Question

9．小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛、光屏探究凸透镜成像规律．
（1）由图a可知，凸透镜的焦距是15cm．实验时，应使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上；这样做的目的是使像能成在光屏的中心．
（2）如图b所示，若在光屏上（光屏未画出）能得到清晰放大的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的c点上，此成像特点可应用在投影仪上．
（3）小明依次将蜡烛、凸透镜、光屏放置在光具座上．如图c所示，按（1）的要求调整好三者中心的位置，但无论怎样移动光屏，在光屏上始终都没能看到烛焰所成的像．原因可能是（写出一个原因即可）蜡烛放在焦点之内．
（4）通过实验，小明发现蜡烛离透镜越远，光屏上得到清晰的像越小（填“大”或“小”）．当把蜡烛向凸透镜靠近时，要在光屏上得到清晰的像，光屏应靠近凸透镜（填“靠近”或“远离”），此时在光屏上已成清晰的像是倒立的（填“倒立”或“正立”）．
（5）实验中，屏上已成清晰的像，此时小明固定蜡烛和透镜，在光屏和透镜间放上自己所配戴的近视眼镜．若要在光屏上成清晰的像，则需将屏向远离（填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．

Answer 1

分析 （1）凸透镜的焦距是使平行于主光轴的光会聚的点到光心的距离；在凸透镜成像规律实验中，须将蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上，以便使像成在光屏的中心，便于观察．
（2）物体通过凸透镜成倒立放大的实像的条件是：物距介于1倍焦距与2倍焦距之间．
（3）当物体放在在焦点处或焦点内时，都不能在屏上成像．
（4）凸透镜成像时，物距越大，像距越小，像越小；
（5）近视镜是凹透镜，对光线有发散作用．

解答 解：
（1）根据焦距的定义，此时光屏到凸透镜的距离为焦距f=60cm-45cm=15cm；要使物体通过凸透镜所成的实像位于光屏中央，便于观察，须将蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心放在同一高度上；
（2）因当物距在1倍与2倍焦距之间时成放大倒立的实像，此时只有c点符合；此成像特点适用于投影仪；
（3）当物体放在焦点之内时会成正立放大虚像，不会呈现在光屏上；
（4）物体在一倍焦距和二倍焦距之间，物体成像应在二倍焦距以外，像是倒立、放大的实像；物体在二倍焦距以外，成像在一倍焦距和二倍焦距之间，像是倒立、缩小的实像．也就是说，物体远离透镜过程中（即物距逐渐增大），像距逐渐缩小（靠近凸透镜），所成的像也逐渐缩小；
（5）因近视眼镜即为凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，当将近视眼镜放在光屏与凸透镜之间时，所成的像会向后移动，只有把光屏向后移才可接收到像．
故答案为：（1）15；同一高度上；光屏的中心；（2）c；投影仪（3）蜡烛放在焦点之内；（4）小；靠近；倒立；（5）远离．

点评 本题主要考查的是凸透镜成像规律的实验及其应用，属于基础题，难度适中．