖（填選項(xiàng)字母）；該成像規(guī)律在生活中的應(yīng)用是照相機(jī)．若僅將蠟燭和光屏互換位置，燭焰在光屏上成清晰像的情況是圖2所示中的D圖．再將蠟燭靠近透鏡移動(dòng)時(shí)，此時(shí)要在光屏上觀察到清晰的像，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”） 凸透鏡的方向移動(dòng)．凸透鏡不能成的像是圖2所示中的A圖．
（4）在上一步實(shí)驗(yàn)獲得清晰的像后，小明取了一副近視眼鏡放在凸透鏡前如圖3乙，要使光屏上還能成清晰的像，可將蠟燭向左（左、右）移動(dòng)．
（5）試驗(yàn)中，蠟燭越燒越短，光屏上呈接的像如圖3甲所示，要使像能夠成在光屏的中央，應(yīng)將透鏡向下 （上、下）調(diào) 整．
（6）如用一張紙擋住凸透鏡的上半部分，你認(rèn)為光屏上還能有像嗎？如果有，像有哪些變化？
（7）小明班照畢業(yè)照時(shí)，攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學(xué)沒(méi)有進(jìn)入取景框內(nèi)，這時(shí)攝影師應(yīng)使照相機(jī)遠(yuǎn)離同學(xué)（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”），同時(shí)還應(yīng)將照相機(jī)的鏡頭縮短．（選填“伸長(zhǎng)”、“縮短”或“不改變”）．
（8）在（7）題中，若攝影師用可變焦的光學(xué)照相機(jī)給同學(xué)們拍畢業(yè)照，想讓底片上的像變大一些，他應(yīng)將鏡頭更換為焦距較大 （較大、較小）、鏡筒較長(zhǎng) （較長(zhǎng)、較短）的鏡頭．
（9）小明在聽(tīng)講座時(shí)，想把銀幕上用投影儀投影的彩色幻燈片圖象用照相機(jī)拍攝下來(lái)，由于會(huì)場(chǎng)比較暗，它使用了閃光燈，這樣拍出的照片A．
A．反而看不清投影到銀幕上的圖象，倒是把銀幕上的一些污漬拍出來(lái)了
B．色彩鮮艷，比不用閃光燈清楚多了
C．色彩被“閃”掉了，拍到的僅有黑的字和線條
D．與不用閃光燈時(shí)效果一樣，因?yàn)榕臄z的是銀幕上的像，而不是實(shí)際的景物．

Answer 1

分析 （1）掌握凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用；根據(jù)焦距的概念，計(jì)算出焦距的大�。粡慕裹c(diǎn)到凸透鏡的距離；
（2）做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)應(yīng)在光具座上依次放置蠟燭，凸透鏡，光屏，凸透鏡必須位于蠟燭和光屏之間．使它們的中心大致在同一高度上，目的是成像在光屏的中心；
（3）當(dāng)物距大于2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，像距處于f和2f之間，應(yīng)用是照相機(jī)；
當(dāng)物距處于f和2f之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，像距大于2f，應(yīng)用是幻燈機(jī)或投影儀．，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像增大．
（4）近視眼佩戴凹透鏡進(jìn)行矯正，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用，此時(shí)在凸透鏡的前面放一個(gè)凹透鏡，要使光屏上清晰的像，光屏遠(yuǎn)離凸透鏡，或燭焰遠(yuǎn)離凸透鏡．
（5）理解倒立實(shí)像的含義．若燭焰相對(duì)于凸透鏡向下移動(dòng)，則像向光屏上方移動(dòng)．
（6）物體有無(wú)數(shù)點(diǎn)組成，物體上任一點(diǎn)射向凸透鏡有無(wú)數(shù)條光線，經(jīng)凸透鏡折射后，有無(wú)數(shù)條折射光線會(huì)聚成該點(diǎn)的像．
當(dāng)遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經(jīng)凸透鏡折射會(huì)聚成像．
（7）（8）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像變大．
（9）閃光燈的光比投影儀的光強(qiáng)，白光蓋過(guò)了投影儀的光．就像白天看星星一樣，看不到的．銀幕反射彩色的光本來(lái)就是漫反射，光很弱．如果用閃光燈，銀幕反射白光強(qiáng)度大，只拍出白色銀幕或者上面的污點(diǎn)．彩色圖片被沖淡，拍不出了．

解答 解：
（1）由圖可知，平行光線經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚到一點(diǎn)，說(shuō)明凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用；
光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透鏡的焦點(diǎn)，所以焦距為10.0cm．
（2）做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，要使?fàn)T焰的焰心，凸透鏡的光心，光屏的中心三者位于同一高度，目的是使像成在光屏的中央．
（3）把點(diǎn)燃的蠟燭M放在距離凸透鏡30cm時(shí)，此時(shí)物距u=30cm，大于2f，所以在光屏上成清晰的倒立、縮小的實(shí)像，如圖B，應(yīng)用是照相機(jī)；
僅將蠟燭和光屏互換位置，此時(shí)此時(shí)物距處于f和2f之間，根據(jù)光路可逆，在光屏上成清晰的倒立、放大的實(shí)像，如圖D，其應(yīng)用是投影儀（或幻燈機(jī)；或電影放映機(jī)）．
再將蠟燭靠近透鏡移動(dòng)時(shí)，物距減小，則像距增大，此時(shí)要在光屏上觀察到清晰的像，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng)．
凸透鏡可以成倒立縮小的實(shí)像，倒立放大的實(shí)像，倒立等大的實(shí)像，正立放大的虛像，不能成正立縮小的實(shí)像，故凸透鏡不能成的像是圖2所示中的A圖．
（4）在上一步實(shí)驗(yàn)獲得清晰的像后，小明取了一副近視眼鏡放在凸透鏡前（如圖乙），因近視鏡為凹透鏡，會(huì)使光延遲會(huì)聚，故像距會(huì)變大，這時(shí)要使光屏上還能成清晰的像，可增大物距，即將蠟燭向左遠(yuǎn)離凸透鏡．
（5）凸透鏡成倒立的實(shí)像，所以蠟燭變短，成的像會(huì)向上移動(dòng)．此時(shí)應(yīng)將凸透鏡向下移動(dòng)．
（6）遮住凸透鏡的上半部，物體上任一點(diǎn)射向凸透鏡的下半部，經(jīng)凸透鏡折射后，照樣能會(huì)聚成像，像的大小不發(fā)生變化，折射光線減少，會(huì)聚成的像變暗．
（7）攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學(xué)沒(méi)有進(jìn)入取景框內(nèi)，說(shuō)明所照的像大了，應(yīng)該讓像變小一些，則攝影師要使照相機(jī)遠(yuǎn)離同學(xué)，增大物距，同時(shí)應(yīng)減小像距才可以在底片上得到清晰的像．所以應(yīng)該縮短照相機(jī)暗箱長(zhǎng)度．
（8）照相機(jī)成倒立的實(shí)像，要使像更大，應(yīng)相應(yīng)減小物距，所以要讓像更大一些，他應(yīng)將鏡頭更換為焦距較大、鏡筒較長(zhǎng)的鏡頭．
（9）閃光燈的光照射到物體上，可以使物體表面的亮度增大，但閃光燈照射到銀幕上以后，只能增加銀幕的亮度，而不能增加圖象的亮度，相反，圖象的亮度和清晰度明顯減弱，所以反而看不清銀幕上的圖象，而銀幕上的污漬更加清晰了，銀幕上的黑色的字和紙條實(shí)際上就是投影片上不透明物體的影子，即黑暗區(qū)域．因此不用閃光燈拍攝的效果好．
綜上所述，只有選項(xiàng)A正確．
故答案為：（1）10.0；（2）同一高度；（3）B；照相機(jī)；D；遠(yuǎn)離；A；（4）左；（5）下；（6）如用一張紙擋住凸透鏡的上半部分，光屏上還能承接到像，像的大小不變，像變暗；（7）遠(yuǎn)離；縮短；（8）較大；較長(zhǎng)；（9）A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的能力以及學(xué)生對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的掌握，要求學(xué)生能根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律分析實(shí)際問(wèn)題，此題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多．