Question

在研究凸透鏡成像的實驗中：
（1）在

光具座

上從左到右依次放置蠟燭、

凸透鏡

、

光屏

，并調整它們的高度，使三者的中心在

同一高度

，這樣做的目的是為了

使像呈現(xiàn)在光屏的中央

．
（2）由實驗可知，凸透鏡成實像的條件是

u＞f

，

二倍焦距

是成放大的像與縮小的像的分界點．
（3）實驗時，蠟燭越燒越短，你將看到屏上的像向

上

（填“上”或“下”）移動．若成像在光屏的左上角，要通過調整透鏡讓像在光屏的中央，應向

右下

（右下，左上，右上，左下）調節(jié)．
（4）實驗過程中，用黑紙將凸透鏡遮掉一半，像的形狀

不變

（填“變”或“不變”），但像的亮度將

變暗

（填“變亮”或“變暗”）．
（5）如圖所示，光屏上出現(xiàn)了清晰的燭焰的像，則此像的性質是

倒立放大的實像

．根據(jù)上圖中提供的數(shù)據(jù)，可判斷出此凸透鏡的焦距大致在

5cm～7.5cm

范圍之內．
（6）小明同學所在的小組也進行實驗和觀察，并將觀測情況記錄在下表中．

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質
1	30	15	倒立、縮小的實像
2	25	16.7
3	20	20	倒立、等大的實像
4	15		倒立、放大的實像
5	5		正立、放大的實像

①上表中實驗序號2中像的性質為

倒立縮小的實像

，
②實驗序號4中像距為

30

cm．
（7）小華同學在做“研究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中，先把凸透鏡固定起來，然后把點燃的蠟燭和光屏分別放置在透鏡的兩側，但他無論怎樣左右移動光屏，都不能在光屏上呈現(xiàn)出燭焰的像．請你分析其中的原因．（請寫出兩個）

燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度處，像未成在光屏上

、

蠟燭放在一倍焦距以內，成虛像

．

Answer 1

分析：（1）調整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上，這樣做的目的是使物體的像能夠成在光屏的中心．
（2）根據(jù)凸透鏡成像的幾種情況：
u＞2f，成倒立、縮小的實像．
u=2f，成倒立、等大的實像．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．
u＜f，成正立、放大的虛像來解答．
（3）理解倒立實像的含義．若燭焰相對于凸透鏡向下移動，則像向光屏上方移動．
（4）凸透鏡成像時，物體有無數(shù)條光線射向凸透鏡，經(jīng)過凸透鏡折射后會聚成像，折射光線越多，會聚成的像越清晰．
（5）根據(jù)物距和像距的關系判斷凸透鏡成像情況：凸透鏡成實像時，物距大于像距，成倒立縮小的實像；物距等于像距時，成倒立等大的實像；物距小于像距時，成倒立放大的實像．
凸透鏡成像時，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f．根據(jù)物距和焦距的關系確定凸透鏡的焦距取值范圍．
（6）①當物距大于2倍焦距時，成倒立縮小的實像；②根據(jù)光的折射中光路是可逆的判斷實驗序號4中像距．
（7）掌握光屏上得不到像的原因：
物距小于焦距，此時成虛像，不能成在光屏上；
物距在一倍焦距上，不能成像；
燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度處，像未成在光屏上；
光具座太短，小于光屏的調節(jié)范圍．

解答：解：（1）當物體通過凸透鏡成實像時，成的像要用光屏來承接，所以要調整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上，以保證物體的像能夠成在光屏的中心；
（2）由凸透鏡成像規(guī)律可知，凸透鏡成實像的條件是u＞f，二倍焦距是成放大的像與縮小的像的分界點．
（3）凸透鏡成倒立的實像，所以蠟燭變短，成的像會向上移動．此時應將凸透鏡向下移動．若成像在光屏的左上角，要通過調整透鏡讓像在光屏的中央，應向右下調節(jié)．
（4）一個物體有無數(shù)個點組成，任何一個點射向凸透鏡有無數(shù)條光線，無數(shù)條光線經(jīng)凸透鏡折射后有無數(shù)條折射光線，用紙遮住凸透鏡的一半，折射光線減半，會聚成像的大小不變，像會變暗．
（5）光屏上成像是實像，凸透鏡成實像時，物距小于像距，成倒立放大的實像．
光屏上成倒立、放大的實像，物距u=15cm-5cm，像距v=30cm-15cm=15cm，
所以2f＞10cm＞f，
15cm＞2f，
解不等式得，7.5cm＞f＞5cm，
所以凸透鏡的焦距范圍為5cm～7.5cm．
（6）①2的物距大于2f，成倒立縮小的實像；
②實驗1中，物距為30cm時像距為15cm，根據(jù)光的折射中光路是可逆的，所以實驗4中，物距是15cm，像距是30cm，此時成倒立、放大的實像；
（7）光屏上不能發(fā)現(xiàn)燭焰的像，原因可能有：
①蠟燭放在一倍焦距以內，成虛像；
②蠟燭正好放在一倍焦距上，不能成像；
③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度處，像未成在光屏上；
④光具座太短，小于光屏的調節(jié)范圍（任選其中兩條便可）．
故答案為：（1）光具座；凸透鏡；光屏；同一高度；使像呈現(xiàn)在光屏的中央；
（2）u＞f；二倍焦距；
（3）上；右下；
（4）不變；變暗；
（5）倒立放大的實像；5cm～7.5cm；
（6）①倒立縮小的實像；②30；
（7）燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度處，像未成在光屏上；蠟燭放在一倍焦距以內，成虛像．

點評：本題考查了凸透鏡成像實驗的安裝器材、一倍焦距分虛實、二倍焦距分大小、像的移動情況、遮住凸透鏡的一部分像的變化情況、凸透鏡的三種成像情況、凸透鏡焦距的取值范圍等，考查的知識比較全，掌握此題，基本上掌握了凸透鏡成像習題的大部分．