Question

4．在利用光具座進行凸透鏡成像的實驗探究中：
（1）如圖甲所示，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）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：蠟燭放在了一倍焦距以內(nèi)，成虛像．
（3）調(diào)整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時（如圖乙），在凸透鏡另一側(cè)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(zhì)）；幻燈機 （填光學儀器）就是利用這一成像規(guī)律工作的．如果將蠟燭在乙圖的基礎上遠離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向靠近 （選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動．此時，所成的像變小．
（4）現(xiàn)有一塊透鏡，不用手摸，請你用兩種不同的辦法，來判斷它是凸透鏡還是凹透鏡．
方法一：放大鏡法：將透鏡放到書上，透過透鏡看到書上的字變小的是凹透鏡，字變大的是凸透鏡
方法二：成實像方法：將透鏡放在眼前正對前面的景物，如果看到倒立縮小的物像是凸透鏡，正立的是凹透鏡．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)凸透鏡的焦點和焦距的定義進行判斷．
（2）探究凸透鏡成像的實驗時，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；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；物體在焦點上，不能成像．
（3）根據(jù)物體在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間的成像性質(zhì)進行判斷．
凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小，像變��；
（4）分辨凸透鏡和凹透鏡有四種方法：
①凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用．
②中間比邊緣厚的是凸透鏡；中間比邊緣薄的是凹透鏡．
③凸透鏡能使物體成放大的像，凹透鏡只能使物體成縮小的像．
④凸透鏡能成實像，凹透鏡只能成虛像．
而題目要求不用手摸，因此②不考慮．

解答 解：（1）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點．焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是11.0cm．
（2）無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．也可能是燭焰凸透鏡光屏三者中心嚴重不在同一高度，像無法成在光屏上，或使燭焰在焦點上，不能成像．
（3）凸透鏡的焦距是11.0cm，燭焰放在距凸透鏡16cm處時，物體在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立放大的實像．幻燈機和投影儀就是利用這一成像規(guī)律工作的．
將蠟燭在乙圖的基礎上遠離透鏡，物距增大，像距要減小，像變小，所以光屏靠近凸透鏡，才能在光屏上得到清晰的像；
（4）根據(jù)凸透鏡和凹透鏡的成像特點設計方法如下：
方法一：放大鏡法：將透鏡放到書上，透過透鏡看到書上的字變小的是凹透鏡，字變大的是凸透鏡．
方法二：成實像方法：將透鏡放在眼前正對前面的景物，如果看到倒立縮小的物像是凸透鏡，正立的是凹透鏡．
方法三：陽光聚焦的方法：把透鏡正對著太陽光，上下移動能在地面上出現(xiàn)最小最亮的光斑是凸透鏡；同樣的操作在地面上出現(xiàn)暗圈的是凹透鏡．
故答案為：
（1）會聚；11.0；（2）蠟燭放在了一倍焦距以內(nèi)，成虛像；
（3）放大；幻燈機；靠近；小；（4）放大鏡法：將透鏡放到書上，透過透鏡看到書上的字變小的是凹透鏡，字變大的是凸透鏡；成實像方法：將透鏡放在眼前正對前面的景物，如果看到倒立縮小的物像是凸透鏡，正立的是凹透鏡．

點評 掌握凸透鏡成像的三種情況和應用的凸透鏡成像習題的重要依據(jù)，一定要掌握：u＞2f，成倒立、縮小的實像．2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．u＜f，成正立、放大的虛像．