Question

小明同學用凸透鏡、蠟燭、光屏和光具座等器材完成“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗．
（1）為了測出凸透鏡的焦距，小明將凸透鏡正對太陽光，用一個光屏在透鏡的另一側移動，直到光屏上得到一個最小最亮的光斑，這說明凸透鏡對光線有______作用，測出光斑到凸透鏡的距離為10cm，則該透鏡的焦距為______cm．
（2）小明將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭后，無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，請你指出其中一條可能的原因：______．
（3）重新調整后，將蠟燭放在下圖中的A位置上，光屏在B位置上，為了找到清晰的像，應將光屏向______（填“左”或“右”）移動．
（4）依次改變蠟燭的位置，移動光屏，直到找到清晰的像．記錄的數(shù)據如下表．

次數(shù)	1	2	3	4	5	6
物距（cm）	40	35	30	25	20	15
像距（cm）	13.5	14	15	16.7	20	30

①在1-4次實驗中，所成的像為倒立、______的實像．在照相機和投影儀中，成像情況與此類似的是______．
②第6次的像比第5次的______（填“大”或“小”）．
（5）將蠟燭放在上圖中的C點，觀察到燭焰的正立、放大的虛像后，若希望看到更大的虛像，應將蠟燭向______（填“左”或“右”）移動．
（6）小明還想知道蠟燭火焰與光屏上成的像是否左右顛倒．請你幫他設計實驗．
你的設計方法是：______．
（7）若遮住凸透鏡的下半部分，則燭焰在光屏上的成像情況是______．（選填“完整的　　像”、“一半的像”或“無法成像”）
（8）由于蠟燭的燃燒，燭焰的高度逐漸降低，燭焰在光屏上的像將會少許偏向光屏的______
方（選填“上”或“下”）．要使像繼續(xù)成在光屏中央，可將凸透鏡適當向______（填“上”或“下”）調節(jié)．

Answer 1

解：（1）凸透鏡對光線有會聚作用．
平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點的凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，可能是蠟燭在凸透鏡一倍焦距以內，可能在凸透鏡焦點上，可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，可能光具座的長度小于凸透鏡的4倍焦距．
（3）將蠟燭放在下圖中的A位置上，物距大于二倍焦距，像距要在一倍焦距和二倍焦距之間，所以光屏要向左移動到60cm到70cm刻度線之間．
（4）①由表格數(shù)據知，1-4次實驗中，物距大于像距，成倒立縮小的實像，應用于照相機．
②第6次比第5次實驗，物距減小，像距變大，像變大．
（5）若希望看到更大的虛像，應將蠟燭向左遠離凸透鏡．
（6）小明還想知道蠟燭火焰與光屏上成的像是否左右顛倒，可以在燭焰的一側插上一個大頭針，通過觀察大頭針的位置，可以判斷像左右是否顛倒．
（7）遮住凸透鏡的上半部，物體上任一點射向凸透鏡的下半部，經凸透鏡折射后，照樣能會聚成像，像的大小不發(fā)生變化，折射光線減少，會聚成的像變暗．
（8）由于蠟燭的燃燒，燭焰的高度逐漸降低，根據光線過光心不改變方向，所以像會向上移動；要使像繼續(xù)成在光屏中央，根據光線過光心不改變方向，可將凸透鏡適當向下移動．
故答案為：（1）會聚；10；（2）蠟燭在凸透鏡焦點上（答案不唯一）；（3）左；（4）①縮小；照相機；②大；（5）左；（6）在燭焰的一側插上一個大頭針；（7）完整的像；（8）上；下．
分析：（1）凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用．
根據凸透鏡焦點和焦距的定義進行判斷．
（2）若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．
有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上．
有可能物體在焦點上，不能成像．可能是光具座的長度小于凸透鏡的4倍焦距，像成在光屏以外的位置上．
（3）凸透鏡成像的四種情況：
u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f． u=2f，成倒立、等大的實像，v=2f
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虛像．
（4）①凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立縮小的實像，應用于照相機；物距等于像距時，成倒立等大的實像，一般用來測量凸透鏡的焦距；物距小于像距時，成倒立放大的實像，應用于投影儀．
②凸透鏡成實像時，物距減小，像距變大，像變大．
（5）凸透鏡成虛像時，物距增大，像距變大，像變大．
（6）在蠟燭的一側插上一個標記．
（7）物體有無數(shù)點組成，物體上任一點射向凸透鏡有無數(shù)條光線，經凸透鏡折射后，有無數(shù)條折射光線會聚成該點的像．
當遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經凸透鏡折射會聚成像． （8）根據光線過光心不改變方向進行判斷．
點評：（1）凸透鏡成實像時，無論遮住凸透鏡的上部、下部、中間，都不能改變像的大小，但是像變暗，凸透鏡遮住的越多，像越暗．
（2）本題基本上包括了凸透鏡成像的各種情況，綜合性很強．