Question

14．小明在做“探究凸透鏡成像規律”的實驗時，凸透鏡的位置固定不動，實驗操作規范．

（1）實驗過程中，要調節燭焰、凸透鏡、光屏三者中心在同一高度上．
（2）在如圖所示位置上，燭焰恰好在光屏上成清晰的像．則圖示位置的成像情況與照相機（選填“放
大鏡”、“投影儀”或“照相機”）的原理相同； 若將蠟燭向右移動5cm，移動光屏直至再次在光屏出現清晰的像，此時像的大小比原來的像要大些．
（3）為了粗測凸透鏡的焦距，小明上午第1 節課下課后，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，小明認為此點就到光心的距離，就是透鏡的焦距．旁邊的同學卻告訴他，這個距離不是凸透鏡的焦距，其理由是凸透鏡沒有正對太陽光放置（太陽光沒有平行于主光軸入射到凸透鏡上）．
（4）小明再次調節蠟燭的位置，當光屏上出現一個放大的清晰的像時，用硬紙片遮住凸透鏡的上半部分，觀察光屏上的像是完整（選填“完整”或“不完整”），但亮度變暗了．
（5）實驗過程中，燃燒的蠟燭在不斷縮短，導致光屏上的像向上移動，為了使燭焰的像能成在光屏中央，可以將凸透鏡向下調．（選填“上”或“下”）

Answer 1

分析 （1）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，像才能呈在光屏的中心．（2）凸透鏡成實像時，根據物距和像距的關系，能判斷凸透鏡的成像情況：
物距大于像距，成倒立、縮小的實像，應用于照相機；凸透鏡成實像時，物距越小，像距越大，像越大；
（3）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．
（4）物體有無數點組成，物體上任一點射向凸透鏡有無數條光線，經凸透鏡折射后，有無數條折射光線會聚成該點的像．
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．
（5）隨著蠟燭燃燒而變短，根據過光心不改變方向，像會向上移動，根據凸透鏡成倒立實像進行分析凸透鏡向上還是向下移動；

解答 解：（1）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，使完整的像成在光屏中央．
（2）根據圖示可知，物距大于像距，成倒立、縮小的實像，因此與照相機原理相同．
凸透鏡成實像時，物距越小，像距越大，像越大；因此當凸透鏡的位置不變時，只向右移動蠟燭，要使光屏上再次出現一個明亮清晰的像，可以向右移動光屏，才能再一次成像，并且此時的像比剛才的像大．
（3）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．所以把光屏置于另一側，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現一個最小、最亮的光斑，這個光斑便為焦點．測出光斑到凸透鏡的距離，便是焦距．而上午第1 節課下課后，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．
（4）遮住凸透鏡的一半，物體上任一點射向凸透鏡的另一半，經凸透鏡折射后，照樣能會聚成像，像的大小不發生變化，折射光線減少，會聚成的像變暗；
（5）隨著蠟燭燃燒而變短，根據過光心不改變方向，像會向上移動，像成在了光屏的上方，為了使像仍在成在光屏中央，在蠟燭和光屏固定的情況下，應將凸透鏡向下移動．
故答案為：（1）同一高度上；（2）照相機；大；（3）凸透鏡沒有正對太陽光放置（太陽光沒有平行于主光軸入射到凸透鏡上）；（4）完整；（5）下．

點評 此題探究凸透鏡成像的規律實驗，要熟練掌握成像特點與物距、像距之間的關系及其應用，做到靈活應用．