Question

15．如图1所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距为10cm，将凸透镜固定在50cm刻度处．

（1）实验时，为了能使像清晰地成在光屏的中央位置，要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
（2）当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时，为了找到清晰的像，应将图a中光屏向左（填“左”或“右”）移动，直到光屏上得到一个倒立、缩小的实像，如果将蜡烛和光屏对换位置，会在光屏上得到一个倒立、放大的实像；
（3）此时，若用一个厚纸板遮住凸透镜上半部分，则屏上能（填“能”或“不能”）成完整的蜡烛的像；这个像将变暗（“变亮”“变暗”或“不变”）；
（4）发现烛焰在光屏上的像如图2所示，若要使烛焰在光屏中心成像，只调节蜡烛，应将蜡烛向下（选填“上”或“下”）移动；
（5）将蜡烛移动标尺45cm处，无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到清晰的像，这时应从右侧透过凸透镜直接观察（选填“左”或“右”）．

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心；
（2）当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时，物距为50cm-20cm=30cm，此时蜡烛在和二倍焦距之外，根据凸透镜成像规律，判断凸透镜的成像情况及像距大小等．如果将蜡烛和光屏对换位置，再利用光的可逆性分析；
（3）凸透镜成像属于光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗．
（4）在做凸透镜成像规律实验时，首先要使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上，目的是为了使像成在光屏的中心．
（5）物体在焦点以内时，不能成实像，只能成正立、放大的虚像，此时像物同侧．

解答 解：（1）为了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度；
（2）当把点燃的蜡烛放在20cm刻度处时，物距为50cm-20cm=30cm＞2f=20cm，根据凸透镜成像规律可知，此时凸透镜成的是倒立、缩小的实像；像在一倍焦距和二倍焦距之间，图a中光屏向左移动，如果将蜡烛和光屏对换位置，再利用光的可逆性分析，会在光屏上得到一个倒立、放大的实像；
（3）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果小明把透镜上半部分用不透明的纸挡住，整个物体发出的光虽有一小部分被挡住，但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同；由于透镜的一小部分被遮住，因此折射出的光线与比减少了，故亮度会减弱；
（4）光屏上承接烛焰的像偏高，要想让像成在光屏的中央，应当将蜡烛向下调节．或将光屏向上移动；
（5）当蜡烛移动标尺45cm处，此时物距u=5cm＜f时，物体通过凸透镜成放大的虚像，并且虚像和物体在同一侧．所以应从右侧透过凸透镜直接观察．
故答案为：（1）同一高度；（2）左；缩小；倒立；放大；（3）能；变暗；（4）下；（5）右．

点评 这道题目就是看学生对凸透镜成像规律的掌握程度，焦距的判断以及对规律相关知识的考查，最后一问比较有拓展性，需要学生设想场景，利用所学的规律得出最后结论．
光经过透镜折射后会聚成像，挡住一部分光不会影响所成的像，只是亮度变暗；此实验现象可以让学生做实验时动手操作一下，观察有什么现象发生，感性认识印象会更深．