Question

18．在某次探究凸透镜成像规律的实验中：
（1）小明想知道实验中某块透镜的焦距做了实验甲，镜面垂直于阳光，在透镜下面放上白纸（纸、镜平行），测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min，绘出图象乙，可判断该透镜的焦距f为12cm．

（2）如果实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，其原因可能是蜡烛在焦点处．
（3）如图丙，当把一块焦距为15cm的凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，光屏应在Ⅱ（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域内左右移动，才能在光屏上得到清晰的实像．
（4）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致烛焰的像不在光屏的中央，为了使其能成在光屏中央，在不更换实验器材的情况下，请写出一种可行的方法：向上移动光屏．

Answer 1

分析 （1）根据图乙找出白纸被烤焦的最短时间，所对应的透镜与白纸间距即为焦距；
（2）由焦点发出的光，经凸透镜平行主光轴射出；
（3）根据物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，像距处于1倍和2倍焦距之间的特点进行分析；
（4）凸透镜成的实像是倒立的，像与物体的变化方向恰好相反．

解答 解：（1）由图乙可知，当透镜与白纸间距S=12cm时，白纸被烤焦的时间t=4min，所用的时间最短，说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高，这个点就是凸透镜的焦点，则测出透镜与白纸间距即为焦距f=12cm．
（2）实验中固定好透镜和蜡烛后，发现无论如何移动光屏，光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑，
说明光平行主光轴射出，则可能将蜡烛置于焦点处了．
（3）凸透镜焦距是15cm，当把凸透镜固定在50cm刻度线位置，蜡烛固定在15cm刻度线位置时，物距为50cm-15cm=35cm，大于2倍焦距，所以此时成倒立缩小的实像，像在1倍和2倍焦距之间；故选择在Ⅱ区间移动；
（4）蜡烛在燃放中不断缩短，向下移动，光屏上的像向上移动，要使像能够成在光屏中央，可向上移动光屏、向上移动蜡烛或向下移动凸透镜．
故答案为：（1）12；（2）蜡烛在焦点处；（3）Ⅱ；（4）向上移动光屏．

点评 此题是探究凸透镜成像规律的实验，考查了凸透镜成像规律及应用，不仅要掌握成像特点与物距像距之间的关系，而且要善于总结规律．