Question

4．如圖所示，在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗中，依次將點燃的蠟燭、凸透鏡、光屏放在光具座上．

（1）實驗前，首先應調節(jié)凸透鏡、光屏和燭焰，使它們的中心大致在同一高度，這樣可以使像成在光屏的中央．
（2）某同學在該實驗中，記錄并繪制了物距u和像距v之間關系的圖象，如圖乙所示．則該凸透鏡的焦距10cm；當把物體放到距凸透鏡8cm處時，光屏上不能得到一個清晰的像．（選填“能”或“不能”）
（3）如果凸透鏡焦距如上述不變，物距為18cm，從光屏的一側透過凸透鏡可以看到一個倒立放大的實像，應用這一原理可以制成投影儀；
（4）在實驗中已得到清晰的實像，當用黑色硬紙片遮住透鏡的上半部分，則所成的像將是完整的（填“完整”或“不完整”），且亮度變暗．

Answer 1

分析 （1）為使像能成在光屏的中心，應調整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度；
（2）根據凸透鏡成像規(guī)律可知，當物距等于二倍焦距時成倒立等大實像，物距等于像距，都等于二倍焦距；
根據凸透鏡成像規(guī)律可知：u＜f，成正立、放大的虛像；光屏只能承接實像，不能承接虛像；
（3）根據凸透鏡成像的規(guī)律，當2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f；投影儀利用此原理；
（4）若將凸透鏡遮住一部分，由于折射到像點的光減少，像的大小不變，像將變暗．

解答 解：
（1）實驗前，首先應調節(jié)凸透鏡、光屏和燭焰，使它們的中心大致在同一高度，目的是使燭焰的像成在光屏的中央；
（2）根據凸透鏡成像規(guī)律可知，當物距等于二倍距時，成倒立等大實像，此時物距等于像距，都等于二倍焦距；分析圖可知，物距等于20cm時，像距等于20cm，所以二倍焦距等于20cm，則焦距為10cm；
當把物體放到距凸透鏡8cm處時，物距小于焦距，凸透鏡成正立、放大的虛像，因此光屏上不能得到像；
（3）當物距為18cm時，2f＞u＞f，凸透鏡成倒立、放大的實像；應用這一原理可以制成投影儀；
（4）用黑色硬紙片遮住透鏡的上半部分，燭焰上任一點射向凸透鏡的下半部，經凸透鏡折射后，照樣能會聚成像，燭焰的像仍然完整，但折射光線減少，會聚成的像比原來變暗了．
故答案為：（1）像成在光屏的中央；（2）10；不能；（3）倒立放大；投影儀；（4）完整．

點評 此題是探究凸透鏡成像的實驗，考查了學生對實驗操作的要求，一定要注意實驗前的調整工作，為使像成在光屏的中央，應使凸透鏡、燭焰、光屏的中心大致在同一高度處，同時還考查了凸透鏡成像的規(guī)律及應用．