Question

小宇在做“探究凸透镜成像规律”实验，其实验装置的示意图如图所示．a、b、c、d、e是主光轴上的五个点，F点和2F点分别是凸透镜的焦点和二倍焦距处．

（1）实验时，将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上．点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在________上．
（2）在a、b、c、d、e这五个点中：
①把烛焰放在________点上，可以成正立、放大的虚像．
②把烛焰放在________点上，在光屏上所成的像最小；把烛焰放在________点上，在光屏上所成的像最大．
③把烛焰放在b点，光屏上成________、________的实像，________就是利用这一成像规律工作的（填光学仪器）．
④把烛焰从b点移动到c点后，应该将光屏向________移到某一位置（选填“左”或“右”），才能在屏上光屏上成________、________的实像，________就是利用这一成像规律工作的（填光学仪器）．
（3）小宇做完实验后，又想用手表代替蜡烛，看在光屏上能成什么样的像．于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图（甲）所示．把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图（乙）所示．移动光屏直到成清晰像为止．此时表盘在光屏上所成的像是图（丙）中的哪一个？________．

Answer 1

解：（1）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）①把蜡烛放在e点，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像．
②蜡烛在a、b、c、d四点时，物距大于焦距，凸透镜成实像，蜡烛在a点，物距最大，像最小；蜡烛在d点，物距最小，像最大．
③蜡烛在b点，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
④蜡烛在b点和a点，物距大于焦距，凸透镜成实像．把烛焰从b点移动到c点后，物距减小，像距增大，所以光屏向右移动，才能在光屏上接到清晰的像．
蜡烛在c点，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
（3）如图，时针在右上方，经凸透镜的光心会会聚在光屏的左下方，分针在右下方，经凸透镜的光心会聚在光屏的左上方，所以手表经凸透镜成像为图D．
故答案为：（1）同一高度；（2）①e；②a；d；③倒立；缩小；照相机（或摄像机）；④右；倒立；放大；幻灯机（或投影仪）；（3）D．
分析：（1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（2）凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像．
凸透镜成像时，物距大于焦距时成实像，凸透镜成实像时，物距越小，像距越大，像越大．
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．
（3）根据光线过光心不改变方向进行判断．
点评：本题主要考查了三个问题：
（1）光线过透镜的光心不改变方向．
（2）凸透镜成像的三种情况和应用．
（3）凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大．