Question

13．如圖所示是探究凸透鏡成像規(guī)律的光具座．有長度規(guī)格分別為0.6m、1.2m、1.8m三個(gè)光具座．小明用下列器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：長度適中的蠟燭一支、光屏一塊．焦距為300mm的凸透鏡．火柴一盒．
（1）為了能探究普遍適用的規(guī)律，應(yīng)選擇長度規(guī)格為1.8m的光具座．
（2）在光具座上由左向右依次放置蠟燭、凸透鏡和光屏．調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭餡中心大致在同一高度．固定蠟燭和凸透鏡后，小明左右移動(dòng)光屏，卻始終在光屏上找不到像，可能的原因是：蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上（任寫一個(gè)，合理即可）
（3）經(jīng)過調(diào)整后，小明同學(xué)左右移動(dòng)光屏．在光屏上可以找到-個(gè)清晰的、縮小的像．此時(shí)，像距小于物距（選填“大于”“小于”或“等于”）下列光學(xué)器材中，①⑤（填序號(hào)）是根據(jù)該成像原理制成的．
①照相機(jī)   ②投影儀    ③放大鏡   ④電影機(jī)   ⑤攝像機(jī)   ⑥汽車觀后鏡．
（4）固定凸透鏡，將蠟燭與光屏互換位置，此時(shí)光屏上能（選填“能”“不能”或“無法確定”）得到清晰的實(shí)像．固定蠟燭和光屏，將透鏡左右移動(dòng)，最多可以得到3個(gè)像．

Answer 1

分析 （1）選用凸透鏡的依據(jù)是光具座的標(biāo)尺刻度范圍，若透鏡的焦距過大，則有可能出現(xiàn)光具座的端點(diǎn)與凸透鏡之間的距離滿足不了物距或者像距大于二倍焦距這個(gè)要求，導(dǎo)致不易觀察物體在凸透鏡中的各種物距下的成像情況．若焦距過小，則會(huì)出現(xiàn)研究物體在一倍焦距與二倍焦距之間的成像情況時(shí)，改變物體位置，容易超過其范圍：超過二倍焦距，或低于一倍焦距；
（2）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會(huì)成在光屏上的；②成實(shí)像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實(shí)像，但光屏上顯示不出來；③不成像，當(dāng)物體位于焦點(diǎn)上，即u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像；
（3）當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立縮小實(shí)像，照相機(jī)是根據(jù)這個(gè)原理制成的；
（4）根據(jù)光的可逆性，成縮小的像，互換位置后成放大的像，在物距等于2倍焦距時(shí)，也可以成像．

解答 解：（1）選擇焦距為30cm的凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于物距大于2倍焦距，大于1倍焦距小于2倍焦距，小于焦距時(shí)的各種成像的規(guī)律；像距大于1倍焦距小于2倍焦距，大于2倍焦距時(shí)，物距與像距之和大于或等于4f，故選1.8m的光具座；
（2）物體此時(shí)距透鏡的距離有可能恰好為一倍焦距，此時(shí)物體不成像．所以光屏上沒有清晰的像．
物體此時(shí)距透鏡的距離有可能小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像，由于虛像不是由實(shí)際光線會(huì)聚而成，所以光屏上也不會(huì)有清晰的像．
物體此時(shí)的距離即使大于一倍焦距，成實(shí)像，若蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上，此時(shí)光屏上也不會(huì)有清晰的像．故有以下三種可能：
①物體距透鏡的距離為一倍焦距，物體不成像；
②物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像；
③蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；
（3）照相機(jī)、攝像機(jī)是根據(jù)當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，凸透鏡成倒立縮小實(shí)像的原理制成的，像距小于物距；
（4）根據(jù)光的可逆性，可成放大的、等大的、縮小的像，故最多可成三個(gè)像．
故答案為：（1）1.8；（2）蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；（3）小于；①⑤；（4）能；3．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律，主要考查了實(shí)驗(yàn)的探究過程及成像規(guī)律的應(yīng)用，常見題目．