Question

11．曉雯探究凸透鏡的成像規(guī)律，進(jìn)行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論．
（1）如圖1所示，讓太陽光正對著凸透鏡照射，把光屏置于另一側(cè)．改變光屏與凸透鏡間的距離．直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，測得凸透鏡的焦距是10cm．
（2）將蠟燭，透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度．
（3）曉雯按照實(shí)驗(yàn)步驟做了四次實(shí)驗(yàn)，圖2是第一次實(shí)驗(yàn)中蠟燭、透鏡和光屏的位置．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	A40	13	B倒立、縮小的實(shí)像
2	20	C20	倒立、等大的實(shí)像
3	13	D40	倒立、放大的實(shí)像
4	6	無	正立、放大的虛像

①在表中空格內(nèi)填寫相應(yīng)內(nèi)容．
②當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處靠近透鏡時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離透鏡，此時(shí)像比之前的大．（選填“大”或“小”）
③曉雯做到第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果用手擋住透鏡的下半部分，光屏上的像發(fā)生什么變化？
④曉雯做到第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，蠟燭由于燃燒而變短了一點(diǎn)，此時(shí)，像會(huì)成在光屏的上半部分（選填“上”或“下”），如果想讓像成在光屏中央，應(yīng)將透鏡向下移動(dòng)（選填“上”或“下”）．
⑤第4次實(shí)驗(yàn)中，光屏上接收不到像，曉雯應(yīng)該在透鏡的右側(cè)觀察，看到的像在透鏡的左側(cè)．（選填“左”或“右”）
⑥如果把物距調(diào)節(jié)到5cm，看到的像比第4次實(shí)驗(yàn)小（選填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）焦距是指從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離，根據(jù)圖1讀出便可；
（2）為使像能成在光屏的中央，應(yīng)調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度處；
（3）①據(jù)圖2得出物距和像距的關(guān)系，而后據(jù)物距的關(guān)系，結(jié)合規(guī)律分析即可判斷；
②凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大；
③物體有無數(shù)點(diǎn)組成，物體上任一點(diǎn)射向凸透鏡有無數(shù)條光線，經(jīng)凸透鏡折射后，有無數(shù)條折射光線會(huì)聚成該點(diǎn)的像．當(dāng)遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經(jīng)凸透鏡折射會(huì)聚成像．
④根據(jù)凸透鏡成倒立實(shí)像進(jìn)行分析，若物體相對于凸透鏡向下移動(dòng)，則像向上移動(dòng)；
⑤物體處于一倍焦距之內(nèi)時(shí)，成的是一個(gè)正立、放大的虛像，而虛像不能在光屏上呈現(xiàn)；此時(shí)物像在同一側(cè)；
⑥成虛像時(shí)，物距變小，像變小，物距變大，像變大；

解答 解：（1）由圖1知，光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑即為凸透鏡的焦點(diǎn)處，焦點(diǎn)到凸透鏡的距離為60.0cm-50.0cm=10.0cm，則凸透鏡的焦距是10.0cm．
（2）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度上，這樣燭焰的像才能成在光屏的中央．
（3）①據(jù)圖可知，1中，物距是40cm，所以物體處于2倍焦距以外，成倒立縮小的實(shí)像；
2中物距是20cm，即處于2倍焦距上，像距也處于另一側(cè)的2倍焦距上，成倒立、等大的實(shí)像；
3中物體處于1倍焦距和2倍焦距之間，像處于2倍焦距以外，據(jù)光路的可逆性可知，此時(shí)的像距是40cm；
②凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大，所以將蠟燭從遠(yuǎn)處逐漸向焦點(diǎn)靠近時(shí)，要想在光屏上得到清晰的燭焰的像，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離透鏡，所成的像的大小將變大．
③遮住凸透鏡的上半部，物體上任一點(diǎn)射向凸透鏡的下半部，經(jīng)凸透鏡折射后，照樣能會(huì)聚成像，像的大小不發(fā)生變化，折射光線減少，會(huì)聚成的像變暗．
④蠟燭燃燒變短，所以像成在了光屏的上方，為了使像仍在成在光屏中央，可以將透鏡向下移動(dòng)或?qū)⒐馄料蛏弦苿?dòng)；
⑤由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)物體處于一倍焦距之內(nèi)時(shí)，成的是一個(gè)正立、放大的虛像，而且物像在同一側(cè)，因此要想看到這個(gè)像，應(yīng)從凸透鏡的右側(cè)（在光屏一側(cè)）透過凸透鏡去觀察，看到的像在透鏡的左側(cè)．
⑥成虛像時(shí)，物距變小，像變小，物距變大，像變大，如果把物距調(diào)節(jié)到5cm，看到的像比第4次實(shí)驗(yàn) �。�
故答案為：（1）10cm； （2）同一高度；（3）①A：40；   B：倒立、縮小實(shí)像；  C：20；    D：40；
②遠(yuǎn)離；大；③像變暗；④上；下；⑤右；左；⑥�。�

點(diǎn)評 本題通過探究實(shí)驗(yàn)考查了凸透鏡成像的規(guī)律及應(yīng)用，要求學(xué)生對凸透鏡成像的各種情況都要熟悉；實(shí)驗(yàn)過程中，光屏上不能正常成像，或成像不清晰，或成像不在光屏中央，能分析出原因．