Question

18．在某次探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中：
（1）小明想知道實(shí)驗(yàn)中某塊透鏡的焦距做了實(shí)驗(yàn)甲，鏡面垂直于陽光，在透鏡下面放上白紙（紙、鏡平行），測出透鏡與白紙間距s/cm與對應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t/min，繪出圖象乙，可判斷該透鏡的焦距f為12cm．

（2）如果實(shí)驗(yàn)中固定好透鏡和蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論如何移動光屏，光屏上只有一個與透鏡大小幾乎相同的光斑，其原因可能是蠟燭在焦點(diǎn)處．
（3）如圖丙，當(dāng)把一塊焦距為15cm的凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時(shí)，光屏應(yīng)在Ⅱ（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）區(qū)域內(nèi)左右移動，才能在光屏上得到清晰的實(shí)像．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，燃燒的蠟燭在不斷縮短，導(dǎo)致燭焰的像不在光屏的中央，為了使其能成在光屏中央，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請寫出一種可行的方法：向上移動光屏．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖乙找出白紙被烤焦的最短時(shí)間，所對應(yīng)的透鏡與白紙間距即為焦距；
（2）由焦點(diǎn)發(fā)出的光，經(jīng)凸透鏡平行主光軸射出；
（3）根據(jù)物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，像距處于1倍和2倍焦距之間的特點(diǎn)進(jìn)行分析；
（4）凸透鏡成的實(shí)像是倒立的，像與物體的變化方向恰好相反．

解答 解：（1）由圖乙可知，當(dāng)透鏡與白紙間距S=12cm時(shí)，白紙被烤焦的時(shí)間t=4min，所用的時(shí)間最短，說明太陽光經(jīng)過凸透鏡會聚后該點(diǎn)的溫度最高，這個點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)，則測出透鏡與白紙間距即為焦距f=12cm．
（2）實(shí)驗(yàn)中固定好透鏡和蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論如何移動光屏，光屏只有一個與透鏡大小幾乎相同的光斑，
說明光平行主光軸射出，則可能將蠟燭置于焦點(diǎn)處了．
（3）凸透鏡焦距是15cm，當(dāng)把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時(shí)，物距為50cm-15cm=35cm，大于2倍焦距，所以此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像，像在1倍和2倍焦距之間；故選擇在Ⅱ區(qū)間移動；
（4）蠟燭在燃放中不斷縮短，向下移動，光屏上的像向上移動，要使像能夠成在光屏中央，可向上移動光屏、向上移動蠟燭或向下移動凸透鏡．
故答案為：（1）12；（2）蠟燭在焦點(diǎn)處；（3）Ⅱ；（4）向上移動光屏．

點(diǎn)評 此題是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，考查了凸透鏡成像規(guī)律及應(yīng)用，不僅要掌握成像特點(diǎn)與物距像距之間的關(guān)系，而且要善于總結(jié)規(guī)律．