Question

12．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），測出透鏡與白紙間距s/cm與對應(yīng)的白紙被烤焦的時間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．如果實(shí)驗(yàn)中固定好透鏡和蠟燭后，發(fā)現(xiàn)無論如何移動光屏，光屏上只有一個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，光屏應(yīng)在Ⅱ（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）區(qū)域內(nèi)左右移動，才能在光屏上得到清晰的倒立（填“倒立”或“正立”）實(shí)像．
（4）實(shí)驗(yàn)過程中，燃燒的蠟燭在不斷縮短，導(dǎo)致光屏上的像向上（填“上”或“下”）移動；為了使?fàn)T焰的像能成在光屏中央，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請寫出一種可行的方法：向上調(diào)整光屏或向下調(diào)整凸透鏡．
（5）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�。ㄌ睢白兇蟆�、“變小”或“等大”），物距u隨時間t的變化圖象如圖所示，則像距v與t的大致變化關(guān)系為圖丁中的C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖乙找出白紙被烤焦的最短時間，所對應(yīng)的透鏡與白紙間距即為焦距；由焦點(diǎn)發(fā)出的光，經(jīng)凸透鏡平行主光軸射出；
（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．同時各中心要在同一直線上．
（3）根據(jù)物距大于2倍焦距時，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）凸透鏡成的實(shí)像是倒立的，像與物體的變化方向恰好相反．
（5）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，白紙被烤焦的時間t=4min，所用的時間最短，說明太陽光經(jīng)過凸透鏡會聚后該點(diǎn)的溫度最高，這個點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)，則測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)無論如何移動光屏，光屏只有一個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，物距為50cm-15cm=35cm，大于2倍焦距，所以此時成倒立縮小的實(shí)像，像在1倍和2倍焦距之間，照相機(jī)是根據(jù)這個原理制成的；
（4）蠟燭在燃放中不斷縮短，向下移動，光屏上的像向上移動，要使像能夠成在光屏中央，可向上移動光屏；或向上移動蠟燭或向下移動凸透鏡．
（5）當(dāng)物距大于焦距時凸透鏡成的是實(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，故圖象為C圖．
故答案為：（1）12；（2）同一高度（同一水平線）；蠟燭在焦點(diǎn)處；（3）Ⅱ； 倒立；（4）上；向上調(diào)整光屏或向下調(diào)整凸透鏡；（5）變�。籆．

點(diǎn)評 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，關(guān)鍵熟練掌握規(guī)律內(nèi)容，搞清成像特點(diǎn)與物距、像距的關(guān)系．