Question

19．小明用一個(gè)凸透鏡及相關(guān)器材，探究凸透鏡的成像規(guī)律．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)依次把蠟燭、凸透鏡、光屏放在光具座上，調(diào)整他們的中心大致在同一高度，這樣做的目的是使?fàn)T焰的像成在光屏中央．
（2）一束平行光射向凸透鏡，光屏上得到一個(gè)最亮的光斑如圖所示．則該凸透鏡的焦距為10.0cm，除此之外還可以用成倒立等大實(shí)像時(shí)，物距等于2倍焦距方法測(cè)焦距．
（3）小明把蠟燭、凸透鏡及光屏放在光具座上，要使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，應(yīng)將凸透鏡向下（填“上”或“下”）調(diào)整；
（4）上述器材經(jīng)小明正確操作后，調(diào)整光屏看到了像，并將觀測(cè)情況記錄在下表中的實(shí)驗(yàn)序號(hào)1中．這次實(shí)驗(yàn)的物距是45cm；像的性質(zhì)是倒立、縮小的實(shí)像．小明利用器材一共完成了5次實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)序號(hào)5中，他漏寫了像的性質(zhì)．在第5次的實(shí)驗(yàn)中，像的性質(zhì)是成正立、放大的虛像．
（5）當(dāng)物距小于焦距時(shí)，左右移動(dòng)光屏均接收不到像，接著應(yīng)該C．
A上下移動(dòng)光屏去接收                   B將光屏放到凹透鏡右側(cè)去接收
C取走光屏，直接通過凸透鏡左側(cè)觀察     D直接從蠟燭這側(cè)觀察
（6）老師要求他在凸透鏡不動(dòng)的情況下，在光屏上在成一個(gè)更小的像，小明應(yīng)當(dāng)把蠟燭向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動(dòng)，同時(shí)把光屏向靠近凸透鏡移動(dòng)．
（7）如果，在實(shí)驗(yàn)中無論怎樣移動(dòng)光屏都找不到清晰的像，請(qǐng)你幫他們找出兩個(gè)可能的原因．
①物體距透鏡的距離為一倍焦距，物體不成像        ②物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像（或蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上）

Answer 1

分析 （1）要成像，需將凸透鏡置于蠟燭和光屏中央，并調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏在同一高度，這樣像才可以成在光屏中央；
（2）焦距是從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離；
當(dāng)物距等于2f時(shí)，凸透鏡成倒立等大實(shí)像，像距等于2f；
（3）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使凸透鏡、光屏、燭焰中心大致在同一高度；
（4）求出物距，根據(jù)物距和焦距判斷凸透鏡成像性質(zhì)．
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡和老花鏡．
（5）物距小于焦距，成正立放大的虛像，虛像不能成在光屏上，可以用眼睛直接觀察，與物體同側(cè)；
（6）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，具有物近像遠(yuǎn)像變大的特點(diǎn)；
（7）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會(huì)成在光屏上的；②成實(shí)像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實(shí)像，但光屏上顯示不出來；③不成像，當(dāng)物體位于焦點(diǎn)上，即u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)依次把蠟燭、凸透鏡、光屏放在光具座上，調(diào)整他們的中心大致在同一高度，這樣做的目的是使?fàn)T焰的像成在光屏中央．
（2）由圖知，焦點(diǎn)到凸透鏡的距離，即該凸透鏡的焦距為f=25.0cm-15.0cm=10.0cm；
除此之外還可以用成倒立等大實(shí)像時(shí)，物距等于2倍焦距的方法測(cè)焦距．
（3）由圖知，凸透鏡的高度偏上，應(yīng)將凸透鏡向下調(diào)節(jié)；
（4）物距：u=90cm-450cm=45cm，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像．
第5次實(shí)驗(yàn)，物距是5cm，u＜f，成正立、放大的虛像．
（5）物距小于焦距，成正立放大的虛像，虛像不能成在光屏上，與物體同側(cè)，所以應(yīng)取走光屏，直接通過凸透鏡左側(cè)觀察，C正確；
（6）在光屏上在成一個(gè)更小的像，應(yīng)增大物距，減小像距，將蠟燭向遠(yuǎn)離凸透鏡方向移動(dòng)，同時(shí)把光屏向靠近凸透鏡移動(dòng)；
（7）屏上也不會(huì)有清晰的像，有以下三種可能：
①物體距透鏡的距離為一倍焦距，物體不成像；
②物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像；
③蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上．
故答案為：（1）蠟燭；凸透鏡；光屏；同一高度；使?fàn)T焰的像成在光屏中央；（2）10.0cm；成倒立等大實(shí)像時(shí)，物距等于2倍焦距；（3）下；（4）45；成正立、放大的虛像；（5）C；（6）遠(yuǎn)離；靠近；（7）①物體距透鏡的距離為一倍焦距，物體不成像；②物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像（或蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上）．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)成像規(guī)律的掌握和應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題和實(shí)驗(yàn)儀器的調(diào)節(jié)，應(yīng)熟練掌握和應(yīng)用．