Question

7．小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材，探究凸透鏡成像的規(guī)律．

（1）測量焦距：如圖1所示讓一束平行于主光軸的光經(jīng)過凸透鏡，在光屏上找到一個最小最亮的光斑．由此可得出此透鏡的焦距為15.0cm．
（2）如圖2所示，把蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭，將燭焰、凸透鏡、光屏三者中心調(diào)到同一高度，目的是使像成在光屏的中央．
（3）如圖3所示，只移動光屏，可在光屏上得到一個清晰的倒立、放大（選填“放大”、“等大”或“縮小”）的實（選填“實”或“虛”）像，依據(jù)此原理，人們制成的光學(xué)儀器是投影儀．如果此時撤去光屏，人眼在如圖所示的位置能（選填“能”或“不能”）直接看到燭焰的實像．
（4）將蠟燭向凸透鏡靠近，移動到某一位置時，無論怎樣移動光屏，都不能在光屏上成像，原因是當(dāng)u＜f時，成正立、放大的虛像．
（5）小明在圖所示位置得到一個清晰的像．老師要求他在凸透鏡不動的情況下，讓在光屏上的實像變大些，小明應(yīng)當(dāng)把蠟燭向靠近（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）透鏡方向移動．同時把光屏向遠(yuǎn)離（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）透鏡方向移動．
（6）小明把爺爺?shù)睦匣ㄑ坨R放在凸透鏡與蠟燭之間，發(fā)現(xiàn)光屏上的像變得模糊不清．她應(yīng)當(dāng)向靠近（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）透鏡的方向移動光屏，可再次得到清晰的像．
（7）實驗一段時間蠟燭變短，要使?fàn)T焰像仍然成在光屏的中心，應(yīng)將光屏向上移動；
（8）分別把燭焰放在離凸透鏡5cm和8cm位置上時，在8cm（選填“5cm”或“8cm”）位置時所成的像更大，在這個位置上所成的像不能（選填“能”或“不能”）用光屏承接到．

Answer 1

分析 （1）平行于主光軸的光會聚于主光軸上一點，這一點叫焦點，焦點到光心的距離叫焦距；
（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，像才能呈在光屏的中央．
（3）根據(jù)像的性質(zhì)：倒立放大的實像，可確定f＜u＜2f時，像距v＞2f，投影儀的原理，所成的像是實像，可以看到；
（4）當(dāng)u＜f時，成正立、放大的虛像；
（5）掌握凸透鏡成像的規(guī)律，并知道物距越大，像距越小，所成的像越��；
（6）要解決此題，需要知道老花鏡是凸透鏡，凸透鏡有會聚光線的作用；
（7）要解決此題，需要知道凸透鏡成倒立的實像．所以若成的像靠近光屏的上方，可以相對于凸透鏡向上移動蠟燭，即向上移動蠟燭或向下移動凸透鏡，使成的像向下移動．或者直接向上移動光屏．這樣都可以使像成在光屏的中央；
（8）當(dāng)u＜f時，成正立、放大的虛像，物距越靠近凸透鏡像越�。�

解答 解：（1）一束平行于凸透鏡主光軸的光線通過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，最小、最亮的光斑就是焦點．由圖可知，焦距為15.0cm；
（2）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，像才能呈在光屏的中央；
（3）由圖3可知，物距為25cm，已知焦距為15.0cm，則f＜u＜2f，此時成倒立放大的實像，故光屏上的像是倒立放大的實像；利用這個原理制成投影儀；凸透鏡所成的像是實像，撤去光屏，人眼在如圖所示的位置可以看到像；
（4）當(dāng)u＜f時，成正立、放大的虛像，光屏上不成像；
（5）要使所成的像更大，應(yīng)減小物距，所以使蠟燭向靠近透鏡方向移動；同時物距變小，則像距變大，所以光屏要遠(yuǎn)離透鏡的方向移動；
（6）小明把一副老花眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間靠近凸透鏡的位置，由于老花眼鏡是凸透鏡，對光線有會聚作用，所以通過凸透鏡的光線比以前提前會聚了，像距更小了，因此要得到清晰的像，需將光屏靠近凸透鏡．
（7）實驗一段時間蠟燭變短，由于凸透鏡成的是倒立的實像，所以成的像將在光屏的上方，所以應(yīng)向上移動光屏，使?fàn)T焰像仍然成在光屏的中心．
（8）分別把燭焰放在離凸透鏡5cm和8cm位置上時，此時u＜f時，成正立、放大的虛像，物體越靠近凸透鏡的焦點，所成虛像越大，所以在8cm位置時所成的像更大；由于所成的像是虛像，不能成在光屏上．
故答案為：（1）最小最亮；15.0；（2）同一高度；（3）放大；實；投影儀；能；
（4）當(dāng)u＜f時，成正立、放大的虛像；（5）靠近；遠(yuǎn)離；（6）靠近；（7）上；（8）8cm；不能．

點評 本題考查了凸透鏡成像規(guī)律的實驗要求及注意事項、其成像規(guī)律的應(yīng)用．