Question

5．小明利用图示装置来做“探究凸透镜成像规律”的实验时

（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．实验时，应调整烛焰、光屏的中心位于同一高度．
（2）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，这个像是倒立（选填“倒立”或“正立”）、放大（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像．生活中常用的投影仪就是利用这个原理制成的．
（3）在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出）光屏上再次成清晰的像，成的是缩小（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像．
（4）在上述探究括动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L₀，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示．则该透镜焦距f＜L（选填“＞”、“＜”或“=”）．透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L₀-2L（用L₀、L表示）．
（5）实验一段时间后，蜡烛变短了，则光屏上烛焰的像也将逐渐向上移动．要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向上移动（填“上或下”）．
（6）某次实验中，在烛焰、光屏中心位于凸透镜主光轴上的情况下，若固定蜡烛与透镜，无论怎样移动光屏，屏上都不出现清晰像，原因可能是u=f或u＜f．若固定光屏与透镜，无论怎样移动蜡烛，屏上都不出现清晰像，原因可能是v＜f或v=f．

Answer 1

分析 （1）因为要观察烛焰在光屏上所成的像，所以实验环境越暗，观察效果越好；
要使像成在光屏中央，应该调节三者中心在同一高度；
（2）2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪；
（3）当物距大于像距成实像时，应该成倒立缩小实像；
（4）对比（2）（3）成像条件，结合烛焰和光屏之间距离不变，分析解答．
（5）根据凸透镜成倒立实像的原理，物体相对于凸透镜向下移动，则像向上移动；
（6）光屏上得不到烛焰像的情况有三种：①成的像是虚像，虚像是不会成在光屏上的；②成实像，但由于烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度上，虽然成的是实像，但光屏上显示不出来；③不成像，当物体位于焦点上，即u=f时，此时不成像，所以光屏上也得不到烛焰的像．

解答 解：（1）在“探究凸透镜成像的规律”实验中，为了便于观察实验现象，实验的环境应该较暗一些；
实验前，应调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，目的是将像呈现在光屏中央；
（2）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，由图可知此时物距小于像距，即物距在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大实像，应用于幻灯机和投影仪；
（3）在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），相当于增大物距，减小像距，当光屏上再次成清晰的像时，此时应该物距大于二倍焦距，则所成像应该为倒立缩小的实像；
（4）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L₀，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，成倒立放大实像条件是f＜U＜2f，如图2所示，则该透镜焦距f＜L；当凸透镜移至B位置时，因为在光屛上出现清晰的像，根据光的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屛位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L₀-2L；
（5）由于凸透镜成倒立的实像，所以蜡烛烧短后，光屏上烛焰的像将向上移动；因此要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向上移动．
（6）若固定蜡烛与透镜，无论怎样移动光屏，屏上都不出现清晰像，原因可能是u＜f，成的像是虚像，虚像是不会成在光屏上或u=f时，此时不成像，所以光屏上也得不到烛焰的像；
若固定光屏与透镜，无论怎样移动蜡烛，屏上都不出现清晰像，原因可能是像距小于焦距，或u=f时，此时不成像，所以光屏上也得不到烛焰的像；
故答案为：（1）较暗；同一高度；     
（2）倒立；放大；投影仪；   
（3）缩小；     
（4）＜；L₀-2L；
（5）上；上；       
（6）u=f或u＜f；v＜f或 v=f．

点评 此题主要考查学生对于凸透镜成像规律的理解和掌握，熟记成像条件，灵活运用是解决实际问题的关键．