Question

下面是小紅和小華探究凸透鏡成像規(guī)律的過程：
（1）在探究前，小紅將三個凸透鏡分別正對太陽光，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏問的距離，使太陽光在光屏上會聚一點，量得凸透鏡到光屏的距離分別為48cm、15cm和4cm．小紅選擇了15cm的那個凸透鏡進(jìn)行實驗，其他兩個凸透鏡則不在本實驗中使用．你認(rèn)為小紅這樣做有必要嗎？為什么？說出你的看法：

有必要，f=4cm的凸透鏡焦距太小，無法清楚地找到像；當(dāng)f=48cm時，由于物距和像距很大，無法在光具座上完成實驗

．
（2）凸透鏡和光屏都是有支架的，凸透鏡中心離桌面的高度約6cm，光屏中心離桌面的高度約7cm，還有一個蠟燭臺，用來固定蠟燭的，小紅將一支新買來的較長蠟燭一下切成了兩段，只把其中一段插在蠟燭臺上，你覺得這樣做有必要嗎？
說出你的理由：

有必要，使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度

．
（3）小紅開始實驗時，把蠟燭放在離凸透鏡盡可能遠(yuǎn)的位置上，此時光屏應(yīng)大約放在什么位置上來承接蠟燭的實像？應(yīng)該放在

一倍焦距以外

．得到實像后，把蠟燭向凸透鏡靠近一些，這時光屏應(yīng)向哪個方向移動才能重新承接到實像？應(yīng)該向

遠(yuǎn)離凸透鏡

方向移動．
（4）當(dāng)燭焰移動到離凸透鏡的距離只有12cm時，光屏放在凸透鏡的另一側(cè)（對蠟燭而言），不管怎樣移動位置都承接不到實像，這時把光屏放在蠟燭的同側(cè)是否有可能承接到蠟燭的像？

不能

，因為：

凸透鏡成的是虛像，虛像不能在光屏上承接

．
（5）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“無法成像”）
（6）由于蠟燭的燃燒，燭焰的高度逐漸降低，燭焰在光屏上的像將會少許偏向光屏的

上

方（選填“上”或“下”）．要使像繼續(xù)成在光屏中央，可將凸透鏡適當(dāng)向

下

（填“上”或“下”）調(diào)節(jié)．
（7）若把凸透鏡看作眼睛的晶狀體，光屏看作視網(wǎng)膜，給“眼睛”戴上遠(yuǎn)視眼鏡，使?fàn)T焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像．若取下遠(yuǎn)視眼鏡，則清晰的像會成在光屏的

后面

（選填“前面”或“后面”）．

Answer 1

分析：（1）一般情況下光具座的長度是90cm．如果焦距過長，所成的像不易在實驗中得到，焦距過短，實驗數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)誤差．
（2）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，像才能成在光屏的中心．
（3）根據(jù)凸透鏡成實像時：物近像遠(yuǎn)像變大來解答此題．
（4）u＜f，成正立放大的虛像，光屏不能承接虛像．
（5）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，會聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實像；
如果凸透鏡的口徑大，透過的光多，像就亮；口徑小，透過的光少，像就暗．
（6）根據(jù)光線過光心不改變方向，判斷凸透鏡的移動情況．
（7）要解決此題，需要知道遠(yuǎn)視鏡是凸透鏡，對光線有會聚作用．

解答：解：（1）有必要，這一步測出了凸透鏡的焦距；
f=4cm的凸透鏡焦距太小，實驗數(shù)據(jù)容易出現(xiàn)誤差；因為光具座的長度是90cm．當(dāng)f=48cm時，由于物距和像距很大，所成的像不易在實驗中得到．
（2）新買來的蠟燭較長，因此試驗時，將蠟燭切成了兩段，這樣蠟燭、凸透鏡、光屏在同一直線上，三者的中心在同一高度，像能呈在光屏的中央．
（3）根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律，當(dāng)物體放在焦點之外時，在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實像，
物距越小，像距越大，實像越大，所以得到實像后，把蠟燭向凸透鏡靠近一些，這時光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動．
（4）因凸透鏡的焦距為15cm，此時物距為12cm，則在焦點之內(nèi)，所成的像在凸透鏡同一側(cè)為正立放大的虛像．
（5）凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當(dāng)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，像與原來相同顯示像的全部；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，故像會變暗．
（6）由于蠟燭的燃燒，燭焰的高度逐漸降低，根據(jù)光線過光心不改變方向，要使像繼續(xù)成在光屏中央，可以使；蠟燭向上移動、或凸透鏡向下移動，或光屏向上移動．
（7）遠(yuǎn)視鏡是凸透鏡，對光線有會聚作用，所以當(dāng)撤掉遠(yuǎn)視鏡后，光線的折射情況比原來減弱，所以像會成在光屏的后面．
故答案為：（1）有必要，f=4cm的凸透鏡焦距太小，無法清楚地找到像；當(dāng)f=48cm時，由于物距和像距很大，無法在光具座上完成實驗；
（2）有必要，使蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度；
（3）一倍焦距以外；遠(yuǎn)離凸透鏡；
（4）凸透鏡成的是虛像，虛像不能在光屏上承接；
（5）完整的像；
（6）上；下；
（7）后面．

點評：（1）考查凸透鏡成像規(guī)律，本題注意凸透鏡是由很多個三棱鏡組成的，光經(jīng)過透鏡折射后會聚成像，擋住一部分光不會影響所成的像，只是亮度變暗．
（2）凸透鏡成像的三種情況和應(yīng)用是凸透鏡成像習(xí)題的重要依據(jù)，一定要熟練掌握．