Question

11．小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验：
（1）如图，要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向下调，使它的中心和烛焰、透镜的中心在同一高度上．
（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是7.5cm．
（3）接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向左移到某一位置（选填“左”或“右”），才能在屏上得到倒立、缩小、实像．
（4）如果他在实验时，无论怎样移动光屏都找不到清晰的像，可能的两个原因是：
A．物距小于焦距．
B．物距等于焦距．
（5）他将烛焰放在焦点处，发现在光屏上出现了一个倒立放大的实像，同时透过凸透镜他又看到了一个正立放大的虚像．原因是烛焰较大，一部分在一倍焦距以内，一部分在一倍焦距到两倍焦距之间．
（6）如果将透镜的下半部分遮住，光屏上的像将会娈暗但完整．

Answer 1

分析 （1）为了使烛焰的像能成在光屏的中心，需要调节烛焰、光心和光屏的中心在同一高度．
（2）根据凸透镜成像的规律：u=2f，成倒立等大的实像，应用是测焦距．
（3）凸透镜成像的规律：u＞2f，成倒立缩小的实像，照相机就是利用这一原理制成的；
（4）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．
（5）凸透镜成像的三种情况的物距和像的性质．
u＞2f，成倒立、缩小的实像；
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；
u＜f，成倒正立、放大的虚像．
（6）若将凸透镜的部分遮住，则凸透镜的其它部分仍能折射光线而成像，但像比原来变暗．

解答 解：（1）由图可知，光屏的位置偏高，在此实验中，为使烛焰的像成在光屏的中央，需要使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度，因此应将光屏向下调整．
（2）根据题意，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，说明此时满足15cm=u=2f，所以f=7.5cm；
（3）当使烛焰向左移动5cm，则u=15cm+5cm=20cm＞2f，即物距增大，那么像距要减小
则此时应该将光屏向左移到某一位置，这样在光屏上才能得到倒立、缩小、清晰的像．
（4）物体此时距透镜的距离有可能恰好为一倍焦距，此时物体不成像．所以光屏上没有清晰的像．
物体此时距透镜的距离有可能小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像，由于虚像不是由实际光线会聚而成，所以光屏上也不会有清晰的像．
物体此时的距离即使大于一倍焦距，成实像，若蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上，此时光屏上也不会有清晰的像．故有以下三种可能：
①物体距透镜的距离为一倍焦距，物体不成像；
②物体距透镜的距离小于一倍焦距，物体成的是正立放大的虚像；
③蜡烛、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；
（5）烛焰较大，一部分在一倍焦距以内，成一个正立放大的虚像，一部分在一倍焦距到两倍焦距之间成一个倒立放大的实像；
（6）纸挡住凸透镜的下半部分，凸透镜的上半部分仍恩能成完整的像，但像比原来变暗了．
故答案为：（1）下；同一高度；（2）7.5；（3）左，倒立，缩小，实；（4）物距小于焦距；物距等于焦距；（5）烛焰较大，一部分在一倍焦距以内，一部分在一倍焦距到两倍焦距之间；（6）娈暗但完整．

点评 凸透镜成像的规律：u＞2f，成倒立缩小的实像，应用是照相机；u=2f，成倒立等大的实像，应用是测焦距；f＜u＜2f，成倒立放大的实像，应用是投影仪；u=f，不成像；u＜f，成正立放大的虚像，应用是放大镜．