Question

小明和张阳做“探究凸透镜成像规律”的实验：
（1）小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏的位置，使它们的中心与烛焰中心大致在________，其目的是使像成在________．
（2）经过调节后，如图所示，此时在光屏上得到一清晰的像，该像是________（倒立/正立）、________（放大/缩小）的实像，利用这一成像规律工作的光学仪器是________（填一种即可）；小明保持蜡烛和光屏的位置不动，当把透镜移动到图中标尺上60cm的位置时，光屏上再次出现烛焰清晰的像．此像与原来的像比，变________（大/小）了，利用这一成像规律工作的光学仪器是________（填一种即可）．
（3）张阳同学也用同样的器材做这个实验．他在光具座零刻度线的位置上固定好蜡烛，然后在光具座左半侧的某一位置上安装好凸透镜，最后在凸透镜的右侧安装好光屏．点燃蜡烛，保持蜡烛与透镜间距离不变，张阳发现，在光具座上无论怎样移动光屏（包括上、下或左、右），都不能在光屏上得到清晰的像．你认为造成以上结果的可能原因有________
①烛焰到凸透镜的距离不大于一倍焦距　　　②烛焰到凸透镜的距离略大于一倍焦距
③烛焰、透镜、光屏的中心不在同一高度　　④凸透镜的焦距太大
A．①②B．①②③C．①②④D．①②③④

Answer 1

解：（1）实验过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使蜡烛、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央．
（2）如图可知，物距大于像距，因此此时光屏上成倒立缩小的实像，应用于照相机；
保持蜡烛和光屏的位置不动，当把透镜移动到图中标尺上60cm的位置时，物距小于像距，因此成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
（3）①烛焰到凸透镜的距离不大于一倍焦距，此时成放大的正立的虚像或不成像，即光屏是不能承接的；
②烛焰到凸透镜的距离略大于一倍焦距，此时成放大的倒立的实像，像距非常大，由于光具座的长度有限，所以光屏也无法承接清晰的像；
③烛焰、透镜、光屏的中心不在同一高度，可以上下、左右移动光屏得到；
④凸透镜的焦距太大，此时物距可能一直在一倍焦距以内，此时成放大的正立的虚像，即光屏是不能承接的；
故C选项符合题意．
故答案为：（1）同一高度；光屏的中央；（2）倒立；缩小；照相机；大；幻灯机；（3）C．
分析：（1）为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度．
（2）凸透镜成像的三种情况和应用：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
u＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜和老花镜．
（3）从实验装置上考虑：实验时若像很远，像距很大，光具座不够长，则光屏不会接收到像；蜡烛、透镜、光屏若不在同一高度上，所成的像有可能不能呈现在光屏上；
从成像规律上考虑：若蜡烛恰好放在焦点上，则不会成像；放在焦点以内，则会成正立放大的虚像，虚像不会呈现在光屏上．
点评：此题是探究凸透镜成像的实验，考查了学生对实验操作的要求．一定要注意实验前的调整工作．为使像成在光屏的中央，应使凸透镜、烛焰、光屏的中心大致在同一高度处．同时还考查了凸透镜成像的规律及应用．