Question

11．小安在做探究凸透鏡成像規律的實驗時，
（1）小華測焦距f時，將凸透鏡正對太陽，在透鏡下方的白紙上呈現一光斑時，測得光斑到透鏡的距離為12cm，將白紙再遠離透鏡一段距離，發現白紙上又出現了相同大小的光斑，則f大于12cm（選填“大于”、“等于”或“小于”）．
（2）調整實驗器材，使燭焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上，如圖所示，這樣調整的目的是為了使像成在光屏的中央．

（3）黃珊同學將焦距為10cm的薄凸透鏡固定在光具座上50cm刻度線處，將點燃的蠟燭放置在光具座上20cm刻度線處，移動光屏到65cm刻度線處，蠟燭在光屏上成清晰的像．請結合此實驗完成下列問題．這次實驗現象能夠說明A的成像特點．（選填選項前的字母）
A．照相機           B．幻燈機             C．放大鏡
（4）完成實驗后，繼續模擬遠視眼的缺陷：給透鏡戴上遠視眼鏡，調節光屏的位置，使燭焰在光屏上成一個清晰的像；取下遠視眼鏡，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，為使光屏上再次得到清晰的像，應將光屏遠離（選填“遠離”或“靠近”）透鏡．
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．
（5）記錄實驗數據如下表，請將所缺的實驗數據和像的性質補充完整．

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質
1	30	15	①倒立縮小實像
2	20	20	倒立、等大的實像
3	15	②30	倒立、放大的實像
4	6	無	正立、放大的虛像

（6）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的像（選填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”）．

Answer 1

分析 （1）根據紙上呈現一個并非最小的光斑，這個光斑可能是焦點之后的，也可能是焦點之前的光斑，根據凸透鏡遠離紙的過程中光斑一直變大可推斷焦點在光斑之前，從而判斷焦距．
（2）在實驗中，為使像能成在光屏的中心，應調整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度；
（3）物距大于2f時，凸透鏡成倒立縮小的實像，照相機根據這個原理制成；
（4）遠視鏡是凸透鏡，對光線有會聚作用，成的像會比沒有遠視鏡靠近凸透鏡，根據這個特點分析光屏的調節方向；蠟燭變短了，根據過光心不改變方向，判斷像的移動方向；
（5）當u＞2f時，成倒立、縮小的實像；根據光路可逆分析；
（6）當遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經凸透鏡折射會聚成像．

解答 解：（1）由于光斑到凸透鏡的距離為l時，即像距為12cm時，紙上呈現一個并非最小的光斑，這個光斑可能是焦點之后的，也可能是焦點之前的光斑，所以凸透鏡的焦距f≠12cm；將白紙再遠離透鏡一段距離，發現白紙上又出現了相同大小的光斑，這說明f一定大于12cm．
（2）調節凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰中心大致在同一高度．其目的是使像成在光屏的中央；
（3）由題意可知，物距大于像距，此時成倒立縮小的實像，能夠說明照相機的成像原理，故A符合題意；
（4）遠視鏡是凸透鏡，對光線有會聚作用，若取下遠視眼鏡，則光線比原來發散，像會遠離凸透鏡，所以應使光屏遠離凸透鏡．
（5）當物距為30cm時，物距大于二倍焦距，成的是倒立、縮小的實像；當物距為15cm時，根據光路可逆和實驗1可知，此時的像距為30cm；蠟燭變短了，由通過光心的光線的傳播方向不變可知，光屏上的像會向上移動；
（6）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．
故答案為：（1）大于；（2）使像成在光屏的中央；（3）A；（4）遠離；上； （5）①倒立縮小實像；②30；（6）亮度稍暗的完整的像．

點評 此題是探究凸透鏡成像規律的實驗，凸透鏡成像的三種情況和應用是凸透鏡成像習題中重要依據，同時考查了遠視眼眼鏡的特點，一定要熟練掌握．