Question

9．在對凸透鏡進行研究的過程中．

（1）在探究凸透鏡成像的實驗中，王聰同學(xué)先將凸透鏡對著太陽光，調(diào)整凸透鏡和光屏間的距離，直到太陽光在光屏上會聚成一個最小、最亮的點，如圖甲所示，這一操作的目的是測量凸透鏡的焦距；由圖甲可知，凸透鏡對光線具有會聚作用，該凸透鏡的焦距是15cm．
（2）實驗時應(yīng)先調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度處，目的是為了成像在光屏的中央．
（3）固定凸透鏡的位置如圖甲所示，當(dāng)蠟燭放在10cm刻度線處時，得到一個縮�。ㄟx填“放大”、“縮小”或“等大”）的燭焰的像，隨著蠟燭的燃燒，可觀察到的像向上（選填“上”、“下”或“不”）移動．
（4）王聰在實驗的過程中，發(fā)現(xiàn)無論怎么移動光屏，在光屏上都得不到像，可能的原因是物距小于一倍焦距，成了虛像，不能成在光屏上（或光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上或物體在焦點上，不能成像）．
（5）如圖乙所示，在主光軸上一個點光源發(fā)出的其中一條光線ac，請畫出光線ac經(jīng)過凸透鏡作用后的出射光線．

Answer 1

分析 （1）焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距，要想測量凸透鏡的焦距，一定找到凸透鏡的焦點，凸透鏡正對太陽光時，得到凸透鏡的焦點，然后測量凸透鏡的焦距．
（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）判斷出物距大小，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律進行分析，像和物體的移動方向相反；
（4）若光屏上沒有像，可能是因為物距小于一倍焦距，成了虛像，不能成在光屏上．
有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上．
有可能物體在焦點上，不能成像．可能是光具座的長度小于凸透鏡的4倍焦距．
（5）首先做出該點某物體的像，然后根據(jù)折射光線過像點做出折射光線．

解答 解：（1）凸透鏡正對太陽光時，平行光線平行于主光軸，經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，測量凸透鏡焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距．如圖是為了測量凸透鏡的焦距．
由圖甲知，凸透鏡的焦距為60cm-45cm=15cm；
（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上．點燃蠟燭后，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏的中央；
（3）由圖甲知，當(dāng)蠟燭放在10cm刻度線處時，此時物距為60cm-10cm=50cm，物距大于2f，所以成倒立縮小的實像；
隨著蠟燭的燃燒，物體向下移動，則像向上移動；
（4）實驗中無論怎樣移動光屏都得不到像；其原因可能是因為物距小于一倍焦距，成了虛像，不能成在光屏上；也有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；還有可能物體在焦點上，不能成像．
（5）設(shè)a處一物體AB，做出其像，然后根據(jù)a的折射光線過像點a′即可，如圖所示：

故答案為：（1）測量凸透鏡的焦距；會聚；15；（2）同一高度處；（3）縮��；上；（4）物距小于一倍焦距，成了虛像，不能成在光屏上（或光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上或物體在焦點上，不能成像）；（5）見上圖．

點評 本題是探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗，關(guān)鍵掌握成像規(guī)律及原理，同時要掌握對實驗現(xiàn)象的分析．