Question

3．小明在探究凸透鏡成像的規律中：

（1）為了能使像清晰地成在光屏的中心位置，如圖所示，要調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使燭焰、凸透鏡和光屏的中心大致在同一高度．實驗過程中，隨著蠟燭的燃燒，光屏上的像已不在光屏中心，為了使像重新回到光屏中心，應向上（選填“上”或“下”）移動光屏．
（2）實驗過程中，如果用不透明的硬紙板擋住凸透鏡的上半部分，則光屏上的像D
A．只出現燭焰像的上半部分                   B．只出現燭焰像的下半部分
C．出現燭焰完整的像，但像更小了             D．像仍然是完整的，且大小不變，只是變暗了
（3）在實驗中，記錄的部分實驗數據如下表：

焦距/cm	次數	物距 u/cm	像距 v/cm	像的性質			應用
				虛實	大小	倒正
f=a	1	45	13	實	…	…	…
	2	20	20	…	…	…	…
	3	b	45	實	…	…	…
	4	16	25	…	…	…	…

①表格中有幾項內容漏寫了，請你幫助填補：a=10cm；b=13cm．
②實驗中第2次所成的像大于（填“大于”、“等于”或“小于”）第1次所成的像．
③把蠟燭調到距離透鏡8cm的位置時，發現無論移動光屏，光屏上始終得不到像．為了觀察到這時所成的像，眼睛和蠟燭應該在凸透鏡的異（“同”或“異”）側．

Answer 1

分析 （1）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；燭焰在光屏上的像偏高，若要使燭焰成像在光屏的中心，應將蠟燭向上調，這樣像會向下移動．
（2）當將凸透鏡的部分遮住時，凸透鏡仍能成完整的像；
（3）凸透鏡成像的規律：
u＞2f時，成倒立、縮小的實像，應用于照相機和攝像頭；
u=2f，成倒立、等大的實像；
2f＞u＞f時，成倒立、放大的實像，應用于投影儀和幻燈機；
u＜f時，成正立、放大的虛像，應用于放大鏡．
凸透鏡所成虛像與成像物體位于凸透鏡同側．

解答 解：（1）為了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要調整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度；
蠟燭燃燒一段時間后，燭焰中心的高度降低，燭焰在光屏上的像向上移動，在光屏的上方．要想使像重新回到光屏的中心，應將光屏向上移，或凸透鏡向下方移動．
（2）擋住透鏡上半部分，下半部分仍能折射光線成像，所以光屏上所成的像是完整的，只是會聚光線比原來變少，像變暗了，D正確；
（3）①由第2次實驗數據可知，u=v=20cm，應成倒立、等大的實像，故凸透鏡焦距，f=10cm；
第1次實驗中，u=45cm，v=13cm，由于折射光路可逆，v=45cm時，u=13cm；
②第1次實驗最后，物距大于像距，成倒立、縮小的實像；第2次實驗中，物距等于像距，成倒立、等大的實像；
③當把蠟燭調到距離透鏡8cm的位置時，即蠟燭放焦點以內，成正立放大的虛像，不能在光屏上承接到這個虛像，像和物同側，為了觀察到這時所成的像，眼睛和蠟燭應該在凸透鏡的異側．
故答案為：（1）同一高度；上；（2）D；（3）①10cm；13cm；②大于；③異．

點評 此題是探究凸透鏡成像的實驗，考查了學生對實驗操作的要求，為使像成在光屏的中央，應使凸透鏡、燭焰、光屏的中心大致在同一高度處，同時還考查了凸透鏡成像的規律及應用，要注意理解應用．