Question

15．用焦距10cm的凸透鏡做“探究凸透鏡成像規律”的實驗，如圖所示．（凸透鏡的位置固定不動）
（1）為了便于觀察實驗現象，實驗環境應該在較暗（選填“較亮”或“較暗”）一些，此實驗過程中蠟燭燃燒后逐漸變短，則光屏上燭焰的像也將逐漸向上移動．
（2）記錄實驗數據如表，

實驗序號	物距u/cm	像距ν/cm	像的性質
1	30	15
2	20	20	倒立、等大的實像
3	15	30
4	6	無	正立、放大的虛像

請將表中所缺的像的性質補充完整，并根據實驗序號1的成像規律，寫出在生活中的一個應用照相機．
（3）若已在光屏上成清晰的像，此時用遮光布遮住凸透鏡的下小半部分，則所成的燭焰的像為亮度稍暗的完整像（填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整像”）．
（4）曉紅在早上9：00利用太陽光進行觀察凸透鏡焦點的活動，她將凸透鏡與水平地面平行放置，調節凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現一個最小的亮點，她認為此點就是凸透鏡的焦點．你認為她這種活動過程存在的問題是：早晨的太陽光斜的，沒有正對凸透鏡．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡成像時，前后光線相差越大，實驗效果越明顯，蠟燭的像越明顯；理解倒立實像的含義，在凸透鏡成實像時，物體相對于凸透鏡向下運動，則像向上運動；
（2）當物距大于像距，物體通過凸透鏡成倒立、縮小的實像；
當物距小于像距時，物體通過凸透鏡成倒立、放大的實像；
物體在焦點以內時，通過凸透鏡成正立、放大的虛像．放大鏡是利用這一原理工作的；
在光的折射現象中，光路是可逆的；
（3）若將凸透鏡的一部分遮住，凸透鏡其他部分仍能折射光線，所以仍能成物體完整的像，只是折射的光線數量減少，所以像比原來變暗；
（4）平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可．

解答 解：
（1）為使實驗現象更加明顯，實驗環境應該比較暗，這樣成的蠟燭的像更加清晰；由于成的實像是倒立的，所以蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像就應該越向上移動；
（2）①由數據知，當物距為30cm時像距為15cm，此時物距大于像距，物體成倒立、縮小的實像；
③當物距為15cm時，根據光路的可逆性可知，像距為30cm，此時物體成倒立、放大的實像；
據實驗序號1可知，當物體在二倍焦距以外時，成倒立縮小的實像，其實際應用是照相機；
（3）若遮住凸透鏡的下半部分，則凸透鏡的上半部分仍能折射光線，成燭焰完整的像；由于凸透鏡折射光線的數量比原來減少，所以像比原來變暗；
（4）太陽光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對著太陽光，太陽光經凸透鏡后將會聚在焦點．所以改變凸透鏡與地面間的距離，直到地面上出現一個最小、最亮的光斑，這個光斑便為焦點．如果將凸透鏡與水平地面平行放置，此時凸透鏡沒有正對太陽光（太陽光沒有與凸透鏡的主光軸平行），所以這個亮點不是凸透鏡的焦點位置．
故答案為：
（1）較暗； 上；
（2）記錄實驗數據如下表，

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質
1	30	15	倒立、縮小的實像
2	20	20	倒立、等大的實像
3	15	30	倒立、放大的實像
4	6	無	正立、放大的虛像

照相機；
 （3）亮度稍暗的完整的像；
（4）早晨的太陽光斜的，沒有正對凸透鏡．

點評 此題考查了凸透鏡成像的規律及應用，還涉及到了焦距的粗略測量．考查得很廣，但只要掌握基礎知識，做出合理的推理，都比較容易解答．