Question

1．小宇在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖甲所示．a(chǎn)、6、c、d、e是主光軸上的五個(gè)點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)和2F點(diǎn)分別是凸透鏡的焦點(diǎn)和二倍焦距點(diǎn)．

（1）若他依次將燭焰、凸透鏡、光屏放在光具座上，但無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上始終都沒(méi)能看到燭焰所成的像，其可能的原因是蠟燭放在了焦點(diǎn)以內(nèi)（只要求寫出一種原因）．
（2）當(dāng)他分析出原因并加以改正后得到清晰縮小的燭焰實(shí)像，則蠟燭可能置于透鏡左邊a、b、c、d、e五點(diǎn)中的a或b點(diǎn)上，此成像規(guī)律可應(yīng)用在照相機(jī)上；當(dāng)蠟燭置于a、b、c、d、e五點(diǎn)中的d點(diǎn)上，屏上得到的像最大；當(dāng)蠟燭置于二倍焦距位置時(shí)，光屏上的像離蠟燭最近，其距離為四倍焦距．
（3）小宇同學(xué)對(duì)凸透鏡成像做了進(jìn)一步的探究．讓凸透鏡和燭焰的位置保持不變，將光屏向右移動(dòng)了2cm，結(jié)果發(fā)現(xiàn)屏上燭焰的像變得模糊，接著她將同學(xué)的眼鏡放在透鏡左側(cè)附近并左右移動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)果光屏上燭焰的像又重新變得清晰，此成像過(guò)程就是近視眼的矯正原理．
（4）小宇做完實(shí)驗(yàn)后，又想用手表代替蠟燭，看在光屏上能成什么樣的像．于是他在透明的玻璃板上用黑色筆畫了個(gè)手表盤，如圖乙所示，把這個(gè)玻璃板放在蠟燭的位置上，并用平行光源對(duì)著玻璃板上的表盤照射，如圖丙所示．移動(dòng)光屏直到成清晰像為止，此時(shí)表盤在光屏上所成的像如圖丁是D．

Answer 1

分析 （1）光屏上不能出現(xiàn)像的原因有：物距小于f，成虛像，不能成在光屏上；物距等于f，不能成像；光屏、凸透鏡、燭焰的中心不在同一高度處，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析；
（2）當(dāng)物體放大于2倍焦距位置時(shí)，所成的像是倒立、縮小的實(shí)像，照相機(jī)是根據(jù)這個(gè)原理制成的；當(dāng)物距等于2f時(shí)，像距也等于2f，成倒立等大的實(shí)像；
（3）當(dāng)光屏向右移動(dòng)了2cm時(shí)，像成在了光屏的后方，是遠(yuǎn)視眼形成的原因，應(yīng)用凹透鏡來(lái)矯正；
（4）要解決此題，需要掌握凸透鏡成實(shí)像的特點(diǎn)，知道凸透鏡成倒立的實(shí)像．像與物體不僅上下相反，而且左右相反．

解答 解：（1）若u＜f時(shí)，成正立、放大的虛像，即在光屏上不成像，所以無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上始終都沒(méi)能看到燭焰所成的像；
（2）要在光屏上能得到清晰縮小的燭焰實(shí)像，需要將物體放到二倍焦距以外，即在a點(diǎn)或b點(diǎn)，照相機(jī)就是利用此原理制作的；根據(jù)物近像遠(yuǎn)像變大的規(guī)律可知，在d點(diǎn)時(shí)，物距最小，成的實(shí)像最大；當(dāng)蠟燭為與2f處時(shí)，此時(shí)的像距也為2f，此時(shí)像與蠟燭是最近的，蠟燭與像的距離為4f；
（3）當(dāng)透鏡向右移動(dòng)時(shí)，光線經(jīng)透鏡折射后在原光屏前提前會(huì)聚，符合近視眼的成因；應(yīng)使用具有發(fā)散作用的凹透鏡進(jìn)行糾正，所以該圖是近視眼的矯正原理；
（4）凸透鏡成倒立的實(shí)像，像與物體的上下和左右都相反．甲上下顛倒后是C，再左右顛倒后是D．
故答案為：（1）蠟燭放在了焦點(diǎn)以內(nèi)；（2）a或b； 照相；d；二倍焦距； 四倍焦距；（3）近視眼；（4）D．

點(diǎn)評(píng) 此題型考查學(xué)生對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的理解與應(yīng)用，要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律，并能靈活運(yùn)用．