Question

9．小明在利用光具座進(jìn)行凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究中：

（1）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑，由圖可知，該凸透鏡的焦距是10.0cm．（保留1位小數(shù)）
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)通過調(diào)節(jié)使凸透鏡、光屏的高度使它們的中心與燭焰的中心大致在同一高度上，目的是為了使像成在光屏的中央．
（3）如圖乙所示，當(dāng)蠟燭到凸透鏡的距離為40cm時(shí)，向左移動(dòng)光屏，直到光屏上成清晰的像．
（4）當(dāng)蠟燭到凸透鏡的距離為8cm時(shí)，為觀察透鏡成像特點(diǎn)，應(yīng)從圖乙中凸透鏡右（選填：左/右）側(cè)進(jìn)行觀察．
（5）如果蠟燭燃燒時(shí)間長(zhǎng)了變短了，燭焰在光屏上的像偏高，同學(xué)們想把像仍呈現(xiàn)在光屏中央，應(yīng)將凸透鏡向下（選填：上/下）調(diào)節(jié)．
（6）如圖丙所示，蠟燭在光具座上A處時(shí)，可在B處的光屏上成一清晰的像，若把蠟燭從A處向右移動(dòng)距離s到C，為在光屏上再次成清晰的像，則他應(yīng)將光屏向右移動(dòng)距離s′，則s′小于（選填：大于/等于/小于）s．
（7）實(shí)驗(yàn)完畢，小明想繼續(xù)探究平面鏡成像的規(guī)律，他應(yīng)將光具座上的凸透鏡換成透明玻璃板，光屏換成一支未點(diǎn)燃（選填：點(diǎn)燃/未點(diǎn)燃）完全相同的蠟燭．

Answer 1

分析 （1）焦距是指從焦點(diǎn)到凸透鏡的距離，根據(jù)圖1讀出便可；
（2）為使像能成在光屏的中央，應(yīng)調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度處；
（3）當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，像距處于f和2f之間時(shí)，凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像；
（4）u＜f，成正立放大虛像，物像同側(cè)；
（5）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．
（6）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中像距和物距的關(guān)系可確定像的性質(zhì)；凸透鏡成像時(shí)，物距增大，像距減�。划�(dāng)由A處向C移動(dòng)時(shí)，由于物體向2f處靠近，所以物像之距在減�。�二者變化的幅度不相等，由此可得出s′與s的關(guān)系．（7）在做平面鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，為便于探究成像的特點(diǎn)及位置，用一個(gè)透明的玻璃板代替平面鏡，
平面鏡成虛像，不能成在光屏上，用一個(gè)與原來完全相同的蠟燭，來代替像；實(shí)驗(yàn)的目的是確定像的位置，而若是點(diǎn)燃后方蠟燭則無法分辨像與后方蠟燭的真實(shí)火焰．

解答 解：（1）由圖1知，光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑即為凸透鏡的焦點(diǎn)處，焦點(diǎn)到凸透鏡的距離為60.0cm-50.0cm=10.0cm，則凸透鏡的焦距是10.0cm．
（2）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度上，這樣燭焰的像才能成在光屏的中央．
（3）當(dāng)蠟燭到凸透鏡的距離為40cm時(shí)，u＞2f，此時(shí)像距處于f和2f之間時(shí)，所以向左移動(dòng)光屏，直到光屏上成清晰的像．
（4）當(dāng)蠟燭到凸透鏡的距離為8cm時(shí)，u＜f，成正立放大虛像，此時(shí)物像同側(cè)；所以為觀察透鏡成像特點(diǎn)，應(yīng)從圖乙中凸透鏡右側(cè)進(jìn)行觀察．
（5）燭焰在光屏上的像偏高，因?yàn)橥雇哥R成倒立的實(shí)像，所以是因?yàn)闋T焰相對(duì)于凸透鏡靠下，因此為使像能成在光屏的中央，可以向上移動(dòng)燭焰或向下移動(dòng)凸透鏡，或向上移動(dòng)光屏．
（6）由圖丙可知，物距大于像距，由凸透鏡成像規(guī)律可知，可在B處的光屏上成一清晰的像，所成像為倒立、縮小的實(shí)像；凸透鏡位置不變，蠟燭向右移動(dòng)，物距減小，像距增大，光屏向右移動(dòng)才能接到清晰的像．當(dāng)由A處向右移動(dòng)時(shí)，由于物體向2f處靠近，所以物像之距在減小，因?yàn)槲矬w向右移動(dòng)，像也向右移動(dòng)，像距變化小于物距變化，所以物體移動(dòng)的距離s大于像移動(dòng)的距離s′．
（7）想繼續(xù)探究平面鏡成像的規(guī)律，他應(yīng)將光具座上的凸透鏡換成透明玻璃板，光屏換成完全相同的蠟燭．
實(shí)驗(yàn)中，另一根蠟燭不需要點(diǎn)燃，這樣可使得點(diǎn)燃的蠟燭在玻璃板中的像更加清晰，更容易確定像的位置．
故答案為：（1）10.0；（2）使像成在光屏的中央；（3）左；（4）右；（5）下；（6）右；小于；
（7）透明玻璃板；未點(diǎn)燃．

點(diǎn)評(píng) 凸透鏡成像規(guī)律是光學(xué)內(nèi)容的難點(diǎn)，要解決此類問題，首先要熟練掌握成像特點(diǎn)與物距、像距的關(guān)系，對(duì)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)．