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3. 图5-3-2是小强同学用蜡烛、凸透镜和光屏研究凸透镜成像规律的实验装置示意图，其中还需要调整的是
图5-3-2
使烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上
。调整后烛焰能在光屏上成倒
（选填“正”或“倒”）立的实像，若想使像变大，应将蜡烛向右
（选填“左”或“右”）移。实验时间过长，若不随时调整高度，蜡烛将会消耗，光屏上烛焰的像将会上升
（选填“上升”或“下降”）。图5-3-2
答案
使烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上 倒 右 上升
【解析】实验时间过长,若不随时调整高度,蜡烛将会消耗,烛焰会下降,根据凸透镜成像规律可知,成实像时像是倒立的,烛焰下降,光屏上烛焰的像会上升。
【解析】实验时间过长,若不随时调整高度,蜡烛将会消耗,烛焰会下降,根据凸透镜成像规律可知,成实像时像是倒立的,烛焰下降,光屏上烛焰的像会上升。
解析
【分析】
要解答本题，需先观察实验装置的问题：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，会导致像无法成在光屏中央，因此首先要调整光屏高度，使三者中心在同一高度。接着结合凸透镜成像规律分析：当物距大于焦距时成倒立实像；根据“物近像远像变大”，要让像变大需减小物距，蜡烛应向右移；蜡烛燃烧变短后，烛焰下移，由于实像与物体倒立，像的移动方向与烛焰相反，会上升。
【解析】
1. 实验装置调整：实验前需保证烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度，才能让像成在光屏中央，图中光屏位置偏高，需调整光屏高度，使三者中心共线。
2. 成像性质：调整后烛焰在凸透镜一倍焦距外，根据凸透镜成像规律，此时成倒立的实像。
3. 像的大小变化：根据“物近像远像变大”，要使实像变大，需减小物距，即蜡烛向靠近透镜的右侧移动。
4. 蜡烛燃烧的影响：蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，因凸透镜成实像时像与物体上下颠倒，所以烛焰下降时，光屏上的像会向相反方向上升。
【答案】
使烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上；倒；右；上升
【知识点】
凸透镜成像规律；实验装置调整；实像特点
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的操作要点和规律应用，是光学实验的基础题型，需掌握实验注意事项及成像规律，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需先观察实验装置的问题：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，会导致像无法成在光屏中央，因此首先要调整光屏高度，使三者中心在同一高度。接着结合凸透镜成像规律分析：当物距大于焦距时成倒立实像；根据“物近像远像变大”，要让像变大需减小物距，蜡烛应向右移；蜡烛燃烧变短后，烛焰下移，由于实像与物体倒立，像的移动方向与烛焰相反，会上升。
【解析】
1. 实验装置调整：实验前需保证烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度，才能让像成在光屏中央，图中光屏位置偏高，需调整光屏高度，使三者中心共线。
2. 成像性质：调整后烛焰在凸透镜一倍焦距外，根据凸透镜成像规律，此时成倒立的实像。
3. 像的大小变化：根据“物近像远像变大”，要使实像变大，需减小物距，即蜡烛向靠近透镜的右侧移动。
4. 蜡烛燃烧的影响：蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，因凸透镜成实像时像与物体上下颠倒，所以烛焰下降时，光屏上的像会向相反方向上升。
【答案】
使烛焰、透镜、光屏三者的中心在同一高度上；倒；右；上升
【知识点】
凸透镜成像规律；实验装置调整；实像特点
【点评】
本题考查凸透镜成像实验的操作要点和规律应用，是光学实验的基础题型，需掌握实验注意事项及成像规律，难度适中。
【难度系数】
0.6
4.(2024,大庆)某实验小组探究凸透镜成像的实验装置如图5-3-3所示。
图5-3-3
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图5-3-3所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,这个凸透镜的焦距可能是
A.5 cm B.10 cm
C.20 cm D.30 cm
(2)小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,他可以将光屏向
(3)完成上述探究后,小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板,透过玻璃板能看到烛焰正立、
图5-3-3
(1)当蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图5-3-3所示时,光屏上出现一个清晰的烛焰的像,这个凸透镜的焦距可能是
B
。A.5 cm B.10 cm
C.20 cm D.30 cm
(2)小庆同学把蜡烛向右移动一小段距离,发现光屏上烛焰的像变模糊了。要在光屏上得到烛焰清晰的像,他可以将光屏向
右
(选填“左”或“右”)移动。(3)完成上述探究后,小庆同学把凸透镜换成一块薄玻璃板,透过玻璃板能看到烛焰正立、
等大
(选填“放大”“缩小”或“等大”)的像,把光屏移到像所在的位置,直接观察光屏,光屏上没有
(选填“有”或“没有”)烛焰的像。答案
(1)B (2)右 (3)等大 没有
【解析】(1)由题图知,此时物距为40 cm -10 cm = 30 cm,由凸透镜成像规律知道,此时 u ＞ 2f,即30 cm ＞2f ①;像距v=55 cm -40 cm =15 cm,此时2f ＞ v ＞ f,即 2f ＞ 15 cm ＞ f②。联立①②解得7.5 cm ＜ f ＜ 15 cm,选项 B 符合题意。(2)把蜡烛向右移动一小段距离,物距减小,像距增大,故应将光屏向右移动。(3)平面镜成正立、等大的虚像,虚像不能在光屏上呈现,所以光屏上没有这个像。
【解析】(1)由题图知,此时物距为40 cm -10 cm = 30 cm,由凸透镜成像规律知道,此时 u ＞ 2f,即30 cm ＞2f ①;像距v=55 cm -40 cm =15 cm,此时2f ＞ v ＞ f,即 2f ＞ 15 cm ＞ f②。联立①②解得7.5 cm ＜ f ＜ 15 cm,选项 B 符合题意。(2)把蜡烛向右移动一小段距离,物距减小,像距增大,故应将光屏向右移动。(3)平面镜成正立、等大的虚像,虚像不能在光屏上呈现,所以光屏上没有这个像。
解析
【分析】
本题是光学实验题，需结合凸透镜成像规律和平面镜成像特点解题。第(1)问先确定物距和像距，再根据凸透镜成实像时“物距大于2倍焦距，像距在1倍到2倍焦距之间”的规律，列不等式求解焦距范围，从而选出正确选项；第(2)问根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，判断光屏的移动方向；第(3)问将凸透镜换成玻璃板，相当于平面镜，结合平面镜成像特点分析像的性质和光屏能否承接。
【解析】
(1) 由图可知，蜡烛在光具座10cm刻度处，凸透镜在40cm刻度处，物距u=40cm -10cm=30cm；光屏在55cm刻度处，像距v=55cm -40cm=15cm。此时光屏上成清晰的实像，根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，f＜v＜2f，因此可得：
30cm ＞ 2f ①
f ＜15cm ＜2f ②
联立①②，解不等式②得7.5cm ＜f ＜15cm，结合选项，只有B选项（10cm）符合该范围，故选B。
(2) 凸透镜成实像时，物距减小，像距会增大。蜡烛向右移动，物距减小，因此需要将光屏向右移动，才能再次得到清晰的像。
(3) 把凸透镜换成薄玻璃板，玻璃板相当于平面镜，根据平面镜成像特点，成正立、等大的虚像；虚像不能呈现在光屏上，所以将光屏移到像的位置，直接观察光屏，光屏上没有烛焰的像。
【答案】
(1) B；(2) 右；(3) 等大；没有
【知识点】
凸透镜成像规律；平面镜成像特点；光具座的使用
【点评】
本题考查光学实验中凸透镜成像规律和平面镜成像的基本应用，是光学部分的基础题型，需要学生熟练掌握成像规律的内容，能结合实验装置分析物距、像距的变化对成像的影响，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题是光学实验题，需结合凸透镜成像规律和平面镜成像特点解题。第(1)问先确定物距和像距，再根据凸透镜成实像时“物距大于2倍焦距，像距在1倍到2倍焦距之间”的规律，列不等式求解焦距范围，从而选出正确选项；第(2)问根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律，判断光屏的移动方向；第(3)问将凸透镜换成玻璃板，相当于平面镜，结合平面镜成像特点分析像的性质和光屏能否承接。
【解析】
(1) 由图可知，蜡烛在光具座10cm刻度处，凸透镜在40cm刻度处，物距u=40cm -10cm=30cm；光屏在55cm刻度处，像距v=55cm -40cm=15cm。此时光屏上成清晰的实像，根据凸透镜成像规律，当u＞2f时，f＜v＜2f，因此可得：
30cm ＞ 2f ①
f ＜15cm ＜2f ②
联立①②，解不等式②得7.5cm ＜f ＜15cm，结合选项，只有B选项（10cm）符合该范围，故选B。
(2) 凸透镜成实像时，物距减小，像距会增大。蜡烛向右移动，物距减小，因此需要将光屏向右移动，才能再次得到清晰的像。
(3) 把凸透镜换成薄玻璃板，玻璃板相当于平面镜，根据平面镜成像特点，成正立、等大的虚像；虚像不能呈现在光屏上，所以将光屏移到像的位置，直接观察光屏，光屏上没有烛焰的像。
【答案】
(1) B；(2) 右；(3) 等大；没有
【知识点】
凸透镜成像规律；平面镜成像特点；光具座的使用
【点评】
本题考查光学实验中凸透镜成像规律和平面镜成像的基本应用，是光学部分的基础题型，需要学生熟练掌握成像规律的内容，能结合实验装置分析物距、像距的变化对成像的影响，难度适中。
【难度系数】
0.6
5.如图5-3-4所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，其中一步是调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，目的是使烛焰的像
(1)蜡烛放在
(2)蜡烛放在
(3)蜡烛放在
(4)蜡烛放在
成在光屏的中央
。若凸透镜位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d各点，分别调节光屏的位置。(1)蜡烛放在
d
点时，光屏上出现的像最大。(2)蜡烛放在
a
点时，光屏上出现的像最小。(3)蜡烛放在
d
点时，当光屏上出现清晰的像时，光屏距透镜最远。(4)蜡烛放在
e
点时，无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到烛焰的像，但透过透镜却可以观察到放大
（选填“缩小”“等大”或“放大”）的像。答案
成在光屏的中央 (1)d (2)a (3)d (4)e 放大
【解析】为了保证烛焰的像成在光屏的中央,则烛焰、凸透镜及光屏的中心必须在同一高度上。(1)光屏上出现的像是实像,凸透镜成实像时,蜡烛在凸透镜的焦点以外,物距越小,像越大,所以蜡烛放在d点时,光屏上的像最大。(2)u ＞ 2f,成倒立、缩小的实像,物距越大,像越小,所以蜡烛放在a点时,光屏上的像最小。(3)蜡烛放在d点时,当光屏上出现清晰的像时,物距最近,所以像距最远,即光屏距透镜最远。(4)u ＜ f,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现到光屏上,所以蜡烛放在e点,光屏上不能承接到像,但透过透镜却可以观察到一个放大的虚像。
【解析】为了保证烛焰的像成在光屏的中央,则烛焰、凸透镜及光屏的中心必须在同一高度上。(1)光屏上出现的像是实像,凸透镜成实像时,蜡烛在凸透镜的焦点以外,物距越小,像越大,所以蜡烛放在d点时,光屏上的像最大。(2)u ＞ 2f,成倒立、缩小的实像,物距越大,像越小,所以蜡烛放在a点时,光屏上的像最小。(3)蜡烛放在d点时,当光屏上出现清晰的像时,物距最近,所以像距最远,即光屏距透镜最远。(4)u ＜ f,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现到光屏上,所以蜡烛放在e点,光屏上不能承接到像,但透过透镜却可以观察到一个放大的虚像。
解析
【分析】
首先明确实验中调整蜡烛、凸透镜、光屏高度的目的是让像成在光屏中央；再根据凸透镜成像规律：实像需物距大于焦距，且物距越小，像越大、像距越大；物距越大，像越小、像距越小；当物距小于焦距时，成虚像，虚像无法用光屏承接，只能透过透镜观察。结合各点位置（a在2f外，b在2f处，c、d在f和2f之间，e在f内），对应分析各问题。
【解析】
1. 调整三者高度的目的：实验中调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使三者中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央。
2. (1) 光屏上的像是实像，凸透镜成实像时，物距需大于焦距，且物距越小，像越大。d点位于f和2f之间，且比c点更靠近焦点，物距更小，因此蜡烛放在d点时，光屏上的像最大。
3. (2) 当物距大于2f时，成倒立缩小的实像，且物距越大，像越小。a点位于2f外，物距最大，因此蜡烛放在a点时，光屏上的像最小。
4. (3) 实像中，物距越小，像距越大。d点物距最小，因此光屏距透镜最远。
5. (4) 当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，虚像无法呈现在光屏上。e点位于焦点内，因此蜡烛放在e点时，光屏上得不到像，透过透镜可观察到放大的像。
【答案】
成在光屏的中央；(1)d；(2)a；(3)d；(4)e；放大
【知识点】
凸透镜成像规律；实验操作要求
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用及实验基本操作，需学生掌握物距与像的性质、像距的关系，属于光学实验的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先明确实验中调整蜡烛、凸透镜、光屏高度的目的是让像成在光屏中央；再根据凸透镜成像规律：实像需物距大于焦距，且物距越小，像越大、像距越大；物距越大，像越小、像距越小；当物距小于焦距时，成虚像，虚像无法用光屏承接，只能透过透镜观察。结合各点位置（a在2f外，b在2f处，c、d在f和2f之间，e在f内），对应分析各问题。
【解析】
1. 调整三者高度的目的：实验中调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使三者中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央。
2. (1) 光屏上的像是实像，凸透镜成实像时，物距需大于焦距，且物距越小，像越大。d点位于f和2f之间，且比c点更靠近焦点，物距更小，因此蜡烛放在d点时，光屏上的像最大。
3. (2) 当物距大于2f时，成倒立缩小的实像，且物距越大，像越小。a点位于2f外，物距最大，因此蜡烛放在a点时，光屏上的像最小。
4. (3) 实像中，物距越小，像距越大。d点物距最小，因此光屏距透镜最远。
5. (4) 当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，虚像无法呈现在光屏上。e点位于焦点内，因此蜡烛放在e点时，光屏上得不到像，透过透镜可观察到放大的像。
【答案】
成在光屏的中央；(1)d；(2)a；(3)d；(4)e；放大
【知识点】
凸透镜成像规律；实验操作要求
【点评】
本题考查凸透镜成像规律的应用及实验基本操作，需学生掌握物距与像的性质、像距的关系，属于光学实验的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
