Question

14．某实验小组在“探究凸透镜成像特点”的实验过程中，进行了以下步骤：
（1）小明将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，如图1所示．他进行调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上．目的是：为使像成在光屏的中央．
（2）若凸透镜的焦距是10cm，保持图1中凸透镜的位置（光具座上“50cm”刻度处）．那么在探究u＞2f成像规律时，应将蜡烛放在光具座上小于30cm刻度范围内，确定物体的位置后，再移动光屏找像．
（3）实验中可以发现，当蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，光屏上烛焰的像将变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）．为了保证光屏上能呈现烛焰清晰的像，应同时将光屏向
靠近凸透镜方向移动（选填“靠近”或“远离”）．
（4）实验中小组同学看到如图2所示的成像情况．此时凸透镜所成的像是虚像（选填“实”或“虚”）．观察这种像时，眼睛应从图中凸透镜的右侧透过透镜观察（选填“左”或“右”）．
（5）完成相关探究实验后，小明将另一个凸透镜正对太阳光，在该透镜另一侧移动光屏．最后在距凸透镜15cm处，光屏上呈现出最小最亮的光斑．则此凸透镜焦距是15cm．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）结合凸透镜的焦距和图1中凸透镜的位置，根据u＞2f确定物距的范围；根据像距随物距的变化而变化回答；
（3）在凸透镜成实像的条件下，根据物远（物距变大）像近（像距变小）像变小分析回答；
（4）当物体处于一倍焦距之内时，成的是一个正立、放大的虚像，而虚像不能在光屏上呈现；此时物像在同一侧，据此分析回答；
（5）根据凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在主光轴上的一点叫焦点，焦点到光心的距离叫焦距来回答；

解答 解：（1）将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，如图1所示．他进行调节使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上．目的是为使像成在光屏的中央；
（2）凸透镜的焦距是10cm，在探究u＞2f成像规律时，即u＞20cm，又凸透镜在光具座上“50cm”刻度处，所以，应将蜡烛放在光具座上小于30cm的刻度范围内；像距随物距的变化而变化，确定物体的位置后，再移动光屏找像；
（3）光屏上烛焰的像为实像，因物远（物距变大）像近（像距变小）像变小，当蜡烛逐渐远离凸透镜的过程中，即物距变大，光屏上烛焰的像将变小，为了保证光屏上能呈现烛焰清晰的像，应同时将光屏向靠近凸透镜方向移动；
（4）由图2知，物体在焦点内，即物距小于1倍焦距，由凸透镜成像规律可知，成的是一个正立、放大的虚像，而且物像在同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜的右侧透过透镜去观察；
（5）凸透镜正对的太阳光可视为平行光，光屏上呈现出最小最亮的光斑即为焦点，根据凸透镜焦距的定义，此时光屏到凸透镜的距离为焦距，为15cm．
  故答案为：（1）烛焰；为使像成在光屏的中央；
（2）小于30；光屏；
（3）变小；靠近； 
（4）虚；右；
 （5）15；

点评 本题探究凸透镜成像特点，考查器材的调试、操作过程、成像规律的应用及焦距的测量方法等知识，难度中等．