Question

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

（1）實驗前，要調整圖1燭焰、凸透鏡、光屏的中心同一高度，實驗中他發現光屏上的像偏下，那么他應該把凸透鏡向上（選填“上”或“下”）調節，使像最終成在光屏的中央．
（2）當他將蠟燭、凸透鏡、光屏調節到圖示位置時，燭焰恰好在光屏上成清晰的像．這個像的成像原理與照相機（選填“放大鏡”、“投影儀”或“照相機”）相同．若將蠟燭向右移動少許，則應將光屏向右（選填“左”或“右”）移動才能再次在光屏上成清晰的像，此時像的大小比剛才的像要大些．
（3）若保持凸透鏡、光屏的位置不變，再在凸透鏡左側附近放置一凹透鏡（圖中未畫出），這時需要將蠟燭向左（選填“左”或“右”）移動才能在光屏上成清晰的像．
（4）為了粗測凸透鏡的焦距，小明在上午第二節課后（9：30左右），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，小明認為此點就是凸透鏡焦點的位置，旁邊的同學卻告訴他，這個亮點不是凸透鏡的焦點位置，其理由是凸透鏡沒有正對太陽光．
（5）小紅同學做“觀察凸透鏡成像”的實驗時，進行了兩次實驗，如圖2所示，
在實驗1中，她能在凸透鏡的另一側的光屏上觀察到倒立、放大的“燭焰”；
在實驗2中，她通過凸透鏡能觀察到正立、放大的“燭焰”．
則該同學在實驗1中使用的凸透鏡的焦距小（選填“大于”“小于”或“等于”）實驗2中使用的凸透鏡的焦距
（6）當燭焰通過凸透鏡在光屏上成一實像時，如果透鏡上又落下一只小蟲，則光屏上的像的大小將不變（變大/變小/不變），像的明暗將變暗（變亮/變暗/不變）．

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央位置．根據光線過光心不改變方向進行判斷．
（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：①物距大于像距，成倒立、縮小的實像，應用于照相機；②物距等于像距，成倒立、等大的實像；③物距小于像距，成倒立、放大的實像，應用于投影儀或幻燈機；凸透鏡成實像時，物距越小，像距越大，像越大；
（3）當凹透鏡靠近凸透鏡時，會聚能力減弱，使像呈在光屏的后方．
（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．
（5）根據實驗1和實驗2中像的性質可分別確定物距和焦距的關系，然后比較即可．
（6）凸透鏡成像屬于光的折射現象，物體發出的光線經凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側的光屏上，形成物體的實像；如果凸透鏡的口徑大，透過的光多，像就亮；口徑小，透過的光少，像就暗．

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，像才能呈在光屏的中央位置．實驗中他發現光屏上的像偏下，根據光線過光心不改變方向，凸透鏡向上移動，或蠟燭向下移動，或光屏下移動．
（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．
（3）凹透鏡對光線有發散作用，靠近凸透鏡時，使光線發散，像會聚在光屏的后方，像距增大，在光屏上要得到清晰的像，光屏要遠離凸透鏡．
（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．小明在上午第二節課后（9：30左右），太陽光傾斜照射到地面上，將凸透鏡與水平地面平行放置，太陽光沒有垂直照射到凸透鏡的表面，與主光軸不平行，所以不能正確測量出焦距．
（5）在實驗1中，她能在凸透鏡的另一側的光屏上觀察到倒立、放大的“燭焰”；
由此可知，2f₁＞u=6cm＞f₁，----①
在實驗2中，她通過凸透鏡能觀察到正立、放大的“燭焰”．
由此可知，物距u=6cm＜f₂，-----②
由①②比較可得，f₁＜f₂，
即實驗1中使用的凸透鏡的焦距小于實驗2中使用的凸透鏡的焦距．
（6）凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，小蟲落在透鏡上后，整個物體發出的光雖有一小部分被擋住，但總會有一部分光通過凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同，大小不變；由于透鏡的一小部分被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了，像將完好，但亮度會變暗．
故答案為：（1）同一高度；上；（2）照相機；右；大；（3）左；（4）凸透鏡沒有正對太陽光；（5）小；（6）不變； 變暗．

點評 掌握凸透鏡成像的兩種判斷方法：根據物距和焦距的關系，根據物距和像距的關系．
本題涉及到的知識點很多，有焦點、焦距、凸透鏡的會聚作用等，綜合性很強，使試題具有一定的難度．