Question

在探究凸透鏡成像規(guī)律時，小捷用了9個紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色的板上代替蠟燭作光源，實驗裝置如圖所示：
（1）為了確定凸透鏡的焦距，小捷將凸透鏡正對太陽光，再把光屏放在另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個

 

（填“亮點”或“亮環(huán)”）為止，測得它與凸透鏡中心的距離為10cm，確定出焦距f=

 

（填“5cm”或“10cm”）．
（2）先組裝器材，調(diào)節(jié)燭焰、透鏡、光屏，即使它們的中心在

 

．目的是

 

．
（3）凸透鏡固定在光具座的零刻度線上，小捷將光源移至光具座30cm處后，再移動光屏，至到如圖所示位置，光屏上會出現(xiàn)清晰

 

（填“放大”、“縮小”或“等大”）的實像；如果她將光源再遠(yuǎn)離凸透鏡一些，這時光屏應(yīng)向

 

（填“左”或“右”）移動，以獲得清晰的實像．
（4）如果將光源移至7cm處，凸透鏡此時成的是放大的

 

（填“虛像”或“實像”）．
（5）當(dāng)蠟燭逐漸消耗而變短，光屏上燭焰的像將隨之

 

．（填“上升”或“下降”）
（6）當(dāng)蠟燭移到距透鏡一定距離范圍內(nèi)時，無論怎樣移動光屏，在光屏上只能看到一個大小變化的圓形光斑，這時小明一定是把物距調(diào)在

 

范圍內(nèi)．在物距不變的情況下若要觀察到蠟燭火焰的像．你認(rèn)為應(yīng)如何操作

 

．

Answer 1

分析：（1）要解決此題，首先要掌握焦點和焦距的概念：平行于主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可．
（2）要使像能成在光屏的中央，應(yīng)調(diào)節(jié)光屏、凸透鏡、燭焰的中心大致在同一高度處；
（3）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．知道當(dāng)物距大于2倍焦距時，凸透鏡成倒立、縮小的實像．并且成實像時，物距越大，成的像越小，像距也越�。�
（4）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．知道當(dāng)物距小于焦距時，凸透鏡成正立、放大的虛像．
（5）凸透鏡成的實像是倒立的，像和物體的移動方向相反；
（6）當(dāng)物距小于焦距時，光線是發(fā)散的，在光屏上不能成像，此時成正立放大的虛像，像和物體在凸透鏡的同側(cè)，據(jù)此分析．

解答：解：（1）為了確定凸透鏡的焦距，首先要找到凸透鏡的焦距，所以將凸透鏡正對太陽光，再把光屏放在另一側(cè)，改變凸透鏡與光屏的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個最小、最亮的點，便為焦點．
焦點到凸透鏡中心的距離為10cm，所以此凸透鏡的焦距為10cm．
（2）實驗中調(diào)節(jié)光屏、凸透鏡、燭焰的中心大致在同一高度處，是為了使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央；
（3）由（1）知，f=10cm，所以2f=20cm．
凸透鏡固定在光具座的零刻度線上，小捷將光源移至光具座30cm處，所以此時物距u=30cm＞2f．所以成倒立、縮小的實像．
若將光源遠(yuǎn)離凸透鏡，則物距增大，根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律得，像距要減小．所以光屏要靠近凸透鏡即向左移動．
（4）如果將光源移至7cm處，此時物距u=7cm＜f．
根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律，所以成正立、放大的虛像．
（5）凸透鏡成的實像是倒立的，所以當(dāng)蠟燭逐漸消耗而變短，光屏上燭焰的像將隨之上升；
（6）無論怎樣移動光屏，在光屏上只能看到一個大小變化的圓形光斑，說明此時不能成實像，且光線是發(fā)散的，所以蠟燭放在了焦點范圍內(nèi)；
虛像和蠟燭在凸透鏡的同側(cè)，所以應(yīng)移去光屏，在蠟燭的另一側(cè)透過透鏡觀察．
故答案為：（1）亮點；10cm；（2）同一高度；像成在光屏中央；（3）縮��；左；（4）虛像；（5）上升；（6）焦距；移去光屏，在蠟燭的另一側(cè)透過透鏡觀察．

點評：此題主要考查了粗略測量凸透鏡焦距的方法，關(guān)鍵是掌握焦點和焦距的概念．同時考查了凸透鏡成像的規(guī)律，要熟記其內(nèi)容，并搞清像距與物距之間的關(guān)系．