Question

4．在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中，小明的实验过程是：

（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，凸透镜对光线具有会聚作用，该凸透镜的焦距是11 cm．
（2）实验时，小明调整蜡烛、透镜和光屏的中心大致在同一高度以保证发光物的像能成在光屏中央．
（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜25cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、缩小的实像（填写像的性质）；照相机（填光学仪器）就是利用这一成像规律工作的，如果将蜡烛在乙图的基础上靠近透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向远离（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
小亮的实验过程如图丙所示，凸透镜放置在光具座的C点处，光具座上所标的A、B、D、E四点中，恰有两点到C点的距离同为该透镜的一倍焦距、或同为该透镜的两倍焦距．
（4）该透镜的焦距为10cm或20 cm；
（5）接着，小亮将发光物置于光具座上距B点15cm处，在DE间移动光屏找像，可能在光屏上得到放大的像（选填“缩小”、“等大”或“放大”）．

Answer 1

分析 （1）掌握焦距的概念，等于焦点到凸透镜的距离；
（2）探究凸透镜成像时，应该调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度．
（3）当物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，此时像距处于1f和2f之间；凸透镜成实像时，遵循物近像远像变大的特点．
（4）因凸透镜放置在光具座的C点处，距凸透镜距离相同的两点分别是B、D，由此可知透镜的焦距．
（5）凸透镜成像：知道物体在2f＞U＞f，成倒立、放大的实像．

解答 解：（1）凸透镜对光线具有会聚作用；由图知，焦距f=41cm-30cm=11cm；
（2）实验时，调整蜡烛、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度处，目的是使像能成在光屏中央；
（3）由乙图知，此时蜡烛在凸透镜的2倍焦距之外，成倒立缩小的实像，照相机是根据这个原理制成的；如果将蜡烛在乙图的基础上靠近透镜，减小物距，要在光屏上得到清晰的像，应增大像距，将光屏向远离凸透镜的方向移动．
（4）因凸透镜放置在光具座的C点处，距凸透镜距离相同的两点分别是B、D，距离为20cm，由题意知：20cm为该透镜的一倍焦距、或为该透镜的两倍焦距；则透镜的焦距为20cm或10cm．
（5）将发光物置于光具座上距凸透镜15厘米的左侧处，因凸透镜的焦距可能为：10cm或20cm；即物体可能在在二倍焦距和一倍焦距之间，或物体在焦点以内；所以物体在焦点以内时光屏上没有像；若能在DE间移动光屏找到像的话，在光屏上得到的是放大的像．
故答案为：（1）会聚； 11； （2）同一高度；（3）缩小；照相机； 远离；（4）10；20；（5）放大．

点评 此题是“探究凸透镜成像特点”的实验，考查了焦距的测量，凸透镜成像的特点，在实验中能否对实验中可能出现的现象进行预测，会利用成像规律做出分析．并且一定要细心，仔细读题．