Question

（1）在“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，將凸透鏡正對著太陽光，在凸透鏡的另一側(cè)放一張白紙，移動白紙，在白紙上得到一個最小最亮的光斑，用刻度尺測出光斑到凸透鏡光心的距離為10cm，則此凸透鏡的焦距f=

10

cm．
（2）先將蠟燭、

凸透鏡

和

光屏

依次放在光具座上，然后調(diào)節(jié)它們的高度，使它們的中心與燭焰的中心大致在

同一高度

，這是為了

使像能成在光屏中央

．
（3）將凸透鏡固定在光具座上，點燃蠟燭，保持凸透鏡的位置不變，先后把燭焰放在a、b、c、d點，如圖示，同時調(diào)整光屏的位置，那么
①當(dāng)把燭焰放在a點時，光屏應(yīng)在透鏡另一側(cè)距透鏡

2倍焦距和1倍焦距之間

移動．光屏在其中的某一位置上會呈現(xiàn)出一個

倒立

、

縮小

的清晰的實像．

照相機(jī)

就是利用這一成像規(guī)律工作的（填照相機(jī)、投影儀、放大鏡等光學(xué)儀器）．此時若燭焰向透鏡靠近，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向

遠(yuǎn)離

透鏡的方向移動（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）．
②把燭焰放在圖中

a

點，屏上出現(xiàn)的像最�。�把燭焰放在

c

點，屏上出現(xiàn)的像最大．
（4）在此實驗中，如果無論怎樣左右移動光屏，在光屏上都不能呈現(xiàn)燭焰的像，可能的原因是：①

光具座不夠長，在光具座上找不到像

，②

蠟燭與凸透鏡距離小于焦距

．

Answer 1

分析：（1）平行光經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這個點是凸透鏡的焦點，光心到焦點的距離是焦距．
（2）做凸透鏡成像實驗應(yīng)在光具座上依次放置蠟燭，凸透鏡，光屏，凸透鏡必須位于蠟燭和光屏之間．使它們的中心大致在同一高度上，目的是成像在光屏的中心，便于測出物距和像距．
（3）凸透鏡成像規(guī)律：物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立、放大的實像．
物距等于二倍焦距成倒立、等大實像．
物距大于二倍焦距成倒立、縮小的實像．
成實像時：物像異側(cè)，物近像遠(yuǎn)像變大．
（4）本題首先從實驗器材的安裝上考慮：若凸透鏡成實像，器材安裝必須能保證能呈現(xiàn)在光屏上；其次要考慮物距焦距關(guān)系，保證成實像，才能成像在光屏上．

解答：解：（1）在白紙上得到的亮點即為凸透鏡的焦點，焦距指的是焦點到光心的距離．由此可知該凸透鏡的焦距為10cm．
（2）做凸透鏡成像實驗，先將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，凸透鏡必須位于蠟燭和光屏之間要使?fàn)T焰的焰心、凸透鏡的光心、光屏的中心三者位于同一高度，目的是使像成在光屏的中央．
（3）①當(dāng)把燭焰放在a點時，此時u＞2f，光屏應(yīng)在透鏡另一側(cè)距透鏡2倍焦距和1倍焦距之間移動．光屏上會呈現(xiàn)出一個倒立、縮小的清晰的實像．照相機(jī)就是利用這一成像規(guī)律工作的，此時若燭焰向透鏡靠近，仍要在光屏上得到清晰的像，根據(jù)凸透鏡成實像時：物像異側(cè)，物近像遠(yuǎn)像變大．可知，光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動．
②由凸透鏡成像規(guī)律把燭焰放在圖中a、b點，屏上出現(xiàn)的像是倒立縮小的．把燭焰放在c點，屏上出現(xiàn)的像是倒立放大的，則把燭焰放在圖中a點，屏上出現(xiàn)的像最小．把燭焰放在c點，屏上出現(xiàn)的像最大．
（4）從實驗裝置上考慮：實驗時若像很遠(yuǎn)，像距很大，光具座不夠長，則光屏不會接受到像；蠟燭、透鏡、光屏若不在同一高度上，所成的像有可能不能呈現(xiàn)在光屏上；
從成像規(guī)律上考慮：若蠟燭恰好放在焦點上，則不會成像；放在焦點以內(nèi)，則會成正立放大的虛像，虛像不會呈現(xiàn)在光屏上．
故有以下幾種可能：①光屏與燭焰不在同高度、同一直線上；
②光具座不夠長，在光具座上找不到像；
③蠟燭恰好放到焦點上；
④蠟燭與凸透鏡距離小于焦距．
故答案為：（1）10；（2）凸透鏡；光屏；同一高度；使像能成在光屏中央；（3）①2倍焦距和1倍焦距之間；倒立；縮小；照相機(jī)；②a；c；（4）①光具座不夠長，在光具座上找不到像；②蠟燭與凸透鏡距離小于焦距．

點評：本題考查了凸透鏡的焦點、焦距和凸透鏡成像的情況和應(yīng)用．同時考查了實驗中常出現(xiàn)的一種情況，即光屏上沒有像，知道這可能是成虛像，或不能成像或光屏、凸透鏡、燭焰的中心不在同一高度．