Question

18．張華同學(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）由圖可知，凸透鏡的焦距是15cm．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度．
（2）將凸透鏡固定在如圖所示的光具座位置不動(dòng)，張華將點(diǎn)燃的蠟燭移至10cm刻度處，在光屏上出現(xiàn)倒立、縮小的實(shí)像，利用其原理工作的器材是照相機(jī)；若將點(diǎn)燃的蠟燭移至40cm刻度處，他通過(guò)凸透鏡看到燭焰的正立、放大的虛像．
（3）用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則燭焰在光屏上的成像情況是A
A．完整的像      B．一半的像      C．無(wú)法成像．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)焦點(diǎn)的定義，利用圖示的情況，即可確定焦距．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．
（2）根據(jù)凸透鏡成像的三種情況：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用是照相機(jī)．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用是幻燈機(jī)．
u＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用是放大鏡．來(lái)解答此題．
（3）要解決此題需要掌握凸透鏡成像的成因．凸透鏡成像屬于光的折射現(xiàn)象，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會(huì)聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實(shí)像；
如果凸透鏡的口徑大，透過(guò)的光多，像就亮；口徑小，透過(guò)的光少，像就暗．

解答 解：（1）平行光經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后會(huì)聚于一點(diǎn)，該點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到透鏡的距離叫焦距，所以該凸透鏡的焦距為10.0cm；在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度，是為使?fàn)T焰的像成在光屏的中心．
（2）當(dāng)“將蠟燭移至10cm刻度線處時(shí)”此時(shí)u=45cm-10cm=35cm，則u＞2f，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立縮小的實(shí)像，照相機(jī)是利用該原理制成的；
當(dāng)“將蠟燭移至40cm刻度線處時(shí)”，此時(shí)u=5cm，則u＜f，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成正立放大的虛像．
（3）凸透鏡成實(shí)像時(shí)，所有透過(guò)透鏡的光會(huì)聚到光屏上成像，當(dāng)將透鏡的上半部分擋住后，整個(gè)物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會(huì)有一部分光通過(guò)下半部分凸透鏡而會(huì)聚成像，因此，像與原來(lái)相同；由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來(lái)相比減少了一半，故亮度會(huì)減弱，但還能成完整的像．
故答案為：（1）15；同一高度； （2）倒立、縮��；實(shí)；照相機(jī)；正立、放大；虛；（3）A．

點(diǎn)評(píng) （1）（2）注意“將蠟燭移至10cm刻度線處”和“將蠟燭移至40cm刻度線處”不是指的物距．
（3）考查凸透鏡成像規(guī)律，本題注意凸透鏡是由很多個(gè)三棱鏡組成的，光經(jīng)過(guò)透鏡折射后會(huì)聚成像，擋住一部分光不會(huì)影響所成的像，只是亮度變暗；此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)動(dòng)手操作一下，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生，感性認(rèn)識(shí)印象會(huì)更深．