Question

如图一所示，小明用光具座（0-100cm）、蜡烛、三个不同焦距的凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验：

①我们需要让烛焰、凸透镜甲、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是      ；

②此凸透镜甲的焦距是15cm，当烛焰在图一所示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、    的实像．在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是  ；要使光屏上所成的像变小时，在不改变透镜位置的情况下，可将烛焰向远离凸透镜方向移动，同时将光屏向    （填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．

③小明查资料发现物体距离凸透镜足够远时（大于10倍焦距），所成的像与透镜间的距离就近似等于凸透镜的焦距。他想用这种方法利用图一中的蜡烛和光具座来测量凸透镜乙的焦距（焦距大约为5cm左右）。他应该把蜡烛放在    cm处，光屏放在    cm处，然后调节     ，使光屏上的像最小最清晰。此时凸透镜和    的距离就是凸透镜乙的焦距．

④小明用凸透镜丙结合上述器材又做了一个实验。记录的实验数据如下表。

物距u/cm	14	16	18	20	22	24	26	30
像距v/cm	35	26	22	20	18	17	16	15

小明把蜡烛放在光具座上的0刻线处，凸透镜丙放在15 cm刻线上，如图所示。移动光屏在a位置找到像；蜡烛和光屏不动，只移动凸透镜，当凸透镜向某一方向移动到b位置时，在光屏上又看到像。请你对实验中可能出现的现象做出合理的判断。以下情况不可能的是（     ）

A．光屏上第一次的像是倒立、放大的

B．a位置在44～46 cm刻线之间

C．光屏上第二次的像是倒立、缩小的

D．b位置在19～21 cm刻线之间

Answer

①使像成在光屏的中心；②放大 、投影仪 、靠近；③0（100）、100（0）、凸透镜、光屏 （刻度有2种答案，任挑一种）；④D

【解析】

试题分析：①让蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度，这样做的目的是使像成在光屏的中心；②凸透镜的焦距是15cm，由图一知，物距大于f，所以成倒立、放大的实像，投影仪是根据这个原理制成的；要使光屏所成的像变小时，应增大物距，并减小像距，所以烛焰远离凸透镜，光屏靠近凸透镜；③要使像更接近凸透镜的焦点，物距大于凸透镜的10倍焦距，物距越大，像越接近凸透镜的焦点。所以把蜡烛放在光具座的左端0cm，光屏放在光具座右端100cm处，由于凸透镜的焦距是5cm，所以凸透镜在光屏的左侧略大于1倍焦距，即将图中的凸透镜移至光具座上95cm刻线位置附近，再做适当微调，就很容易在光屏上出现清晰的像，记下此时像与透镜间的距离就是凸透镜乙的焦距；④由实验数据可知，此透镜的焦距f=10cm，当把蜡烛放在光具座上的0刻线处，凸透镜放在15cm刻线上，即2f＞u＞f，成倒立放大的实像；故A正确；此时v＞2f，即a的位置v＞20cm，结合图象可知v在29～31cm之间，所以a位置在（29+15）～（31+15）cm即44～46刻线之间，故B正确；当蜡烛和光屏不动，只移动凸透镜，当凸透镜向某一方向移动到b位置时，在光屏上又看到像，说明此时物距和像距之和不变，以设想将蜡烛和光屏互换位置，则物距处于u＞2f，凸透镜成倒立、缩小的实像，此时2f＞v＞f，像的位置在10cm～20cm之间，故C正确；由图象可知，当凸透镜向某一方向移动到b位置时，在光屏上又看到像。此时像的位置在16cm～35cm之间，而题目中指出光屏的位置不变，所以b位置在19～21cm刻线之间时，光屏上是看不到像的，故D错误，故选D。

考点：凸透镜成像规律及其探究实验；