Question

小明同學(xué)用一個(gè)焦距未知的凸透鏡、蠟燭、光屏探究凸透鏡成像規(guī)律．
（1）由圖1可知，凸透鏡的焦距是

15

cm．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在

同一高度

_；這樣做的目的是使像成在

光屏的中央

．
（2）如圖2所示，若在光屏上（光屏未畫出）能得到清晰放大的燭焰實(shí)像，則蠟燭可能置于透鏡左邊a、b、c、d四點(diǎn)中的

c

 點(diǎn)上，此成像特點(diǎn)可應(yīng)用在

幻燈機(jī)或投影儀

上．放在

a

點(diǎn)可以在光屏上看到一個(gè)倒立、縮小的像．放在d點(diǎn)時(shí)，光屏上

不能

（能/不能）接受到像，此時(shí)成的是

正立

、

放大的

、

虛

像，要想看到這個(gè)像，眼睛應(yīng)從圖2中

甲

的箭頭方向看，生活中的

放大鏡

鏡就是應(yīng)用了該規(guī)律．
（3）小明依次將蠟燭、凸透鏡、光屏放置在光具座上，如圖3所示，按（1）的要求調(diào)整好三者中心的位置，但無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上始終都沒(méi)能看到燭焰所成的像．原因可能是（寫出一個(gè)原因即可）

物體在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)

．
（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，小明發(fā)現(xiàn)蠟燭離透鏡越遠(yuǎn)，光屏上得到清晰的像越

小

（填“大”或“小”）．當(dāng)把蠟燭向凸透鏡靠近時(shí)，要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)

遠(yuǎn)離

凸透鏡（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”），此時(shí)在光屏上已成清晰的像是

倒立

的（填“倒立”或“正立”）．如果沒(méi)有移動(dòng)光屏使像清晰，則會(huì)影響

像距

的測(cè)量．
（5）若在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)光屏上燭焰所成的像偏下，為了使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，應(yīng)該向

下

（選填“上”或“下”）調(diào)節(jié)蠟燭的位置，或向

上

（選填“上”或“下”）調(diào)節(jié)凸透鏡的位置．

Answer 1

分析：（1）要解決此題，首先要掌握焦點(diǎn)和焦距的概念：平行于主光軸的光線會(huì)聚于一點(diǎn)，此點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn)．由焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測(cè)量薄透鏡的焦距時(shí)，可以測(cè)出從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離即可．
在實(shí)驗(yàn)中，為使像能成在光屏的中心，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度．
（2）凸透鏡成像的三種情況及其應(yīng)用：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡和老花鏡．
（3）光屏上不能成像的原因，可能物體放在凸透鏡的焦點(diǎn)上不能成像，或物體在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)不能成實(shí)像．
（4）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．搞清像距和物距之間的關(guān)系．知道物距越大，像距越小，成的像也越小；物距越小，像距越大，成的像也越大．
能在光屏上承接到的像都是倒立的實(shí)像，測(cè)量像距時(shí)，要等到光屏上的像清晰才可以測(cè)量，否則會(huì)影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性．
（5）光線過(guò)凸透鏡的光心不改變方向，根據(jù)這個(gè)規(guī)律判斷蠟燭或凸透鏡移動(dòng)的位置．

解答：解：（1）凸透鏡正對(duì)平行光，屏上呈現(xiàn)出最小最亮的光斑，此光斑便為焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離為焦距．
所以此凸透鏡的焦距為：f=60cm-45cm=15cm．
燭焰、凸透鏡、光屏三者中心大致在同一高度，是為了使像成在光屏的中央．
（2）當(dāng)蠟燭放在c點(diǎn)，2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)或投影儀．
當(dāng)蠟燭放在a點(diǎn)，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像．
放在d點(diǎn)時(shí)，此時(shí)u＜f，此時(shí)成的是正立、放大的、虛像，光屏上不能接受到這個(gè)虛像；
此時(shí)物像同側(cè)，要想看到這個(gè)像，眼睛應(yīng)從圖2中甲的箭頭方向看，生活中的放大鏡鏡就是應(yīng)用了該規(guī)律．
（3）光屏上不能成像的原因，可能物體放在凸透鏡的焦點(diǎn)上不能成像，或物體在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)不能成實(shí)像．
（4）蠟燭離透鏡越遠(yuǎn)即物距越大，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，所成的像越�。�
當(dāng)把蠟燭向凸透鏡靠近時(shí)，物距減小，所以成的像會(huì)變大，物距也會(huì)變大，因此光屏應(yīng)遠(yuǎn)離凸透鏡．
在光屏上已成清晰的像是倒立的，如果沒(méi)有移動(dòng)光屏使像清晰，則會(huì)影響像距的測(cè)量．
（5）根據(jù)光線過(guò)光心不改變方向，如圖，像成在光屏的下方，要使像成在光屏的中央位置，可以讓蠟燭向下移動(dòng)，或凸透鏡向上移動(dòng)，或光屏向下移動(dòng)．
故答案為：（1）15；同一高度；光屏的中央；
（2）c；幻燈機(jī)或投影儀；a；不能；正立；放大的；虛；甲；放大鏡；
（3）物體在凸透鏡的一倍焦距以內(nèi)；
（4）�。贿h(yuǎn)離；倒立；像距；
（5）下；上．

點(diǎn)評(píng)：此題是探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的要求，考查了凸透鏡成像的特點(diǎn)與物距的關(guān)系、像距與物距的關(guān)系．同時(shí)還考查了實(shí)像的概念，知道凸透鏡成的實(shí)像都是倒立的．在平時(shí)學(xué)習(xí)中要善于總結(jié)規(guī)律．