Question

小馬用凸透鏡做實驗，將它放在陽光下，適當移動透鏡可在地面上看到一最小最亮的光斑，小馬測出光斑到凸透鏡的距離為10cm．然后他試將白紙放在光斑處，過一段時間白紙著火了．為了探究凸透鏡的成像規律，小馬開始進行探究實驗．首先他將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放置在光具座上（如圖1所示），調整后多次改變物距并相應調整光屏的位置以得到清晰的像，下表選取了他的一部分實驗記錄，請你分析記錄并答下列問題：

實驗次數	物距/cm	像的虛實	像的正倒	你的大小	像距/cm
1	30	實	倒立	縮小	15
2	25	實	倒立	縮小	17
3	22	實	倒立倒立	縮小	18
4	18	實	倒立	放大	22.5
5	15	實	倒立	放大	30
6	13	實	倒立	放大	43
7	8	虛	正立	放大	無法測量

（1）白紙放光斑處，是通過

 

方式增加了紙的內能，從圖1中看三者的高度，還應將

 

高度調高一些．
（2）從表中數據隱含的規律看，當u=14cm時應成倒立的、

 

的實像，像距

 

30cm（選填“大于”、“等于”或“小于”）．
（3）在第1次實驗中，若換用焦距為20cm的凸透鏡，要得到清晰的像，光屏應向

 

（選填“左”或“右”）移動．取上述兩個凸透鏡如圖2所示自制望遠鏡觀察遠處的物體，將焦距為

 

cm的凸透鏡放在接近眼睛處，所看到的像更大更清晰．

Answer 1

分析：（1）改變內能大小的兩個因素：做功和熱傳遞，做功改變物體的內能中發生了能量的轉化，熱傳遞改變物體的內能，發生的是能量的轉移；
要使像能成在光屏的中央，應調節凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度處；
（2）根據表格中數據，分析14cm所處的范圍，根據表格中成像的特點得出結論；
根據物距處于f和2f之間，成倒立放大的實像，且物距越大，像距越小；
（3）換用更大焦距的凸透鏡，相當于減小了物距，則應增大像距；
望遠鏡首先通過物鏡成倒立縮小的實像，然后通過目鏡成縮小實像的正立放大的虛像；人眼之所以感覺看到的像很大，是因為視角的問題，所以目鏡的焦距越小，像距離人眼越近，感覺像越大，越清晰．

解答：解：白紙放光斑處，由于白斑處溫度高，通過熱傳遞的方式增加了紙的內能；
由圖1知，蠟燭的高度偏低，還應將蠟燭高度調高一些；
（2）由表格中數據知，14cm處于13至15cm之間，所以成倒立放大的實像，14cm小于15cm，像距減小，物距應增大，所以14cm時的像距應大于15cm時的像距，即像距大于30cm；
（3）在第1次實驗中，若換用焦距為20cm的凸透鏡，此時物距為30cm，物距處于f和2f之間，則像距會大于2f，大于40cm，因此應將光屏向右移動；
若自制望遠鏡，將焦距為10cm的凸透鏡放在接近眼睛處，看像的視角更大，因此所看到的像更大更清晰．
故答案為：（1）熱傳遞；蠟燭；（2）放大；大于；（3）右；10．

點評：此題考查了凸透鏡成像特點的應用，首先學會對數據進行分析，用要掌握凸透鏡成像的特點與物距、像距的關系．