Question

9．小明在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗時，固定凸透鏡的位置不動，實驗操作規(guī)范．當他將蠟燭、凸透鏡、光屏調(diào)節(jié)到圖示位置時，燭焰恰好在光屏上成清晰的像．

（1）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(yīng)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．
（2）若保持凸透鏡、光屏的位置不變，再在凸透鏡左側(cè)附近放置一凹透鏡（圖中未畫出），這時需要將光屏向右（選填“左”或“右”）移動才能在光屏上成清晰的像．
（3）為了粗測凸透鏡的焦距，小明在上午第二節(jié)課后（9：30左右），將凸透鏡與水平地面平行放置，調(diào)節(jié)凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現(xiàn)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．
（4）小紅同學做“觀察凸透鏡成像”的實驗時，進行了兩次實驗，如下圖所示，

在實驗1中，她能在凸透鏡的另一側(cè)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于（選填“大于”“小于”或“等于”）實驗2中使用的凸透鏡的焦距．

Answer 1

分析 （1）凸透鏡成實像時，根據(jù)物距和像距的關(guān)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；
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(yīng)用于投影儀或幻燈機．
（2）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．
（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）根據(jù)實驗1和實驗2中像的性質(zhì)可分別確定物距和焦距的關(guān)系，然后比較即可．

解答 解：（1）物體到凸透鏡的距離是物距，像到凸透鏡的距離是像距．
如圖，物距大于像距，成倒立、縮小的實像，照相機就是利用此原理制成的．
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(xiàn)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．
（2）凹透鏡對光線有發(fā)散作用，靠近凸透鏡時，使光線發(fā)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，即這時需要將光屏向右移動才能在光屏上成清晰的像．
（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(jīng)凸透鏡后將會聚在焦點．所以把光屏置于另一側(cè)，改變光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)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．
（4）在實驗1中，她能在凸透鏡的另一側(cè)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．
故答案為：（1）照相機；右；大；（2）右；（3）凸透鏡沒有正對太陽光；（4）小于．

點評 掌握凸透鏡成像的兩種判斷方法：根據(jù)物距和焦距的關(guān)系，根據(jù)物距和像距的關(guān)系．同時考查了學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力，要認真分析各物理量的變化情況，找出其中的聯(lián)系本題涉及到的知識點，綜合性很強，具有一定的難度．