Question

王明同學在實驗室用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗．
（1）他的實驗裝置如圖所示，如果你是他的合作者，請幫他指出該裝置中的兩處錯誤：①______；②______．
（2）錯誤改正完畢，王明將點燃的蠟燭、凸透鏡固定好位置后，無論怎樣移動光屏，在光屏中心都只能看到一個大小不變的圓形光斑，你認為______．
（3）王明重新調(diào)整蠟燭的位置后，當蠟燭、凸透鏡和光屏分別在光具座的15、50、70刻度線位置時，在光屏上恰好出現(xiàn)清晰燭焰的像，則凸透鏡焦距的范圍是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）要解決此題，需要掌握此實驗中各器材的排放順序．凸透鏡應放在光屏和蠟燭的中間．
同時要注意器材的調(diào)節(jié)，為使像能成在光屏的中心，應調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰使它們的中心大致在同一高度處．
（2）要解決此題，需要掌握凸透鏡對光的作用，知道從焦點發(fā)出的光，經(jīng)凸透鏡后平行于主光軸．
（3）要解決此題，首先根據(jù)題意可知，u=35cm，v=20cm，然后根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律中的物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距．解不等式即可．
解答：解：（1）從圖上看，將蠟燭放在了凸透鏡和光屏的中間，這樣無法在光屏上成像．
而光屏、燭焰、凸透鏡的中心未在同一高度處，并且相差很大，這樣使像不能成在光屏的中央．
故答案為；①蠟燭燭焰中心、凸透鏡中心和光屏中心不在同一高度；
②蠟燭、凸透鏡和光屏三者位置順序放錯，從左至右應依次放置蠟燭、凸透鏡和光屏．
（2）若將蠟燭放在焦點處，則發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡后，平行于主光軸，則在光屏上會出現(xiàn)一個與凸透鏡等大的圓形的光斑．
故答案為：可能出現(xiàn)的原因是燭焰處于凸透鏡焦點的位置上．
（3）由題意知，u=35cm，v=20cm，因在光屏上恰好出現(xiàn)清晰燭焰的像，所以所成的像是倒立縮小實像，則此時物距u=35cm，v=20cm，凸透鏡成像的規(guī)律中的物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距可得，
解得凸透鏡焦距的范圍是10cm＜f＜17.5cm．
點評：此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律，考查了實驗前的準備工作，在擺放器材時要注意順序，同時要注意調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰的中心在同一高度．考查了實驗中可能出現(xiàn)的問題及原因的分析；（3）題的關鍵是根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律中的物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，列出解不等式，然后即可求解．