Question

小宇在做“探究凸透鏡成像規律”實驗．

（1）他發現所用凸透鏡沒有標明焦距，要測出焦距，他應該讓太陽光______照射在凸透鏡上，在凸透鏡的另一側距凸透鏡光心10cm處得到一個一個最小最亮的光斑，則該凸透鏡的焦距是______cm．
（2）他將點燃的蠟燭、凸透鏡固定在光具座上，其實驗裝置如圖1所示，若要在光屏上得到燭焰完整清晰的像，需要做的調整是______，并將光屏向______移動（填“左”或“右”），請你詳盡地描述這個像的性質______
（3）如圖2所示，a、b、c、d、e是主光軸上的五個點，F點和2F點分別是凸透鏡的焦點和二倍焦距點．
①把燭焰放在______點，屏上出現的像最大．
②把燭焰放在______點屬于照相機原理．
③如果把燭焰從a點移至d點，像到凸透鏡的距離______，像的大小______．（填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

解：（1）為了讓太陽光平行于主光軸，應該讓太陽光垂直照射在凸透鏡上；焦點到光心的距離為焦距，所以該凸透鏡的焦距f=10cm；
（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．如圖所示，光屏有些高了，所以需要做調整的是光屏；
此時蠟燭距離凸透鏡u=40cm-22cm=18cm，在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立、放大的實像，像成在二倍焦距以外，所以凸透鏡應該向右移動；
（3）①當物體位于1倍焦距和2倍焦距之間時，成倒立放大的實像，根據“物近像遠像變大”的原理可知，離凸透鏡越近所成的像越大，所以選d點；
②把燭焰放在a、b點，此時物距大于2倍焦距，成倒立、縮小的實像，照相機就是利用這一成像規律工作的；
③把燭焰從a點移動到d點的過程中，物距減小，當凸透鏡成實像時，根據“物近像遠像變大”可知，像到凸透鏡的距離變大，像的大小逐漸變大．
故答案為：（1）垂直；10；（2）光屏；右；倒立、放大的實像；（3）①d；②ab；③變大；變大．
分析：（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚的一點是凸透鏡的焦點，焦點到凸透鏡光心的距離為焦距，根據凸透鏡對光線的會聚作用以及焦距的定義，便可測出凸透鏡的焦距．
（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；根據凸透鏡成像規律：f＜u＜2f，成的是倒立、放大的實像，v＞2f，據此可以得出答案；
（3）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規律．
凸透鏡成像規律：物距小于焦距成正立放大虛像．應用是放大鏡．
物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大實像，像距大于二倍焦距．應用是投影儀或幻燈機，
物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距．應用是照相機．
當凸透鏡成實像時，滿足“物近像遠像變大”．
點評：①燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，燭焰的像才能呈現在光屏的中央位置，這是光屏上不能接到像，或像沒有呈現在光屏中央，首先要考慮的問題．
②此題主要考查了凸透鏡成像的規律及應用，要熟練掌握規律的內容，并能夠做到靈活運用．