Question

14．小明同学在“探究凸透镜成像”的实验中
（l）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是10cm．
（2）如图是小明“探究凸透镜成像规律”的实验装置图：如果你是他的合作者，请你帮他指出该装置中的两处错误：
①三者的中心不再同一高度；②凸透镜没有放在蜡烛和光屏之间．
（3）错误改正后，小明将凸透镜固定在50cm处，小明将点燃的蜡烛放在10cm处，移动光屏，在屏上得到清晰的倒立、缩小的实像．
（4）小明继续将点燃的蜡烛靠近凸透镜，当烛焰移至35cm 处，移动光屏，在屏上得到清晰的倒立、放大的实像，投影仪（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）应用这一原理制成．
（5）小明将点燃的蜡烛放在40cm处，发现无论怎样移动光屏，在光屏中心只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为可能出现的原因应该是在焦点上不成像．
（6）小明在实验中发现：当物距在不断的减小的过程中，成像性质发生改变的两个转折点是二倍焦距和一倍焦距．
（7）当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，小明用不透明的纸挡住透镜上半部分，则光屏上所成的像完整（选填“完整”或“不完整”），像的明暗将变暗．

Answer 1

分析 （1）焦点指凸透镜能使平行于主光轴的光会聚的点，而焦距即为焦点到光心的距离．
（2）要解决此题，需要掌握此实验中各器材的排放顺序．凸透镜应放在光屏和蜡烛的中间．
同时要注意器材的调节，为使像能成在光屏的中心，应调节凸透镜、光屏、烛焰使它们的中心大致在同一高度处．
（3）（4）根据凸透镜成像的三种情况及其应用：u＞2f，成倒立、缩小的实像，照相机利用了此原理．2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用与投影仪或幻灯机．
u＜f，成正立、放大的虚像．应用与放大镜．
（5）由焦点发出的光经平面镜后平行于主光轴．
（6）凸透镜成像时，一倍焦距是实像和虚像的分界点；二倍焦距是放大和缩小像的分界点．
（7）物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像．
当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像．

解答 解：（1）根据焦点和焦距的定义，当拿着凸透镜正对太阳光，在距凸透镜另一侧10cm处得到了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为该点到透镜的距离，即焦距为10cm．
（2）从图上看，将蜡烛放在了凸透镜和光屏的中间，这样无法在光屏上成像．
而光屏、烛焰、凸透镜的中心未在同一高度处，并且相差很大，这样使像不能成在光屏的中央．
（3）将点燃的蜡烛移到光具座上10cm刻线处，则u=40cm＞2f，由凸透镜成像规律可知，则该像是倒立、缩小的实像；
（4）将点燃的蜡烛移到光具座上35cm刻线处，2f＞u＞f，由凸透镜成像规律可知，成倒立、放大的实像，应用与投影仪或幻灯机．
（5）无论怎样移动光屏，在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑，这说明光通过凸透镜后为平行光，所以蜡烛放在了凸透镜的焦点上．
（6）当物距在不断的减小的过程中，成像性质发生改变的两个转折点是：二倍焦距和一倍焦距．
（7）遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗．
故答案为：
（1）10；（2）三者的中心不再同一高度；凸透镜没有放在蜡烛和光屏之间；（3）缩小；（4）放大；投影仪；（5）在焦点上不成像；（6）二倍焦距；一倍焦距；（7）完整；变暗．

点评 本题考查了凸透镜成像实验注意事项、实验数据分析等问题，分析清楚图示情景、认真审题是正确解题的关键．