4.(威海中考)探究凸透镜成像的规律。

第一步:测量凸透镜焦距
(1)让太阳光依次通过多个带孔的挡板,得到平行光后照射到凸透镜上,如图甲所示。若想找到透镜焦点,应(选填“顺时针”“逆时针”)旋转透镜。找到焦点的位置后,测出透镜的焦距为15 cm。
第二步:探究成像规律
正确安装并调节实验器材,实验过程中凸透镜始终处于50 cm刻度处。
(2)图乙中光屏上(选填“能”或“不能”)承接到清晰的像。
(3)将蜡烛移至15 cm刻度处,若想在光屏上承接到清晰的像,光屏应向(选填“左”或“右”)移动,请写出生活中利用该成像特点的一个实例。
(4)当光屏上成清晰的像时,若用遮光板遮住透镜上半部分,像如何变化?。若把红色、蓝色两张透明玻璃片从左到右依次放置在蜡烛和凸透镜之间,光屏上是否仍然成像?(选填“是”或“否”)。

4.(1)顺时针 (2)不能 (3)左 照相机 (4)像仍然完整但会变暗 否

【分析】
首先，测量凸透镜焦距时，平行光入射凸透镜需调整透镜使主光轴与平行光平行，才能让光线会聚到焦点，结合图甲光线方向，应顺时针旋转透镜。探究成像规律时，已知焦距f=15cm，凸透镜固定在50cm刻度处，需根据物距与焦距的关系，结合凸透镜成像规律分析各问题：
(2) 先计算图乙中物距，再对比像距要求判断光屏能否承接像；
(3) 蜡烛移动后重新计算物距，根据成像规律确定像距范围，进而判断光屏移动方向，再对应生活应用；
(4) 分析遮挡透镜和放置色光玻璃片对成像的影响。
【解析】
(1) 平行光经凸透镜会聚时，需使透镜主光轴与入射平行光平行，图甲中光线斜向右下，顺时针旋转透镜可让主光轴与光线平行，从而找到焦点，故填顺时针。
(2) 物距u=50cm-30cm=20cm，已知f=15cm，满足f＜u＜2f，根据成像规律，此时像距需v＞2f=30cm，而图乙中像距v=80cm-50cm=30cm，不满足要求，因此光屏不能承接清晰像，填不能。
(3) 蜡烛移至15cm刻度处，物距u=50cm-15cm=35cm＞2f，此时像距应在f与2f之间（15cm~30cm），即光屏需在65cm~80cm刻度处，原光屏在80cm处，故需向左移动；该成像为倒立缩小实像，生活中照相机利用此特点，故填左、照相机。
(4) 遮住透镜上半部分，透镜下半部分仍能折射光线，像完整但光线减少，故变暗；红色玻璃仅透过红光，蓝色玻璃仅透过蓝光，光线依次经过时，红光被蓝色玻璃吸收，无光线到达透镜，因此光屏不能成像，填否。
【答案】
(1)顺时针 (2)不能 (3)左；照相机 (4)像仍然完整但会变暗；否
【知识点】
凸透镜焦距测量；凸透镜成像规律；光的折射
【点评】
本题围绕凸透镜成像规律展开，涵盖焦距测量、成像特点应用及特殊情况分析，是中考光学核心题型，需熟练掌握规律并灵活应用。
【难度系数】
0.5

5.(大庆中考)某实验小组进行探究凸透镜成像的实验,操作如下:

(1)实验前,调整烛焰和光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度。
(2)正确测出凸透镜的焦距$f$,当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时光屏上所成像的特点与（选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）原理相同。
(3)若仅将图甲中凸透镜换成焦距相同直径较小的凸透镜,光屏上所成的像与原来相比（选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了。
(4)若仅将图甲中凸透镜换成直径大小相同、焦距稍小的凸透镜,则需将光屏（选填“向左”或“向右”）移动才能成清晰的像。
(5)如图乙所示,凸透镜的焦距为10 cm,保持光屏位置不变,让蜡烛和凸透镜分别以4 cm/s和2 cm/s的速度,同时沿光具座匀速向左运动,经过2.5 s,光屏上成清晰（选填“放大”“等大”或“缩小”）的像。

5.(2)投影仪 (3)变暗 (4)向左 (5)等大

【分析】
本题围绕凸透镜成像规律展开，需结合物距、像距与焦距的关系分析成像特点，以及透镜更换、物体运动时的像的变化情况，逐步推导各小问的答案。
(2) 先确定图甲中物距和像距，依据凸透镜成像规律判断成像类型；
(3) 分析换用小直径同焦距透镜时，透镜通光量变化对像的影响；
(4) 分析换用小焦距透镜时，透镜会聚能力变化对像距的影响；
(5) 通过速度公式计算2.5s后蜡烛和凸透镜的位置，求出此时物距，结合焦距判断成像特点。
【解析】
(2) 图甲中，蜡烛位于25cm刻度处，凸透镜位于40cm刻度处，物距$ u = 40cm - 25cm = 15cm $；光屏位于70cm刻度处，像距$ v = 70cm - 40cm = 30cm $。此时$ f ＜ u ＜ 2f $，$ v ＞ 2f $，成倒立、放大的实像，与投影仪原理相同。
(3) 换成焦距相同、直径较小的凸透镜，透镜的焦距不变，成像的大小、位置不变，但透镜通光量减少，会聚的光线减少，因此光屏上的像会变暗。
(4) 换成直径相同、焦距稍小的凸透镜，透镜的会聚能力增强，光线提前会聚，像距变小，因此需将光屏向左移动才能成清晰的像。
(5) 已知焦距$ f = 10cm $，初始时蜡烛在25cm，凸透镜在40cm，光屏在55cm。经过2.5s，蜡烛向左移动的距离$ s_{烛} = v_{烛}t = 4cm/s×2.5s = 10cm $，蜡烛位置为$ 25cm - 10cm = 15cm $；凸透镜向左移动的距离$ s_{透} = v_{透}t = 2cm/s×2.5s = 5cm $，凸透镜位置为$ 40cm - 5cm = 35cm $。此时物距$ u = 35cm - 15cm = 20cm $，$ u = 2f = 2×10cm = 20cm $，根据凸透镜成像规律，当$ u = 2f $时，成倒立、等大的实像，故光屏上成清晰的等大的像。
【答案】
(2)投影仪；(3)变暗；(4)向左；(5)等大
【知识点】
凸透镜成像规律；透镜的会聚作用；速度公式应用
【点评】
本题综合考查凸透镜成像规律的应用，涵盖透镜更换、物体运动等场景，需要学生熟练掌握成像规律并能结合物理公式灵活分析，是对光学知识的综合考查。
【难度系数】
0.5