Question

4．小明在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中．
（1）如图甲所示，小明将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11.0cm．
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏以依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因烛焰在一倍焦距以内．
（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm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、放大的实像．投影仪（填光学仪器名称）就是利用这一成像规律工作的．如果将蜡烛在图乙的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．
（4）小明在探究图乙成像时，移动光屏得到了清晰的像，接下来他将凸透镜换成了一个焦距为8cm的凸透镜，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏应该向靠近（选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．

Answer 1

分析 （1）通过甲图所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距．
（2）探究凸透镜成像的实验时，若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上；有可能物体在焦点上，不能成像．
（3）①凸透镜成像的规律及其应用之一：当2f＞u＞f时，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的．
②凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像增大．
（4）首先根据题意“先用焦距为11cm的透镜甲进行实验，在屛上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系，然后再根据凸透镜成实像时，物远像小像变小来确定调节光屏的方法．

解答 解：（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点．焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是11.0厘米．
故答案为：会聚；11.0．
（2）无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．也可能是烛焰凸透镜光屏三者中心严重不在同一高度
故答案为：烛焰在一倍焦距以内．
（3）①把烛焰放在距凸透镜16cm处时，即2f＞u＞f时，由凸透镜成像规律可知，成倒立放大的实像，投影仪就是利用此原理制成的．
②凸透镜成实像时，蜡烛远离透镜一段距离，物距增大，像距减小，所以光屏要靠近凸透镜．
故答案为：放大；投影仪；靠近
（4）由“先用焦距为10cm的透镜甲进行实验，在屛上得到清晰缩小的实像”可知，此时u＞2f；当改用焦距为8cm的透镜乙继续实验，不改变发光体和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜移动，像变小．
故答案为：（1）会聚；11.0；（2）烛焰在一倍焦距以内；（3）放大；投影仪；靠近；（4）靠近．

点评 关于凸透镜成像的规律中，共涉及四个方面的内容：①物距与焦距的关系；②成像的性质；③像距与焦距的关系；④具体的应用．一般情况下，只要告诉其中的一条，就可以确定另外三方面的内容．