Question

如图所示，主光轴上有一点光源，在透镜的另一侧有一光屏．光屏、点光源通过凸透镜在光屏上形成一个光斑，现让光屏稍微靠近凸透镜，光斑的面积会减小，设凸透镜的焦距为f，由此可判断

1. A.
   d一定小于f
2. B.
   d一定大于2f
3. C.
   d一定大于f，小于2f
4. D.
   d可能大于2f，也可能小于f

Answer 1

D
分析：题目中光斑可能是点光源的像，可能是一个比较大的光斑．
根据凸透镜作图做出物体在二倍焦距以外、一倍焦距和二倍焦距之间，一倍焦距以内时点光源射出的光线经凸透镜折射后的光路，根据光屏靠近凸透镜时光斑减小得出答案．
点光源在一倍焦距以内时，和点光源放在焦点上进行比较，得出光线会聚后大致的位置．
点光源放在一倍焦距和二倍焦距之间，根据折射光线经凸透镜能成倒立、放大的实像，会聚在主光轴上的光路，判断光屏上光斑情况．
点光源放在二倍焦距以外，根据折射光线经凸透镜成倒立、缩小的实像，会聚在主光轴上的光路，判断光屏上光斑的情况．
解答：如图一，点光源在焦点上，点光源射出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴．（如黑色的光线）
当点光源在一倍焦距以内，点光源射出的光线，经凸透镜之后也会聚一些，但是不会到达平行光线的位置，如红色光线会聚在光屏上，形成比较大的光斑，光屏向凸透镜靠近时，光斑会减小．
如图二，点光源在一倍焦距和二倍焦距之间，点光源在另一侧会形成倒立、放大的实像，光屏没有放在实像的位置，而是放在和点光源距凸透镜等距离的位置上，光屏靠近凸透镜光斑会增大．
如图三，点光源在二倍焦距以外，点光源在另一侧会形成倒立、缩小的实像，到达实像位置后，光线继续向外传播，光屏没有放在实像的位置，而是放在和点光源距凸透镜等距离的位置上，光屏靠近凸透镜光斑会减小．
所以光屏和点光源与凸透镜等距离时，当点光源在一倍焦距以内和二倍焦距以外，光屏上形成光斑，光屏靠近凸透镜时，光斑减小．

故选D．
点评：凸透镜成实像时，折射光线到达实像位置，如果没有光屏承接，眼睛是看不到的，并且折射光线会继续向外传播，这点学生容易忽视．