Question

18．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，小安进行了以下的实验步骤：

（1）让凸透镜正对着太阳，在其下方调节光屏的位置直至光屏上出现一个最小最亮的光斑，得到图甲所示的光路图，可知凸透镜的焦距为11cm，该光斑是太阳的实像（填“实”或“虚”）．
（2）小安爸爸拿一个眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像，如图乙所示．而拿走眼镜则烛焰的像变得模糊，需要将光屏靠近凸透镜才能使光屏上重新获得烛焰清晰的像，该眼镜是凹透镜（填“凹”或“凸”）．
（3）将蜡烛、透镜按图丙示位置放置，光屏在透镜右边调整位置，不能（填“能”或“不能”）在光屏上呈现出烛焰的像，生活中放大镜就是根据此原理制成的．
（4）将蜡烛从光具座10cm的位置移动到25cm的过程中，像在变大，像距在变大（均填“变大”、“变小”或“不变”）．接下来，如果透镜位置不动，为了在光屏上呈现烛焰的放大倒立的像，应如何操作？应继续将蜡烛向右移动至凸透镜2倍焦距以内．

Answer 1

分析 （1）凸透镜对光线有会聚作用，题目中的操作方法是一种测量凸透镜焦距的方法：平行光聚焦法，亮点为焦点，焦点到光心的距离为就焦距．由此可以确定其焦距是多少；
（2）根据题意，拿走眼镜则烛焰的像成在光屏前，需要将光屏前移或减小物距以增大像距的方法使烛焰清晰的像承接在光屏上，据此分析该眼镜对光线的作用，判断眼镜的类型；
（3）当物距小于1倍焦距时，能够成正立、放大的虚像，像物位于凸透镜的同侧；
（4）凸透镜成实像时，物距缩小，像距变大，像变大；物距满足条件2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像，其应用是幻灯机．

解答 解：（1）在光屏上得到的最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点，焦距指的是焦点到光心的距离，由此可知该凸透镜的焦距为11cm；该光斑是太阳通过凸透镜折射所成的实像；
（2）拿一个眼镜放在凸透镜前，光屏上出现烛焰清晰的像；拿走眼镜则烛焰的像成在光屏前，说明该眼镜对光线有发散作用，使光线变得发散，通过凸透镜所成像的像距变大，故该眼镜为凹透镜；
（3）观察图可知，蜡烛位于凸透镜的1倍焦距以内，不能够成实像，不能在光屏上承接；能够成正立、放大的虚像，其应用是放大镜；
（4）凸透镜的焦距为11cm，蜡烛从光具座10cm的位置移动到25cm，则物距最小为50cm-25cm=25cm，蜡烛在凸透镜2倍焦距以外移动，成倒立、缩小的实像，且其物距逐渐变小，则像距变大，像变大；如果凸透镜位置不动，为了在光屏上呈现烛焰的放大、倒立的像，由凸透镜成像的规律可知，物距满足条件2f＞u＞f时，所以应继续将蜡烛向右移动至凸透镜2倍焦距以内．
故答案为：（1）最小最亮；11；实；（2）凹；（3）不能；放大镜；（4）变大；变大；应继续将蜡烛向右移动至凸透镜2倍焦距以内．

点评 凸透镜成像的三种情况和凸透镜成实像时，物距减小，像距变大像变大，都是凸透镜成像习题的重要依据，要能够灵活应用．