Question

15．在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中．
（1）如圖甲所示，讓平行光正對(duì)著凸透鏡照射，左右移動(dòng)光屏，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f=15cm．
（2）實(shí)驗(yàn)中，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度上．
（3）為了便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)環(huán)境應(yīng)該較暗（選填“較亮”或“較暗”）一些，此實(shí)驗(yàn)過程中蠟燭燃燒后逐漸變短，則光屏上燭焰的像也將逐漸向上移動(dòng)．
（4）如圖乙所示，燭焰能在光屏上形成清晰地像，此像是倒立、放大的實(shí)像．
（5）在圖乙中，此時(shí)用遮光布遮住凸透鏡的下小半部分，則所成的燭焰的像為（B）
A．亮度相同的完整像 B．亮度稍暗的完整的像 C．不完整的像
（6）在圖乙中，保持凸透鏡的位置不變，如果蠟燭向左移動(dòng)5cm，為了在光屏上得到一個(gè)清晰的像，光屏應(yīng)該向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)．
（7）如圖丙所示，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，左右移動(dòng)光屏，在光屏上能不能得到清晰的燭焰的像？答：當(dāng)u＜f時(shí)，成正立放大的虛像，不能用光屏接收．

Answer 1

分析 （1）焦距是指從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離，根據(jù)圖甲讀出便可；
（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）凸透鏡成像時(shí)，前后光線相差越大，實(shí)驗(yàn)效果越明顯，蠟燭的像越明顯；理解倒立實(shí)像的含義，在凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物體相對(duì)于凸透鏡向下運(yùn)動(dòng)，則像向上運(yùn)動(dòng)；
（4）當(dāng)物距處于f和2f之間時(shí)，凸透鏡成倒立放大的實(shí)像
（5）透鏡成像光的折射現(xiàn)象，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會(huì)聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實(shí)像；
如果凸透鏡的口徑大，透過的光多，像就亮；口徑小，透過的光少，像就暗．
（6）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大．
（7）當(dāng)u＜f時(shí)，成正立放大的虛像，不能用光屏接收．

解答 解：（1）由圖甲知，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15cm，則凸透鏡的焦距是15cm．
（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）為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，實(shí)驗(yàn)環(huán)境應(yīng)該比較暗，這樣成的蠟燭的像更加清晰；由于成的實(shí)像是倒立的，所以蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像就應(yīng)該越向上移動(dòng)；
（4）由圖可知，蠟燭距凸透鏡20cm時(shí)，物距處于f和2f之間，成倒立、放大的實(shí)像；
（5）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，所有透過透鏡的光會(huì)聚到光屏上成像，當(dāng)將透鏡的下半部分擋住后，整個(gè)物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會(huì)有一部分光通過上半部分凸透鏡而會(huì)聚成像，因此，像與原來相同，仍然完整；由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了一半，故亮度會(huì)減弱，變暗了．
故選B．
（6）在圖乙中，保持凸透鏡的位置不變，如果蠟燭向左移動(dòng)5cm，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大，為了在光屏上得到一個(gè)清晰的像，光屏應(yīng)該向左移動(dòng)．
（7）由圖可知此時(shí)的物距為u=20cm-10cm=10cm＜15cm，成正立放大的虛像，不能用光屏接收；
故答案為：（1）15；（2）同一高度；（3）較暗；上；（4）倒立；放大；（5）B；（6）左；（7）當(dāng)u＜f時(shí)，成正立放大的虛像，不能用光屏接收．

點(diǎn)評(píng) 凸透鏡成像規(guī)律是光學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)，要解決此類問題，首先要熟練掌握成像特點(diǎn)與物距、像距的關(guān)系，對(duì)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)；同時(shí)注意探究實(shí)驗(yàn)中器材的擺放和調(diào)整．