Question

7．小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材，探究凸透鏡成像的規(guī)律．

（1）測(cè)量焦距：如圖1所示讓一束平行光經(jīng)過(guò)凸透鏡，在光屏上得到一個(gè)最小、最亮的光斑．此現(xiàn)象說(shuō)明了凸透鏡對(duì)光具有會(huì)聚作用，并可得出此透鏡的焦距為10cm．
（2）如圖2所示，把蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭，將燭焰、凸透鏡、光屏三者中心調(diào)到同一高度，這樣做是為了使像成在光屏的中心．
（3）當(dāng)蠟燭距凸透鏡25cm時(shí)，移動(dòng)光屏，可在光屏上得到一個(gè)清晰的倒立、縮�。ㄟx填“放大”或“縮小”）的實(shí)．（選填“實(shí)”或“虛”）像，依據(jù)此原理，人們制成的光學(xué)儀器是照相機(jī)．
（4）將蠟燭向凸透鏡靠近，移動(dòng)到某一位置時(shí)，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，都不能在光屏上成像，原因是蠟燭到了透鏡的一倍焦距之內(nèi)，成的是虛像（或蠟燭在焦點(diǎn)上）．
（5）小明在圖2所示位置得到一個(gè)清晰的像．老師要求他在凸透鏡不動(dòng)的情況下．讓在光屏上的實(shí)像變大些，小明應(yīng)當(dāng)把蠟燭向靠近（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）透鏡方向移動(dòng)．同時(shí)把光屏向遠(yuǎn)離（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）透鏡方向移動(dòng)．
（6）小明把爺爺?shù)睦匣ㄑ坨R放在凸透鏡與蠟燭之間，發(fā)現(xiàn)光屏上的像變得模糊不清．她應(yīng)當(dāng)向靠近（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）透鏡的方向移動(dòng)光屏，可再次得到清晰的像．
（7）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，要使?fàn)T焰像仍然成在光屏的中心，應(yīng)將光屏向上移動(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）調(diào)整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上，這樣做的目的是使物體的像能夠成在光屏的中心．
（3）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距大于像距，成倒立縮小的實(shí)像；物距等于像距時(shí)，成倒立等大的實(shí)像；物距小于像距時(shí)，成倒立放大的實(shí)像；根據(jù)凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像制成照相機(jī)，根據(jù)凸透鏡成倒立放大的實(shí)像制成投影儀．
（4）要解決此題，需要掌握虛像的概念，知道虛像不是實(shí)際光線會(huì)聚而成的，不能成在光屏上．同時(shí)要知道當(dāng)物體放在焦點(diǎn)上時(shí)，不能成像．
（5）掌握凸透鏡成像的規(guī)律，并知道物距越大，像距越小，所成的像越小；
（6）要解決此題，需要知道老花鏡是凸透鏡，凸透鏡有會(huì)聚光線的作用．
（7）要解決此題，需要知道凸透鏡成倒立的實(shí)像．所以若成的像靠近光屏的上方，可以相對(duì)于凸透鏡向上移動(dòng)蠟燭，即向上移動(dòng)蠟燭或向下移動(dòng)凸透鏡，使成的像向下移動(dòng)．或者直接向上移動(dòng)光屏．這樣都可以使像成在光屏的中央．

解答 解：（1）太陽(yáng)光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，太陽(yáng)光經(jīng)凸透鏡后將會(huì)聚在焦點(diǎn)．所以把光屏置于另一側(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的光斑．這個(gè)光斑便為焦點(diǎn)．測(cè)出光斑到凸透鏡的距離，便是焦距．據(jù)圖知，凸透鏡的焦距是40cm-30cm=10cm．
（2）當(dāng)物體通過(guò)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，成的像要用光屏來(lái)承接，所以要調(diào)整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上，以保證物體的像能夠成在光屏的中心．
（3）當(dāng)蠟燭距凸透鏡25cm時(shí)，此時(shí)物距大于二倍焦距，光屏上能得到倒立、縮小的實(shí)像，根據(jù)這一原理制成照相機(jī)．
（4）不能在光屏上成像，可能是不能成像，物體放在焦點(diǎn)上，即物距為10cm；或成虛像，物距小于焦距10cm．
（5）要使所成的像更大，應(yīng)增減小物距，所以使蠟燭向靠近透鏡方向移動(dòng)．同時(shí)物距變小，則像距變大，所以光屏要遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)移動(dòng)．
（6）小明把一副老花眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間靠近凸透鏡的位置，由于老花眼鏡是凸透鏡，對(duì)光線有會(huì)聚作用，所以通過(guò)凸透鏡的光線比以前提前會(huì)聚了，像距更小了，因此要得到清晰的像，需將光屏靠近凸透鏡．
（7）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，由于凸透鏡成的是倒立的實(shí)像，所以成的像將靠近光屏的上方．所以應(yīng)向上移動(dòng)光屏．
故答案為：（1）會(huì)聚； 10；（2）同一高度； 使像成在光屏的中心；（3）縮��；實(shí)；照相機(jī)； （4）蠟燭到了透鏡的一倍焦距之內(nèi)，成的是虛像（或蠟燭在焦點(diǎn)上）；（5）靠近；遠(yuǎn)離；（6）靠近； （7）上．

點(diǎn)評(píng) 該題探究了凸透鏡成像的規(guī)律，考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的要求．一定要注意實(shí)驗(yàn)前的調(diào)整工作．為使像成在光屏的中央，應(yīng)使凸透鏡、燭焰、光屏的中心大致在同一高度處．同時(shí)要熟記規(guī)律，特別注意成像特點(diǎn)與物距之間的關(guān)系．