Question

11．小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材，探究凸透鏡成像的規(guī)律．
（1）如圖甲所示，將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，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(cè)得凸透鏡的焦距是10.0cm．
（2）當(dāng)物距為8cm時(shí)，移動(dòng)光屏．此時(shí)光屏不能（填“能”或“不能”）承接到蠟燭的像．說(shuō)明此時(shí)凸透鏡成虛（填“實(shí)”或“虛”）像．
（3）當(dāng)物距為15cm時(shí)，此時(shí)凸透鏡成的像是圖乙中的D（填字母），應(yīng)用這一原理制成的光學(xué)儀器有投影儀（寫(xiě)一個(gè)即可）．
（4）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，要使?fàn)T焰像仍然成在光屏中心，應(yīng)將光屏向上（選填“上”或“下”）移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）u＜f，成正立、放大的虛像；
（3）凸透鏡成像的三種情況及應(yīng)用：
①U＞2f時(shí)，凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像，2f＞V＞f．其應(yīng)用是照相機(jī)；
②2f＞U＞f時(shí)，凸透鏡成倒立放大的實(shí)像，V＞2f．應(yīng)用于幻燈機(jī)或投影儀；
③U＜f時(shí)，凸透鏡成正立放大的虛像．物像異側(cè)，放大鏡就是利用此原理；
（4）根據(jù)光線過(guò)透鏡的光心不改變方向，判斷蠟燭變短后，像的移動(dòng)方向．

解答 解：（1）太陽(yáng)光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，太陽(yáng)光經(jīng)凸透鏡后將會(huì)聚在焦點(diǎn)．所以把光屏置于另一側(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，這個(gè)光斑便為焦點(diǎn)．測(cè)出光斑到凸透鏡的距離，便是焦距．
由圖知，凸透鏡的焦距是40.0cm-30.0cm=10.0cm；
（2）若將蠟燭移到距凸透鏡8cm處時(shí)，此時(shí)u＜f，成正立、放大的虛像，在光屏上不能得到蠟燭的像．
（3）由題意知，f=10cm，當(dāng)燭焰距凸透鏡15cm時(shí)，物距2f＞u＞f．根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，所以此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像，故D符合實(shí)際情況．人們根據(jù)這個(gè)原理制成了投影儀和幻燈機(jī)；
（4）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，由于凸透鏡成的是倒立的實(shí)像，所以成的像將靠近光屏的上方．所以應(yīng)向上移動(dòng)光屏．
故答案為：（1）10.0；（2）．不能；虛；（3）D；投影儀；（4）上．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了粗略測(cè)量凸透鏡焦距的方法，關(guān)鍵是掌握焦點(diǎn)和焦距的概念．同時(shí)考查了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，在平時(shí)遇到問(wèn)題要善于分析原因．