Question

小華同學(xué)用如圖1所示的裝置“探究凸透鏡成像規(guī)律”．

（1）調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏，使它們的中心大致在同一高度，其目的是

使像成在光屏中央

．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)先固定蠟燭和凸透鏡的位置，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，都得不到燭焰的像，可能的原因是

蠟燭火焰中心、光屏中心與透鏡中心不在同一高度

（寫(xiě)出一種即可）
（3）若遮住凸透鏡的下半部分，則燭焰在光屏上的成像情況是

完整的像

（選填“完整的像”、“一半的像”或“無(wú)法成像”）．
（4）5分鐘后，小華發(fā)現(xiàn)蠟燭燃燒變短，像沒(méi)有成在光屏中央，他應(yīng)將光屏向

上

（選填“上”或“下”）移動(dòng)．
（5）小華記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表．請(qǐng)?jiān)趫D2方格紙上畫(huà)出像距與物距的關(guān)系圖象．我們可以判斷，小華所用的凸透鏡焦距為

10

 cm．

物距u/cm	14	16	18	20	22	24	26
像距v/cm	35	27	22	20	18	17	16

Answer 1

分析：（1）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，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心．
（2）在光屏上得不到清晰像的可能有多種：物體是否成像；若成像，是否成的是實(shí)像；即使成的是實(shí)像，三者的中心是否在同一高度．從以上幾個(gè)方面考慮去解決此題．
（3）要解決此題需要掌握凸透鏡成像的成因．凸透鏡成像屬于光的折射現(xiàn)象，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會(huì)聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實(shí)像；如果不遮住凸透鏡的下半部分，透過(guò)的光多，像就亮；遮住凸透鏡的下半部分，透過(guò)的光少，像就暗．
（4）如果蠟燭變短，根據(jù)凸透鏡成倒立的實(shí)像原理可知，若成的像靠近光屏的上方，可以相對(duì)于凸透鏡向上移動(dòng)蠟燭，即向上移動(dòng)蠟燭或向下移動(dòng)凸透鏡，使成的像向下移動(dòng)．或者直接向上移動(dòng)光屏．這樣都可以使像成在光屏的中央．
（5）在坐標(biāo)上找到每組像距、物距對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后用線連點(diǎn)即可；根據(jù)表格中的物距為20cm和像距為20cm，可得出此透鏡的焦距f=10cm．

解答：解：（1）調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度，其目的是使像能成在光屏的中央位置．
（2）無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，都得不到燭焰的像的原因可能有：
①物體此時(shí)距透鏡的距離有可能恰好為一倍焦距，此時(shí)物體不成像．所以光屏上沒(méi)有清晰的像．
②物體此時(shí)距透鏡的距離有可能小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像，由于虛像不是由實(shí)際光線會(huì)聚而成，所以光屏上也不會(huì)有清晰的像．
③物體此時(shí)的距離即使大于一倍焦距，成實(shí)像，若蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上，此時(shí)光屏上也不會(huì)有清晰的像．
（3）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，所有透過(guò)透鏡的光會(huì)聚到光屏上成像，當(dāng)將透鏡的下半部分擋住后，整個(gè)物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會(huì)有一部分光通過(guò)上半部分凸透鏡而會(huì)聚成像，因此，像與原來(lái)相同，還是完整的像；只是由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來(lái)相比減少了一半，亮度會(huì)減弱．
（4）如果蠟燭變短，根據(jù)凸透鏡成像原理可知光屏上的像將向上移動(dòng)，因此應(yīng)將光屏向上移動(dòng)；
（5）找出每組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后用平滑的線把點(diǎn)連起來(lái)，如下圖所示：

由表格中數(shù)據(jù)可知，物體在20cm時(shí)，像成在20cm處，此時(shí)成等大、倒立的實(shí)像，物體放在二倍焦距處，即20cm=2f，所以此透鏡的焦距f=10cm．
故答案為：（1）使像成在光屏中央；（2）蠟燭火焰中心、光屏中心與透鏡中心不在同一高度；（3）完整的像；（4）上；（5）圖象見(jiàn)上圖；10．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要調(diào)整三者的中心在同一高度上，光屏上沒(méi)有清晰的像，并不一定不成實(shí)像，有可能成的實(shí)像沒(méi)有成在光屏上，要注意這個(gè)細(xì)節(jié)．要對(duì)凸透鏡成像規(guī)律中的物距和像距熟練掌握才能分析出凸透鏡焦距的大小．