Question

小華同學用如圖1所示的裝置“探究凸透鏡成像規(guī)律”．

（1）調節(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______．
（2）實驗時先固定蠟燭和凸透鏡的位置，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動光屏，都得不到燭焰的像，可能的原因是______（寫出一種即可）
（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______（選填“完整的像”、“一半的像”或“無法成像”）．
（4）5分鐘后，小華發(fā)現(xiàn)蠟燭燃燒變短，像沒有成在光屏中央，他應將光屏向______（選填“上”或“下”）移動．
（5）小華記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表．請在圖2方格紙上畫出像距與物距的關系圖象．我們可以判斷，小華所用的凸透鏡焦距為______ 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

解：（1）調節(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）無論怎樣移動光屏，都得不到燭焰的像的原因可能有：
①物體此時距透鏡的距離有可能恰好為一倍焦距，此時物體不成像．所以光屏上沒有清晰的像．
②物體此時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，由于虛像不是由實際光線會聚而成，所以光屏上也不會有清晰的像．
③物體此時的距離即使大于一倍焦距，成實像，若蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上，此時光屏上也不會有清晰的像．
（3）凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當將透鏡的下半部分擋住后，整個物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過上半部分凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同，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相比減少了一半，亮度會減弱．
（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，因此應將光屏向上移動；
（5）找出每組數(shù)據(jù)對應的點，然后用平滑的線把點連起來，如下圖所示：

由表格中數(shù)據(jù)可知，物體在20cm時，像成在20cm處，此時成等大、倒立的實像，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）圖象見上圖；10．
分析：（1）探究凸透鏡成像的實驗時，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，是否成的是實像；即使成的是實像，三者的中心是否在同一高度．從以上幾個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)出的光線經凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側的光屏上，形成物體的實像；如果不遮住凸透鏡的下半部分，透過的光多，像就亮；遮住凸透鏡的下半部分，透過的光少，像就暗．
（4）如果蠟燭變短，根據(jù)凸透鏡成倒立的實像原理可知，若成的像靠近光屏的上方，可以相對于凸透鏡向上移動蠟燭，即向上移動蠟燭或向下移動凸透鏡，使成的像向下移動．或者直接向上移動光屏．這樣都可以使像成在光屏的中央．
（5）在坐標上找到每組像距、物距對應的點，然后用線連點即可；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．
點評：此題主要考查凸透鏡成像實驗，在實驗時首先要調整三者的中心在同一高度上，光屏上沒有清晰的像，并不一定不成實像，有可能成的實像沒有成在光屏上，要注意這個細節(jié)．要對凸透鏡成像規(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�。�