Question

5．在利用光具座進行凸透鏡成像的實驗探究中：

（1）如圖1甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑．由圖1可知，凸透鏡對光線具有會聚作用，該凸透鏡的焦距是11.0cm．
（2）實驗前要調整凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰的中心大致在同一高度，目的是使像能清晰的成在光屏中央．
（3）調整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時（如圖1乙），在凸透鏡另一側前后移動光屏，會在光屏上得到一個倒立、放大的實像（填寫像的性質）；電影放映機就是利用這一成像規(guī)律工作的．電影放映機正常放映時，有關放映燈泡、放映機鏡頭 （凸透鏡）、電影膠片、反光鏡（凸面鏡或凹面鏡）的種類及其相對位置關系，提出了如圖2所示的幾各種猜想：其中可能正確的是A
（4）實驗過程中，有一只飛蛾趴在凸透鏡上，則光屏上的像將變暗（題“變亮”、“變暗”、“不變”），如透過凸透鏡，將會看到小蟲的虛（“實”或“虛”）像．
（5）實驗一段時間后，蠟燭變短了，要使燭焰的像仍然成在光屏的中心，應該將光屏向上移動（填“上或下”）．
（6）將蠟燭置于凸透鏡一倍焦距處，結果光屏上仍能觀察到燭焰放大的像，這是因為蠟燭不夠直，燭焰處在大于一倍焦距的位置
（7）在實驗探究中，同學小亮提出這樣一個問題：如果不改變物距，改變凸透鏡的焦距，光屏上的成像會不會受影響？
于是探究小組不改變各元件的位置，換了另一塊焦距5cm凸透鏡，此時在光屏上燭焰的像不（“依然”或“不”）清晰，說明凸透鏡成像與焦距有關．

Answer 1

分析 （1）通過甲圖所示的現(xiàn)象，結合凸透鏡焦點的定義即可確定該凸透鏡的焦距．
（2）實驗中為使像能成在光屏的中央，應使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一水平直線上；
（3）凸透鏡成像的規(guī)律及其應用之一：當2f＞u＞f時，成倒立放大的實像；
根據(jù)凹面鏡對光線有會聚作用和凸面鏡對光線有發(fā)散作用來分析各個選項；
（4）當將凸透鏡的部分遮住時，凸透鏡成的像將比原來變暗；
（5）根據(jù)光線過光心不改變方向．實驗過程中蠟燭變短，要使燭焰的像還呈現(xiàn)在光屏的中央位置，可以使燭焰向上移動；也可以使凸透鏡向下移動；也可以使光屏向上移動；
（6）若蠟燭不是直的，燭焰到凸透鏡距離可能大于一倍焦距，由此分析；
（7）根據(jù)物距的變化分析判斷成像情況．

解答 解：
（1）由圖可知，凸透鏡對光線具有會聚作用；
平行光線經(jīng)過凸透鏡后會聚于一點，這一點就是焦點；焦點到光心的距離是焦距，根據(jù)圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距為f=41.0cm-30.0cm=11.0cm；
（2）實驗中為使像能成在光屏的中央，應使光具座上的燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度；
（3）把燭焰放在距凸透鏡16cm處時，即u=16cm，已知f=11cm；則f＜u＜2f，由凸透鏡成像規(guī)律可知，凸透鏡成倒立、放大的實像；
由于放映機成像時，成的是倒立、放大的實像，而要讓像（即膠片）更亮一些，需要用到凹面鏡聚光，而C、D中面鏡為凸面鏡，故C、D錯誤；燈泡放在膠片的左側，以使得膠片更亮，故A是正確的，B錯誤；
（4）有一飛蛾趴在凸透鏡上，則透過凸透鏡的光線減少，光屏上的像將變暗；
飛蛾在凸透鏡上時，物距小于焦距，如透過凸透鏡，將會看到小蟲的虛像；
（5）根據(jù)光線過光心不改變方向可知，蠟燭變短了，像成在光屏的上方，要使像成在光屏的中央位置，光屏應向上移動；
（6）將蠟燭置于凸透鏡一倍焦距處，如果蠟燭不夠直，那么燭焰就有可能處在大于一倍焦距的位置，故能成放大的實像；
（7）物距等于16cm，成倒立、放大的實像，此時像距應大于兩倍焦距22cm；
若換用焦距5cm凸透鏡，物距大于兩倍焦距，則會成一個倒立、縮小的實像，像距應在一倍和兩焦距之間，即應在5cm～10cm，那么在光屏不能成清晰的像．這說明凸透鏡成像與凸透鏡的焦距有關．
故答案為：（1）會聚；11.0；（2）同一高度；（3）放大；A；（4）變暗；虛；（5）上；（6）蠟燭不夠直，燭焰處在大于一倍焦距的位置；（7）不；焦距．

點評 本題是凸透鏡成像的實驗，考查了凸透鏡對光線作用、焦距的理解，實驗的操作、成像規(guī)律的認識和理解等，考查知識點多，綜合性強，平時要加強學生實驗，感受實驗的過程．