Question

18．在某次探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中：

（1）小明想知道實(shí)驗(yàn)中某塊透鏡的焦距做了實(shí)驗(yàn)甲，鏡面垂直于陽光，在透鏡下面放上白紙（紙、鏡平行），測(cè)出透鏡與白紙間距s/cm與對(duì)應(yīng)的白紙被烤焦的時(shí)間t/min，繪出圖象乙，可判斷該透鏡的焦距f為12cm；
（2）實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整燭焰的焰心、凸透鏡和光屏的中心，使它們位于同一高度且同一水平線上．如果實(shí)驗(yàn)中固定好透鏡和蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論如何移動(dòng)光屏，光屏上只有一個(gè)與透鏡大小幾乎相同的光斑，其原因可能是蠟燭在焦點(diǎn)處．
（3）如圖丙，當(dāng)把一塊焦距為15cm的凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時(shí)，光屏應(yīng)在Ⅱ（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）區(qū)域內(nèi)左右移動(dòng)，才能在光屏上得到清晰的倒立（填“倒立”或“正立”）實(shí)像．
（4）小明在實(shí)驗(yàn)中將蠟燭從略大于一倍焦距處逐漸遠(yuǎn)離凸透鏡，該過程中像的大小將變小 （填“變大”、“變小”或“等大”），物距u隨時(shí)間t的變化圖象如左圖所示，則像距v與t的大致變化關(guān)系為圖中的C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖乙找出白紙被烤焦的最短時(shí)間，所對(duì)應(yīng)的透鏡與白紙間距即為焦距；
（2）在實(shí)驗(yàn)中，為使像能成在光屏的中心，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度，同時(shí)各中心要在同一直線上．
由焦點(diǎn)發(fā)出的光，經(jīng)凸透鏡平行主光軸射出；
（3）根據(jù)物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，像距處于1倍和2倍焦距之間的特點(diǎn)進(jìn)行分析．
（4）根據(jù)凸透鏡成實(shí)像的條件及物距和像距的關(guān)系分析．

解答 解：（1）由圖乙可知，當(dāng)透鏡與白紙間距S=12cm時(shí)，白紙被烤焦的時(shí)間t=4min，所用的時(shí)間最短，
說明太陽光經(jīng)過凸透鏡會(huì)聚后該點(diǎn)的溫度最高，這個(gè)點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)，則測(cè)出透鏡與白紙間距即為焦距f=12cm．
（2）在實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏，使它們的中心大致在同一高度，并在同一直線上．
實(shí)驗(yàn)中固定好透鏡和蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論如何移動(dòng)光屏，光屏只有一個(gè)與透鏡大小幾乎相同的光斑，
說明光平行主光軸射出，則可能將蠟燭置于焦點(diǎn)處了．
（3）凸透鏡焦距是15cm，當(dāng)把凸透鏡固定在50cm刻度線位置，蠟燭固定在15cm刻度線位置時(shí)，
物距為50cm-15cm=35cm，大于2倍焦距，所以此時(shí)成倒立縮小的實(shí)像，像在1倍和2倍焦距之間．
（4）當(dāng)物距大于焦距時(shí)凸透鏡成的是實(shí)像；將蠟燭從略大于一倍焦距處逐漸遠(yuǎn)離凸透鏡，
物距變大，像距則變小，且越來越靠近焦點(diǎn)，故像距v與t的大致變化關(guān)系為圖中的C．
故答案為：（1）12；
（2）同一高度且同一水平線上；蠟燭在焦點(diǎn)處；
（3）Ⅱ； 倒立；
（4）變小；C．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，考查了焦距的概念、成像規(guī)律及其應(yīng)用，熟練掌握規(guī)律內(nèi)容，搞清成像特點(diǎn)與物距、像距的關(guān)系是正確解題的關(guān)鍵．