Question

3．某同學做“研究凸透鏡成像”的實驗，他在水平放置的光具座上放上蠟燭、透鏡、光屏，并且調節三者的高度，使它們的中心大致在同一高度．

（1）將點燃的蠟燭、凸透鏡固定好位置后，無論怎樣移動光屏，在光屏中心都只能看到一個大小不變的圓形光斑，你認為可能出現的原因應該是蠟燭位于凸透鏡一倍焦距處（或物距等于一倍焦距）．
（2）小明和小紅他們都將燃燒的蠟燭放在離凸透鏡20cm處（如圖所示），但小明在光屏上得到一個倒立、縮小的像，小紅在光屏上得到的像卻是倒立放大的，分析原因是小明使用的透鏡的焦距小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）小紅使用的透鏡的焦距．生活中的照相機是小明（選“小明”或“小紅”）實驗現象的應用．若小明要在光屏上得到與小紅光屏上性質一樣的像，他應該把蠟燭向右（選填“左”或“右”）移動．
（3）在探究凸透鏡成像規律的實驗中，當蠟燭從很遠處向二倍焦距處移動時，物體移動的速度大于像移動的速度（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）如果物體放在凸透鏡的焦點上，物體射出的光線經凸透鏡折射后平行射出，所以無論如何移動光屏，都得到一個大小不變的光斑．
（2）在物距一定時，凸透鏡的焦距越大，物體到凸透鏡的距離相對越小．凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像增大．照相機要進行近距離拍攝更大的像，在物距一定時，選擇焦距越小，得到的像越大．
（3）物體從無限遠向凸透鏡的一倍焦距移動時，凸透鏡成倒立的實像，物體移動的速度和像移動的速度不同．物體在無限遠向凸透鏡的二倍焦距移動時，像在凸透鏡的一倍焦距向二倍焦距移動，物體移動的速度大于像移動的速度．物體從二倍焦距向一倍焦距移動時，像從二倍焦距向無限遠處移動，物體移動的速度小于像移動的速度．

解答 解：（1）小明將點燃的蠟燭、凸透鏡固定好位置后，物距一定，無論如何移動光屏，光屏上都得到大小相同的光斑，蠟燭應該放在了凸透鏡的焦點上．
（2）在物距一定時，凸透鏡的焦距越大，物距相對越小，像距越大，像越大，所以小紅使用的凸透鏡的焦距大于小明使用的凸透鏡的焦距．生活在用照相機進行微距拍攝，照相機鏡頭的焦距越小，像越大．小明得到的像是倒立、縮小的實像，要得到和小紅那樣放大的像，要減小物距，增大像距，所以蠟燭向右移，同時光屏右移．
（3）蠟燭沿凸透鏡的主軸從遠處向凸透鏡二倍焦距處移動，像從凸透鏡的一倍焦距向二倍焦距移動，物體移動的速度大于像移動的速度．
故答案為：（1）蠟燭位于凸透鏡一倍焦距處（或物距等于一倍焦距）；（2）小于；小明；右；（3）大于．

點評 本題考查凸透鏡成像的實驗的內容比較新穎，考查了物距一定時，凸透鏡的焦距越小，像越大；像沒有呈現在光屏的中心的原因及如何調節；根據成像性質與物距和焦距的關系求出凸透鏡的焦距；凸透鏡成實像的實驗結論．