Question

3．探究凸透鏡的成像規(guī)律，小明進(jìn)行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論．

（1）如圖 1所示，讓太陽光正對著凸透鏡照射，改變另一側(cè)光屏與凸透鏡間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑，測得凸透鏡的焦距是10.0cm．
（2）將蠟燭，透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度，這樣做的目的是使像成在光屏的中央．
（3）按要求進(jìn)行觀察和測量，并將觀測情況記錄在表中．

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15	①倒立縮小的實像
2	20	20	等大、倒立的實像
3	15	②30	放大、倒立的實像
4	6	/	正立、放大的虛像

a．在表中空格內(nèi)填寫相應(yīng)內(nèi)容．
b．當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處靠近透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)遠(yuǎn)離透鏡．（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）
c．圖2是他某次的實驗情景．此時他在光屏上看到燭焰清晰的像，生活中的照相機就是利用這一原理制成的．
d．實驗過程中，蠟燭在燃放中不斷縮短，導(dǎo)致光屏上的像向上（選填“上”或“下”）移動．

Answer 1

分析 （1）圖示的是利用平行光聚焦法來測量凸透鏡的焦距，焦點到凸透鏡光心的距離即為焦距．
（2）在實驗中，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．
（3）a：當(dāng)u＞2f時，成倒立、縮小的實像；根據(jù)光路可逆分析；b、物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變��；c、當(dāng)u＞2f時，成倒立、縮小的實像；d、根據(jù)過光心不改變方向，判斷像的移動方向．

解答 解：（1）平行光經(jīng)過凸透鏡折射后會聚于一點，該點就是凸透鏡的焦點，焦點到透鏡的距離叫焦距，所以該凸透鏡的焦距為40.0cm-30.0cm=10.0cm；．
（2）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）a、由表格可知，當(dāng)物距為30cm，像距為15cm時，物距大于二倍焦距，成的是倒立、縮小的實像；有光路可逆可知：當(dāng)物距為15cm時，像距為30cm，成的是倒立、放大的實像；
b、當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處靠近透鏡，物距減小，像距變大，所以應(yīng)向右移動光屏，光屏上才能得到清晰的像；
c、由圖可知，物距大于像距，所以成的是倒立、縮小的實像，其應(yīng)用是照相機；
d、蠟燭變短了，根據(jù)經(jīng)過光心的光線的傳播方向不變，所以光屏上的像會向上移動．
故答案為：（1）10.0；（2）同一高度；使像成在光屏的中央；（3）a、①倒立縮小的實像；②30；b、遠(yuǎn)離；c、照相機；d、上．

點評 此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律．掌握凸透鏡成像的特點與物距、像距的關(guān)系是非常重要的．同時也要注意在實驗前的調(diào)節(jié)工作．