Question

在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，小捷用了9個(gè)紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色的板上代替蠟燭作光源，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
（1）為了確定凸透鏡的焦距，小捷將凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，再把光屏放在另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)

 

（填“亮點(diǎn)”或“亮環(huán)”）為止，測(cè)得它與凸透鏡中心的距離為10cm，確定出焦距f=

 

（填“5cm”或“10cm”）．
（2）先組裝器材，調(diào)節(jié)燭焰、透鏡、光屏，即使它們的中心在

 

．目的是

 

．
（3）凸透鏡固定在光具座的零刻度線上，小捷將光源移至光具座30cm處后，再移動(dòng)光屏，至到如圖所示位置，光屏上會(huì)出現(xiàn)清晰

 

（填“放大”、“縮小”或“等大”）的實(shí)像；如果她將光源再遠(yuǎn)離凸透鏡一些，這時(shí)光屏應(yīng)向

 

（填“左”或“右”）移動(dòng)，以獲得清晰的實(shí)像．
（4）如果將光源移至7cm處，凸透鏡此時(shí)成的是放大的

 

（填“虛像”或“實(shí)像”）．
（5）當(dāng)蠟燭逐漸消耗而變短，光屏上燭焰的像將隨之

 

．（填“上升”或“下降”）
（6）當(dāng)蠟燭移到距透鏡一定距離范圍內(nèi)時(shí)，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上只能看到一個(gè)大小變化的圓形光斑，這時(shí)小明一定是把物距調(diào)在

 

范圍內(nèi)．在物距不變的情況下若要觀察到蠟燭火焰的像．你認(rèn)為應(yīng)如何操作

 

．

Answer 1

分析：（1）要解決此題，首先要掌握焦點(diǎn)和焦距的概念：平行于主光軸的光線會(huì)聚于一點(diǎn)，此點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn)．由焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測(cè)量薄透鏡的焦距時(shí)，可以測(cè)出從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離即可．
（2）要使像能成在光屏的中央，應(yīng)調(diào)節(jié)光屏、凸透鏡、燭焰的中心大致在同一高度處；
（3）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．知道當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像．并且成實(shí)像時(shí)，物距越大，成的像越小，像距也越�。�
（4）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．知道當(dāng)物距小于焦距時(shí)，凸透鏡成正立、放大的虛像．
（5）凸透鏡成的實(shí)像是倒立的，像和物體的移動(dòng)方向相反；
（6）當(dāng)物距小于焦距時(shí)，光線是發(fā)散的，在光屏上不能成像，此時(shí)成正立放大的虛像，像和物體在凸透鏡的同側(cè)，據(jù)此分析．

解答：解：（1）為了確定凸透鏡的焦距，首先要找到凸透鏡的焦距，所以將凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，再把光屏放在另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的點(diǎn)，便為焦點(diǎn)．
焦點(diǎn)到凸透鏡中心的距離為10cm，所以此凸透鏡的焦距為10cm．
（2）實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)光屏、凸透鏡、燭焰的中心大致在同一高度處，是為了使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央；
（3）由（1）知，f=10cm，所以2f=20cm．
凸透鏡固定在光具座的零刻度線上，小捷將光源移至光具座30cm處，所以此時(shí)物距u=30cm＞2f．所以成倒立、縮小的實(shí)像．
若將光源遠(yuǎn)離凸透鏡，則物距增大，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律得，像距要減�。�所以光屏要靠近凸透鏡即向左移動(dòng)．
（4）如果將光源移至7cm處，此時(shí)物距u=7cm＜f．
根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，所以成正立、放大的虛像．
（5）凸透鏡成的實(shí)像是倒立的，所以當(dāng)蠟燭逐漸消耗而變短，光屏上燭焰的像將隨之上升；
（6）無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上只能看到一個(gè)大小變化的圓形光斑，說(shuō)明此時(shí)不能成實(shí)像，且光線是發(fā)散的，所以蠟燭放在了焦點(diǎn)范圍內(nèi)；
虛像和蠟燭在凸透鏡的同側(cè)，所以應(yīng)移去光屏，在蠟燭的另一側(cè)透過(guò)透鏡觀察．
故答案為：（1）亮點(diǎn)；10cm；（2）同一高度；像成在光屏中央；（3）縮��；左；（4）虛像；（5）上升；（6）焦距；移去光屏，在蠟燭的另一側(cè)透過(guò)透鏡觀察．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了粗略測(cè)量凸透鏡焦距的方法，關(guān)鍵是掌握焦點(diǎn)和焦距的概念．同時(shí)考查了凸透鏡成像的規(guī)律，要熟記其內(nèi)容，并搞清像距與物距之間的關(guān)系．