Question

在利用光具座進(jìn)行凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)探究中：
（1）如圖1甲所示，一束太陽光經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑．由圖可知，凸透鏡對光線具有

會聚

作用，該凸透鏡的焦距是

10

cm．

（2）第一組同學(xué)將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，無論怎樣移動(dòng)光屏都不能在光屏上得到像，請你指出其中一條可能的原因：

光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上

．
（3）調(diào)整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)（如圖1乙），在凸透鏡另一側(cè)前后移動(dòng)光屏，會在光屏上得到一個(gè)倒立、

放大

的實(shí)像（填寫像的性質(zhì)）；

投影儀

（填光學(xué)儀器）就是利用這一成像規(guī)律工作的．如果將蠟燭在乙圖的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向

靠近

（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動(dòng)．
（4）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，如圖2所示，要使?fàn)T焰像仍然成在光屏的中心，應(yīng)將光屏向

下

移動(dòng)．調(diào)整后，把蠟燭移到B點(diǎn)處，無論怎樣調(diào)節(jié)光屏，光屏上始終接收不到像，是因?yàn)榇藭r(shí)成的是正立、放大的

虛

像，要想看到這個(gè)像，應(yīng)從圖中的

C

（填“C”或“D”）箭頭所示的方向去觀察．
（5）第二組同學(xué)不用蠟燭，而用由幾個(gè)發(fā)光二極管做成“F”字樣的發(fā)光體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為其好處是

所成的像不會晃動(dòng)，更加穩(wěn)定

．（寫出一點(diǎn)即可）
（6）最后一組同學(xué)在測該透鏡的焦距時(shí)，將紅光換成了綠光，你認(rèn)為這樣做的結(jié)果會使該透鏡的焦距

變小

 （填“變大”，“變小”或“不變”）；原因是

凸透鏡對綠光的折射率比紅光大

．

Answer 1

分析：（1）通過圖甲所示的現(xiàn)象，結(jié)合凸透鏡焦點(diǎn)的定義即可確定該凸透鏡的焦距．
（2）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，若光屏上沒有像，可能是因?yàn)槲锞嘈∮诮咕�，成了虛像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；有可能物體在焦點(diǎn)上，不能成像．
（3）①凸透鏡成像的規(guī)律及其應(yīng)用之一：當(dāng)2f＞u＞f時(shí)，成倒立放大的實(shí)像，投影儀就是利用此原理制成的．
②凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像增大．
（4）在探究凸透鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，必須調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，這樣像才能成在光屏的中央；當(dāng)物體處于一倍焦距之內(nèi)時(shí)，成的是一個(gè)正立、放大的虛像，而虛像不能在光屏上呈現(xiàn)；此時(shí)物像在同一側(cè)．
（5）二極管與燭焰的區(qū)別：二極管比燭焰的亮度更大，并且形狀更特別，在研究時(shí)更容易理解倒立實(shí)像的含義．并且二極管發(fā)光比較環(huán)保安全．蠟燭在燃燒時(shí)會消耗而變短，同時(shí)遇到風(fēng)會晃動(dòng)．
（6）根據(jù)凸透鏡對綠光的折射率比紅光大進(jìn)行分析．

解答：解：（1）平行光線經(jīng)過凸透鏡后會聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是焦點(diǎn)．焦點(diǎn)到光心的距離是焦距，根據(jù)圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距是10cm．
（2）無論怎樣移動(dòng)光屏都不能在光屏上得到像，可能是光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上．
（3）①把燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)，即2f＞u＞f時(shí)，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立放大的實(shí)像，投影儀就是利用此原理制成的．
②凸透鏡成實(shí)像時(shí)，蠟燭遠(yuǎn)離透鏡一段距離，物距增大，像距減小，所以光屏要靠近凸透鏡．
（4）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間蠟燭變短，在光屏上的位置偏低，所以可以使光屏上調(diào)，使蠟燭、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度；
把蠟燭移到B點(diǎn)處，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)物體處于一倍焦距之內(nèi)時(shí)，成的是一個(gè)正立、放大的虛像，而且物像在同一側(cè)，因此要想看到這個(gè)像，應(yīng)從圖中的C箭頭所指的方向去觀察．
（5）發(fā)光二極管比燭焰的亮度更大、更環(huán)保，更容易看出倒立實(shí)像不僅是上下相反、而且是左右相反．
同時(shí)蠟燭燃燒有火焰，不如發(fā)光二極管安全．
火焰在有風(fēng)的時(shí)候會晃動(dòng)，同時(shí)蠟燭會越燒越短，而二極管不會．
（6）因?yàn)橥雇哥R對綠光的折射率比紅光大，因此將紅光換成了綠光同一凸透鏡的焦距，測得的焦距將變�。�
故答案為：（1）會聚；10；（2）光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上；（3）放大；投影儀；靠近；（4）下；虛；C；（5）所成的像不會晃動(dòng)，更加穩(wěn)定；（6）變��；凸透鏡對綠光的折射率比紅光大．

點(diǎn)評：關(guān)于凸透鏡成像的規(guī)律中，共涉及以下方面的內(nèi)容：①測量焦距的方法；②成像的性質(zhì)；③像距與焦距的關(guān)系；④具體的應(yīng)用；⑤透鏡對不同光的折射率不同．