Question

20．某實驗小組進行“探究凸透鏡成像規律”的實驗：

（1）由圖甲可知，該凸透鏡的焦距是15.0cm．（要估讀）
（2）實驗時凸透鏡與光屏的高度已調好，但燭焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，應調節蠟燭使燭焰向上（填“上”或“下”）移動．
（3）點燃蠟燭后，若無論怎樣移動光屏都看不到蠟燭的像，原因可能是蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上（寫出一種原因即可）
（4）如圖乙所示，若在光屏上（光屏未畫出）得到清晰放大的實像，則燭焰應位于透鏡左側a、b、c、d四點中的c點，此成像規律應用在投影儀上（填一種器材名稱）．
（5）如圖乙所示，如果把燭焰從b到移到a點，則像到透鏡的距離變大，像的大小變小．（“變大”、“變小”、“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據焦點與焦距的定義，凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點為焦點，而焦點到光心的距離為焦距．
（2）為使所成像能在光屏的中心，必須使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上；
（3）為使像能成在光屏的中心，應調整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度．若仍無法從光屏上找到像，則可能是實驗時若像很遠，像距很大，光具座不夠長，則光屏不會接收到像；若蠟燭恰好放在焦點上，則不會成像；放在焦點以內，則會成正立放大的虛像，虛像不會呈現在光屏上；
（4）根據凸透鏡成像規律及其應用之一：2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，幻燈機或投影儀就是利用此原理制成的；
（5）凸透鏡成實像時，物距增大，像距變小，像變小．

解答 解：（1）凸透鏡到光屏的距離正好是光心到焦點的距離即為焦距，故答案為15.0cm；
（2）為使所成像能在光屏的中心，必須使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度上．由于燭焰在光屏上像的位置偏高，要想使像成在光屏中央，應調節蠟燭使燭焰向上調節；
（3）用調整好后的裝置進行實驗，發現無論怎么移動光屏，都無法再光屏上找到像，其原因可能是：①燭焰到凸透鏡的距離不大于一倍焦距，此時成放大的正立的虛像或不成像，即光屏是不能承接的；②燭焰到凸透鏡的距離略大于一倍焦距，此時成放大的倒立的實像，像距非常大，由于光具座的長度有限，所以光屏也無法承接清晰的像；
③凸透鏡的焦距太大，此時物距可能一直在一倍焦距以內，此時成放大的正立的虛像，即光屏是不能承接的；④蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；
（4）當物體在一倍焦距和二倍焦距之間時，通過凸透鏡成倒立、放大的實像，燭焰應為于c點；生活中投影儀就是利用這一成像規律工作的；
（5）如果把燭焰從b到移到a點，物距增大，根據凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小，像變小．可知像到透鏡的距離變小，像的大小變小．
故答案為：（1）15.0；（2）上；（3）蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；（4）c；投影儀；（5）變大；變小．

點評 本題考查學生動手操作實驗的能力以及學生對凸透鏡成像規律的掌握，要求學生能根據透鏡成像規律和應用分析實際問題．