Question

14．用焦距10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，如图所示．（凸透镜的位置固定不动）
（1）为了便于观察实验现象，实验环境应该较暗（选填“较亮”或“较暗”）一些，此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短，则光屏上烛焰的像也将逐渐向上移动，为使像成在光屏中央，可适当向下调节凸透镜．
（2）记录实验数据如下表，请将所缺的实验数据和像的性质补充完整．

实验序号	物距u/cm	像距r/cm	像的性质
1	30	15	①
2	20	20	倒立、等大的实像
3	15	②	倒立、放大的实像
4	6	无	正立、放大的虚像

请根据实验序号4的成像规律，写出在生活中的一个应用③放大镜．
 （3）若已在光屏上成清晰的像，此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分，则所成的烛焰的像为亮度稍暗的完整像（选填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”）．
（4）晓红在早上9：00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动，她将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，她认为此点就是凸透镜的焦点．你认为她这种活动过程存在的问题是：凸透镜没有正对太阳光放置．

Answer 1

分析 （1）凸透镜成像时，前后光线相差越大，实验效果越明显，蜡烛的像越明显；理解倒立实像的含义，在凸透镜成实像时，物体相对于凸透镜向下运动，则像向上运动；
（2）当物距大于像距，物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像；
当物距小于像距时，物体通过凸透镜成倒立、放大的实像；
物体在焦点以内时，通过凸透镜成正立、放大的虚像．放大镜是利用这一原理工作的；
在光的折射现象中，光路是可逆的；
（3）若将凸透镜的一部分遮住，凸透镜其他部分仍能折射光线，所以仍能成物体完整的像，只是折射的光线数量减少，所以像比原来变暗；
（4）平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点．由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可．

解答 解：
（1）为使实验现象更加明显，实验环境应该比较暗，这样成的蜡烛的像更加清晰；由于成的实像是倒立的，所以蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像就应该越向上移动；可以适当向下移动凸透镜，使像呈在光屏中央；
（2）①由数据知，当物距为30cm时像距为15cm，此时物距大于像距，物体成倒立、缩小的实像；
②当物距为15cm时，根据光路的可逆性可知，像距为30cm，此时物体成倒立、放大的实像；
③当物体在一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像，其实际应用是放大镜；
（3）若遮住凸透镜的下半部分，则凸透镜的上半部分仍能折射光线，成烛焰完整的像；由于凸透镜折射光线的数量比原来减少，所以像比原来变暗；
（4）太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点．所以改变凸透镜与地面间的距离，直到地面上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点．测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距．而晓红在早上9：00，将凸透镜与水平地面平行放置，此时凸透镜没有正对太阳光（太阳光没有与凸透镜的主光轴平行），所以这个亮点不是凸透镜的焦点位置．
故答案为：（1）较暗；上；下；（2）①缩小；②30；③放大镜  （3）亮度稍暗的完整像；（4）凸透镜没有正对太阳光放置（太阳光没有平行于主光轴入射到凸透镜上）．

点评 此题考查了凸透镜成像的规律及应用，还涉及到了焦距的粗略测量．考查得很广，但只要掌握基础知识，做出合理的推理，都比较容易解答．