Question

13．小华想探究凸透镜成像规律．实验桌上有A、B、C三个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为10cm，凸透镜B的焦距为50cm，凸透镜C的焦距未知．光具座上标尺的刻度范围如图所示．

（1）小华想探究凸透镜成实像的规律，应选用A凸透镜（选填“A”或“B”）．实验过程中，他点燃蜡烛后，首先调节凸透镜和光屏使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上：如果他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，移动光屏，直到光屏上呈现出烛焰清晰的像，则该像是倒立、缩小的实像．（选填“放大”“缩小”或“等大”）
（2）小华将凸透镜C固定在光具座上50cm刻线处，当烛焰在光具座上30cm到40cm刻线之间时，烛焰的像是放大、倒立的实像；当烛焰在光具座上0cm到30cm刻线之间时，烛焰的像是缩小、倒立的实像．由此可判断烛焰在光具座上45cm刻线处时，烛焰的像是放大、正立的虚像．
（3）实验过程中，小华如果用纸板遮住透镜的下半部，则屏上的像的亮度变暗（选填“不变”、“变亮”或“变暗”，像仍（选填“仍”“不”）完整．

Answer 1

分析 要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．凸透镜成像规律：①物距小于焦距时，成正立、放大的虚像．
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像．
③物距等于二倍焦距时，成倒立、等大、实像．
④物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像．
在此题中要根据光具座的长度选择合适的凸透镜．
实验中，用纸板遮住透镜的下半部，仍能成完整的像，只是像会变暗一些．

解答 解：（1）探究凸透镜成实像的规律，分别要使物距小于f、大于f而小于2f、大于2f，而光具座的长度为100cm．所以不能选择f=50cm的凸透镜B．应选择f=10cm的透镜A．验过程中，他点燃蜡烛后，首先调节凸透镜和光屏使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上；
小华将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，物距u＞2f．所以成倒立、缩小的实像．
（2）由图知，凸透镜在50cm处，当烛焰在光具座上30cm到40cm刻线之间时，烛焰的像是放大、倒立的实像，说明此时蜡烛处于f和2f之间；当烛焰在光具座上0cm到30cm刻线之间时，烛焰的像是缩小、倒立的实像，说明此时蜡烛在2倍焦距之外．所以当物体在30cm处时，u=50cm-30cm=20cm为2倍焦距处．因此f=10cm．
烛焰在光具座上45cm刻线处时，u=50cm-45cm=5cm＜f，所以成正立、放大的虚像．
（3）遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗．
故答案为：（1）A；同一高度；缩小；（2）正立；虚；（3）变暗；仍．

点评 此题探究凸透镜成像的规律实验，考查了对凸透镜的选择，同时还考查了对凸透镜成像规律的应用，一定要熟练掌握凸透镜成像特点与物距之间的关系．