Question

11．小安在做探究凸透镜成像规律的实验时，
（1）小华测焦距f时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为12cm，将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则f大于12cm（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
（2）调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，如图所示，这样调整的目的是为了使像成在光屏的中央．

（3）黄珊同学将焦距为10cm的薄凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上20cm刻度线处，移动光屏到65cm刻度线处，蜡烛在光屏上成清晰的像．请结合此实验完成下列问题．这次实验现象能够说明A的成像特点．（选填选项前的字母）
A．照相机           B．幻灯机             C．放大镜
（4）完成实验后，继续模拟远视眼的缺陷：给透镜戴上远视眼镜，调节光屏的位置，使烛焰在光屏上成一个清晰的像；取下远视眼镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，为使光屏上再次得到清晰的像，应将光屏远离（选填“远离”或“靠近”）透镜．
此实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短，则光屏上烛焰的像也将逐渐向上移动．
（5）记录实验数据如下表，请将所缺的实验数据和像的性质补充完整．

实验序号	物距u/cm	像距v/cm	像的性质
1	30	15	①倒立缩小实像
2	20	20	倒立、等大的实像
3	15	②30	倒立、放大的实像
4	6	无	正立、放大的虚像

（6）若已在光屏上成清晰的像，此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分，则所成的烛焰的像为亮度稍暗的完整的像（选填“不完整的像”、“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”）．

Answer 1

分析 （1）根据纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，根据凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大可推断焦点在光斑之前，从而判断焦距．
（2）在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度；
（3）物距大于2f时，凸透镜成倒立缩小的实像，照相机根据这个原理制成；
（4）远视镜是凸透镜，对光线有会聚作用，成的像会比没有远视镜靠近凸透镜，根据这个特点分析光屏的调节方向；蜡烛变短了，根据过光心不改变方向，判断像的移动方向；
（5）当u＞2f时，成倒立、缩小的实像；根据光路可逆分析；
（6）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）由于光斑到凸透镜的距离为l时，即像距为12cm时，纸上呈现一个并非最小的光斑，这个光斑可能是焦点之后的，也可能是焦点之前的光斑，所以凸透镜的焦距f≠12cm；将白纸再远离透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，这说明f一定大于12cm．
（2）调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度．其目的是使像成在光屏的中央；
（3）由题意可知，物距大于像距，此时成倒立缩小的实像，能够说明照相机的成像原理，故A符合题意；
（4）远视镜是凸透镜，对光线有会聚作用，若取下远视眼镜，则光线比原来发散，像会远离凸透镜，所以应使光屏远离凸透镜．
（5）当物距为30cm时，物距大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像；当物距为15cm时，根据光路可逆和实验1可知，此时的像距为30cm；蜡烛变短了，由通过光心的光线的传播方向不变可知，光屏上的像会向上移动；
（6）将凸透镜的一部分遮住，凸透镜其他部分仍能折射光线，所以仍能成物体完整的像，只是折射的光线数量减少，所以像比原来变暗．
故答案为：（1）大于；（2）使像成在光屏的中央；（3）A；（4）远离；上； （5）①倒立缩小实像；②30；（6）亮度稍暗的完整的像．

点评 此题是探究凸透镜成像规律的实验，凸透镜成像的三种情况和应用是凸透镜成像习题中重要依据，同时考查了远视眼眼镜的特点，一定要熟练掌握．