Question

【题目】在某次探究凸透镜成像规律的实验中：

（1）小明想知道实验中某块透镜的焦距做了实验甲,镜面垂直于阳光,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行)，测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图象乙，可判断该透镜的焦距f为_____cm.

（2）实验前要调整烛焰的焰心、凸透镜和光屏的中心，使它们位于_____.如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是_____.

（3）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向_____（填“上”或“下”）移动；为了使烛焰的像能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，请写出一种可行的方法：_____。

（4）如图丙,当把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置,蜡烛固定在15cm刻度线位置时,光屏应在_____(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的_____(填“倒立”或“正立”)实像。

（5）小明在实验中将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜,该过程中像的大小将_____（填“变大”、“变小”或“等大”），物距u随时间t的变化图象如图所示，则像距v与t的大致变化关系为图中的（_______）

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】12 凸透镜的主光轴上 蜡烛在焦点处 上 光屏上移 Ⅱ 倒立 变小 C

【解析】

(1)[1]如图乙，透镜与白纸间距为12cm时，白纸被烤焦的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后的光点最小，能量最集中，所以这个点就是凸透镜的焦点，测出透镜与白纸的间距，即焦距为12cm。

(2)[2]为了使像成光屏的中心，在实验前要调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，即在凸透镜的主光轴上；

[3]固定好透镜和蜡烛后，无论如何移动光屏，光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，说明入射光经凸透镜的折射后光平行主光轴射出，由此特点可知蜡烛位于焦点处；

(3)[4]成像时，烛焰、凸透镜和光屏的中心在一条直线上，实验时燃烧的蜡烛在不断缩短，即变低了，则会导致光屏上的像向上移动；

[5]为了使烛焰的像能成在光屏中央，依据上面的成像特点，可以将蜡烛升高、凸透镜降低、或光屏上移；

(4)[6][7]由题意知，物距为50cm-15cm=35cm，凸透镜焦距为15cm，则物距大于2倍焦距，则此时成倒立缩小的实像，像在1倍和2倍焦距之间，所以光屏应在Ⅱ区域内左右移动,才能在光屏上得到清晰的倒立实像。

(5)[8][9]当物距大于焦距时凸透镜成实像，且物距越小，即物距越接近焦距时，像距越大，远大于二倍焦距，像也越大，反之将蜡烛从略大于一倍焦距处逐渐远离凸透镜时，像距由大变小，像也变小，但像距只会接近一倍焦距，理论上不会等于焦距，故像距v与t的大致变化关系为C图。