Question

3．如圖所示是小明同學(xué)在探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí)的某一次蠟燭成像圖片，小明畫(huà)出了兩條入射光線，
①請(qǐng)你幫他在圖中畫(huà)出折射光線．
②成該像后，如果這時(shí)用硬紙板將凸透鏡遮住一半，則能（填“能”或“不能”）成完整的像．
③若凸透鏡的焦距為20cm，成像中，若把蠟燭移到距離凸透鏡焦點(diǎn)5cm的位置，則成的像一定是放大的（填：“放大的”或“縮小的”或“正立的”或“倒立的”）．
④如果先用凸透鏡的焦距為20cm，在光屏上得到了清晰的縮小的實(shí)像，接下來(lái)他改用焦距為10cm的凸透鏡乙繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在不改變發(fā)光體和凸透鏡的情況下，要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)該向靠近凸透鏡方向移動(dòng)．

Answer 1

分析 ①由圖可以看出，蠟燭經(jīng)凸透鏡成清晰的像在光屏上是倒立縮小的，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)u＞2f，然后即可確定凸透鏡的大體位置，再根據(jù)光屏上成的是實(shí)像，將入射光線分別與像中的燭焰尖部連接起來(lái)即可得到相應(yīng)的折射光線．
②凸透鏡成像光的折射現(xiàn)象，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會(huì)聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實(shí)像；
如果凸透鏡的口徑大，透過(guò)的光多，像就亮；口徑小，透過(guò)的光少，像就暗．
③凸透鏡成像特點(diǎn)：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像．
u=2f，成倒立、等大的實(shí)像．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像．
u＜f，成正立、放大的虛像．
④首先根據(jù)題意“先用焦距為20cm的透鏡甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在屛上得到清晰縮小的實(shí)像”可確定物距與焦距的關(guān)系，然后再根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像小像變小來(lái)確定調(diào)節(jié)光屏的方法．

解答 解：①光屏上蠟燭的像是實(shí)像，是由實(shí)際光線會(huì)聚而成的．來(lái)自燭焰尖部的光經(jīng)透鏡折射后會(huì)聚在光屏上組成燭焰尖部的像，所以，將入射光線與像中的燭焰尖部連接起來(lái)即可得到相應(yīng)的折射光線，如圖所示：

②凸透鏡成實(shí)像時(shí)，所有透過(guò)透鏡的光會(huì)聚到光屏上成像，當(dāng)將透鏡的下半部分擋住后，整個(gè)物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會(huì)有一部分光通過(guò)上半部分凸透鏡而會(huì)聚成像，因此，像與原來(lái)相同，仍然完整；由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來(lái)相比減少了一半，故亮度會(huì)減弱，變暗了．
③凸透鏡的焦距為20cm，將蠟燭距透鏡焦點(diǎn)5cm處時(shí)，一種情況是：蠟燭在凸透鏡的一倍焦距以?xún)?nèi)20cm-5cm=15cm處時(shí)，成的是正立、放大的虛像；
另一種情況是：蠟燭在凸透鏡的一倍焦距以外的，即u=20cm+5m=25m處時(shí)，此時(shí)蠟燭在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，成的是倒立、放大的實(shí)像．
綜合上述兩種情況可知，像一定是放大的．
④由“先用焦距為20cm的透鏡甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在屛上得到清晰縮小的實(shí)像”可知，此時(shí)u＞2f；
當(dāng)改用焦距為10cm的透鏡乙繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置，則相當(dāng)于增大了物距，根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像近像變小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏將靠近透鏡移動(dòng)，像變�。�
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）能；（3）放大的；（4）靠近．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了學(xué)生對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的掌握．一定要熟記凸透鏡成像的特點(diǎn)與物距、像距的關(guān)系．此題物體離凸透鏡焦點(diǎn)5cm處時(shí)，可能是在焦點(diǎn)內(nèi)5cm，也可能在焦點(diǎn)外5cm．