Question

小明在实验室用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验：
（1）实验装置如图所示，如果你是他的合作者，请你帮他指出该装置中的两处错误：
①

蜡烛、凸透镜和光屏不在同一高度上

；②

蜡烛、凸透镜和光屏放置的顺序有错误

．
（2）错误改正后，小明将点燃的蜡烛、凸透镜固定好，发现无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为可能的原因是

蜡烛放置在凸透镜焦点的位置上

．
（3）调整好后，当把蜡烛放在距离凸透镜20cm处，光屏上成倒立、等大的实像，若把蜡烛移到距凸透镜25cm处，应将光屏向

靠近透镜

（选填“靠近透镜”或“远离透镜”）方向移动，才能在光屏上得到清晰、倒立、

缩小

（填“放大”或“缩小”）的实像，这种成像原理在生活中的应用是

照相机

（举一例即可）．
（4）由于蜡烛燃烧变短，使烛焰的像成在了光屏中心的上方，要使像仍然成在光屏的中心，如果只调整凸透镜，应将凸透镜向

下

（选填“上”或“下”）调节．

Answer 1

分析：（1）实验中，要使烛焰通过凸透镜成像，应将凸透镜置于蜡烛和光屏的中央．为使像能成在光屏的中央，应使凸透镜、光屏和烛焰的中心大致在同一高度．
（2）掌握有关凸透镜对光线的作用，掌握三条特殊的光线，知道由焦点发出的光经平面镜后平行于主光轴．
（3）掌握凸透镜成像及其应用．
U＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
U=2f，物体成倒立、等大的实像，应用于粗测焦距．
2f＞U＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
U＜f，成正立、放大的虚像，应用于放大镜．
凸透镜成实像时，物距增大，像距减小．
（4）要解决此题，需要知道凸透镜成倒立的实像．若烛焰的像成在光屏的上方，说明烛焰的位置太靠下，所以烛焰要相对于凸透镜向上移动．

解答：解：（1）在凸透镜成像的实验中，应将凸透镜放在蜡烛和光屏的中央，而小明将蜡烛放在中间了；光屏的中心没有与凸透镜和烛焰的中心在同一高度处，这样烛焰的像不能成在光屏的中央甚至成不在光屏上．
（2）无论怎样移动光屏，在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑，这说明光通过凸透镜后为平行光，所以蜡烛放在了凸透镜的焦点上．
（3）当U=20cm时，物体成等大的像，所以2f=20cm，即f=10cm；
若把蜡烛移到距凸透镜25cm处，此时物距增大，则像距减小，所以应将光屏向靠近透镜方向移动；
当U=25cm＞2f时，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．
（4）由于凸透镜成的是倒立的实像，所以由于蜡烛太短而使得像在光屏中心的上方．所以应将蜡烛向上调或将凸透镜向下调．
故答案为：（1）①蜡烛、凸透镜和光屏不在同一高度上；②蜡烛、凸透镜和光屏放置的顺序有错误．
（2）蜡烛放置在凸透镜焦点的位置上．
（3）靠近透镜；缩小；照相机．
（4）下．

点评：此题是探究凸透镜成像的规律，考查了实验前的准备工作，在摆放器材时不仅要注意顺序，同时要注意调节凸透镜、光屏、烛焰的中心在同一高度．