Question

3．做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：

（1）小聰同學(xué)先將凸透鏡對(duì)著太陽(yáng)光，調(diào)整凸透鏡和白紙的距離，直到太陽(yáng)光在白紙上會(huì)聚成一個(gè)最小、最亮的點(diǎn)，如圖1，這一操作的目的是測(cè)量凸透鏡的焦距．
（2）把凸透鏡、蠟燭、光屏安裝在光具座上后，要調(diào)節(jié)只者的高度，使它們的中心大致在同一高度上，其目的是．在調(diào)整過程中，由于燭焰的高度不合適，在光屏上得到如圖2所示不完整的像，要想得到蠟燭火焰完整的像，應(yīng)將蠟燭向上調(diào)節(jié)．
（3）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)蠟燭、凸透鏡、光屏的位置如圖3時(shí)，在光屏上恰好出現(xiàn)一個(gè)清晰、等大的像，由此可知，該凸透鏡的焦距等于10cm；要使?fàn)T焰經(jīng)凸透鏡成倒立、放大的像，在保持圖示凸透鏡位置不變的條件下，應(yīng)當(dāng)使蠟燭在光具座上30～40cm刻度之間的范圍內(nèi)移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）要解決此題，首先要掌握焦點(diǎn)和焦距的概念：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）要解決此題，需要知道凸透鏡成的是倒立的實(shí)像，若物體向下移動(dòng)，則像向上移動(dòng)．
（3）凸透鏡成像的四種情況：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f．
u=2f，成倒立、等大的實(shí)像，v=2f
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虛像．

解答 解：（1）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，需要知道凸透鏡的焦距．
太陽(yáng)光在白紙上會(huì)聚成的最小、最亮的點(diǎn)，是凸透鏡的焦點(diǎn)．測(cè)出焦點(diǎn)到凸透鏡的距離，便為凸透鏡的焦距．所以王聰同學(xué)這樣做是為了測(cè)量焦距．
（2）由圖知，燭焰的像比較靠上，由于凸透鏡成倒立的實(shí)像，所以一定是蠟燭太靠下的緣故，所以應(yīng)將蠟燭向上調(diào)節(jié)．
（3）光屏上恰好出現(xiàn)一個(gè)清晰、等大的像，此時(shí)滿足u=2f的條件，物距u=50cm-30cm=20cm，即凸透鏡的焦距u=10cm；
使?fàn)T焰經(jīng)凸透鏡成倒立、放大的像的條件是2f＞u＞f，即燭焰應(yīng)在一倍焦距50cm-10cm=40cm處于二倍焦距50cm-20cm=30cm之間．
故答案為：（1）測(cè)量凸透鏡的焦距；（2）上；（3）10；30～40．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了凸透鏡焦距的測(cè)量方法，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)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，關(guān)鍵是理解成倒立實(shí)像的含義．還考查了投影儀的制作原理．一定要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律及其應(yīng)用．