Question

15．在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中：
（1）由圖可知，該凸透鏡的焦距是15.0cm．
（2）把蠟燭、凸透鏡和光屏放置在光具座上，點燃蠟燭后，調整燭焰中心、凸透鏡中心和光屏中心在同一高度．
（3）調整后，把燭焰放在距凸透鏡20cm處時，在凸透鏡的另一側移動光屏，會在光屏上得到一個清晰的像，生活中的投影儀（選填“照相機”、“投影儀”或“放大鏡”）應用了這個成像規律．接下來保持凸透鏡的位置不變，將蠟燭與光屏的位置對調后，在光屏上還會出現一個清晰的像，這時所成的像是倒立、縮小的實像．
（4）實驗中，光屏上已成清晰的、縮小的像，若此時將蠟燭遠離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向靠近（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動．在此過程中像的大小變化情況是變小．（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（5）實驗中，當小明用白紙遮擋住凸透鏡的上半部分時，光屏上成像的情況是C．
A．只出現燭焰的上半部分的像          B．只出現燭焰的下半部分的像
C．仍然是完整的像，只是變暗些         D．成像情況不受任何影響．

Answer 1

分析 （1）根據焦距的定義：平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后折射光線會聚在焦點上，焦點到透鏡光心的距離為焦距；
（2）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，像才能成在光屏的中央位置．
（3）凸透鏡成像中，當u＞2f時，成倒立、縮小的實像，f＜v＜2f．對應應用如照相機；當f＜u＜2f時，成倒立、放大的實像，v＞2f，對應應用如投影儀；知道光路是可逆的．
（4）根據凸透鏡成像的規律的“物近像遠像變大，物遠像近像變小”即可判斷．
（5）凸透鏡成像的實質，是由于物體發出的無數條光線經凸透鏡折射后匯聚成像；

解答 解：（1）由圖可知，焦點在60.0cm處，凸透鏡的光心在45.0cm處，
所以該凸透鏡的焦距f=60.0cm-45.0cm=15.0cm．
（2）點燃蠟燭后，調整燭焰中心、凸透鏡中心和光屏中心在同一高度，這樣做可使實驗中的實像能成在光屏的中央．
（3）當物距為20cm時，物距在二倍焦距和焦距之間，根據凸透鏡成像的規律可知，此時成倒立、放大的實像；投影儀就是利用這個原理制成的．
接下來保持凸透鏡的位置不變，將蠟燭與光屏的位置對調后，則蠟燭與凸透鏡的距離在二倍焦距以外，在光屏上還會出現一個倒立的、縮小的實像，這是因為光在折射時光路是可逆的．
（4）實驗中，光屏上已成清晰的、縮小的像，若此時將蠟燭遠離透鏡，則物距增大，像距應減小，所成的像變小，所以光屏應向靠近透鏡的方向移動，在此過程中燭焰的像變小．
（5）在做凸透鏡成像的實驗時，當將凸透鏡的上半部擋住時，下半部仍可以會聚光線，所以仍可以成物體完整的像；但照射到凸透鏡上部的光線將被擋住，所以會聚到像點的光線少了，像的亮度將變暗；故選項C符合題意．
故答案為：（1）15.0；（2）同一高度；（3）投影儀；倒立；縮小；（4）靠近；變小；（5）C．

點評 關于凸透鏡成像的規律中，共涉及四個方面的內容：①物距與焦距的關系；②成像的性質；③像距與焦距的關系；④具體的應用．
一般情況下，只要告訴其中的一條，就可以確定另外三方面的內容．并能對實驗中經常遇到的問題進行分析，找出原因．