Question

9．小明同學(xué)用一個(gè)焦距未知的凸透鏡、蠟燭、光屏探究凸透鏡成像規(guī)律．

（1）如圖1所示，小明用一束平行于凸透鏡主光軸的光射向凸透鏡，經(jīng)過凸透鏡后在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑．則該凸透鏡的焦距是11.0cm．
（2）實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了如圖2所示的情形，要使像成在光屏中央，應(yīng)將光屏向下（選填“上”或“下”）調(diào)整．
（3）小明在圖2所示位置得到一個(gè)清晰的像，則該像是一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像（填寫像的性質(zhì)），生活中人們使用的照相機(jī)就是利用這一成像規(guī)律工作的．如果在圖3的基礎(chǔ)上，只調(diào)換蠟燭和光屏的位置，則在光屏上的成像情況是放大的像（選填“放大的像”、“縮小的像”或“無法成像”）．
（5）下表是小明所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：

實(shí)驗(yàn)序號	物體到凸透鏡的距離u/cm	光屏到凸透鏡的距離v/cm	光屏上像的大小
①	66	13	縮小
②	33	16	縮小
③	22	22	等大
④	16	33	放大
⑤	13	66	放大

①從實(shí)驗(yàn)次序2、3、4可以看出，當(dāng)成實(shí)像時(shí)，物體到凸透鏡的距離越短，光屏上像的大小就越大．
②同一凸透鏡，成實(shí)像時(shí)，像距v隨物距u的增大而減�。�
（4）當(dāng)光屏上所成的像模糊不清時(shí)，小明把自己的近視眼鏡放在凸透鏡與燭焰之間，結(jié)果光屏上的像變得清晰了．拿去近視眼鏡如果想再次在光屏上得到清晰的像，他應(yīng)當(dāng)向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)光屏．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)焦距的定義：光心到焦點(diǎn)的距離即可求得焦距的大小；
（2）在“研究凸透鏡成像”實(shí)驗(yàn)中，需要將蠟燭的火焰、凸透鏡和光屏的中心在同一水平高度上；才能使像出現(xiàn)在光屏的中心．
（3）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距大于像距，成倒立縮小的實(shí)像；物距等于像距時(shí)，成倒立等大的實(shí)像；物距小于像距時(shí)，成倒立放大的實(shí)像．
根據(jù)凸透鏡成倒立縮小的實(shí)像制成照相機(jī)．
折射光路是可逆的，交換物體和光屏位置，仍可成像．
（4）分析表中的物距、像距、像的大小變化規(guī)律，就可以得到結(jié)論；
（5）近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用．發(fā)散的含義是使會(huì)聚的光線變?yōu)槠叫泄�，或�?huì)聚的光線錯(cuò)后會(huì)聚．

解答 解：
（1）焦點(diǎn)在41.0cm處，光心在30.0cm處，所以，焦距為f=41.0cm-30.0cm=11.0cm；
（2）在研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放置在光具座上，調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏的高度，使三者的中心在同一高度上，這樣做的目的是使像能呈在光屏的中心，由圖可知，光屏偏上，應(yīng)逐漸將光屏向下移動(dòng)，直到光屏上的像清晰為止；
（3）如圖，物距大于像距，光屏上能得到倒立、縮小的實(shí)像．根據(jù)這一原理制成照相機(jī)．
根據(jù)光路的可逆性，只調(diào)換蠟燭和光屏的位置，仍可在光屏上成像，此時(shí)像距大于物距，成倒立放大實(shí)像；
（4）①表中數(shù)據(jù)物距越來越小，像距越來越大，像由縮小到等大到放大．
②同一凸透鏡，成實(shí)像時(shí)，物距越來越大，像距越來越小，即像距v隨物距u的增大而減�。�
（5）近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡放在凸透鏡與燭焰之間，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，會(huì)使原來會(huì)聚的像遠(yuǎn)離凸透鏡，則拿去凹透鏡后，應(yīng)將光屏向靠近凸透鏡的方向即左方移動(dòng)．
故答案為：（1）11.0；（2）下；（3）縮��；照相機(jī)；放大的像；（4）①越大；②減�。唬�5）左．

點(diǎn)評 本題是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，考查了凸透鏡和凹透鏡的對光線的作用，凸透鏡的焦點(diǎn)、焦距、成像情況和應(yīng)用，以及凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距和像距的變化關(guān)系．本題綜合性比較強(qiáng)，有一定的難度．