Question

30、某實驗初級中學初二（1）班李強同學在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中遇到了如下困惑．請聰明的你幫助他解決．
困惑一：當蠟燭到凸透鏡的距離大于1倍焦距同時小于2倍焦距時，在透鏡的另一側的光屏上得到一個倒立的清晰的像．如果他想使光屏上成的像變小且清晰，該如何調整？
（1）你的調整方法是：

凸透鏡不動．將蠟燭遠離凸透鏡，并使光屏靠近凸透鏡

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困惑二：如果用不透明紙將凸透鏡的上半部分擋住，則光屏上還能出現像，但像的亮度變弱，請你解釋原因？
（2）你的解釋是：

透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當將透鏡的上半部分擋住后，整個物體發出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過下半部分凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同；由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了一半，故亮度會減弱

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困惑三：李強同學還想知道蠟燭火焰在光屏上成的像左右是否顛倒．請你幫他設計實驗．
（3）你的設計方法是：

兩個蠟燭并排放置且燭焰高度不同．然后觀察光屏上兩個燭焰像的情況

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Answer 1

分析：（1）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．
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．
物距等于二倍焦距成倒立等大實像，像距等于二倍焦距．
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．
成實像時：物像異側，物距變大，像距變小，像變小；物距變小，像距變大，像變大．
（2）要解決此題需要掌握凸透鏡成像的成因．凸透鏡成像屬于光的折射現象，物體發出的光線經凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側的光屏上，形成物體的實像；
如果凸透鏡的口徑大，透過的光多，像就亮；口徑小，透過的光少，像就暗；
（3）根據兩個蠟燭并排放置且燭焰高度不同去設計方案．

解答：解：（1）根據凸透鏡成像規律：成實像時：物像異側，物距變大，像距變小，像變小；物距變小，像距變大，像變大．所以可以凸透鏡不動．將蠟燭遠離凸透鏡，并使光屏靠近凸透鏡．
故答案為：凸透鏡不動．將蠟燭遠離凸透鏡，并使光屏靠近凸透鏡．
（2）透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當將透鏡的上半部分擋住后，整個物體發出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過下半部分凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同；由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了一半，故亮度會減弱．
故答案為：雖然上半部分被擋住，但光線還可以通過下半部分折射成像，但光線減少，故所成的像亮度變弱
（3）將兩個蠟燭并排放置且燭焰高度不同．然后觀察光屏上兩個燭焰像的情況即可．
（或用嘴輕輕的吹燭焰使其左右擺動．然后觀察光屏上燭焰像的變化情況；或用物體在燭焰前擋住左側或右側一部分火焰．然后觀察光屏上燭焰像的變化情況．）說明：其它方法合理的也可得滿分

點評：考查凸透鏡成像規律，本題注意凸透鏡是由很多個三棱鏡組成的，光經過透鏡折射后會聚成像，擋住一部分光不會影響所成的像，只是亮度變暗；此實驗現象可以讓學生做實驗時動手操作一下，觀察有什么現象發生，感性認識印象會更深．還有后面的設計方案，讓學生親自試驗一下，效果會更好．