Question

14．在学完凸透镜成像规律后，小明选择了一块焦距未知的凸透镜，对凸透镜成像特点作了进一步探究．

（1）小明将蜡烛由距透镜200cm处移至距透镜150cm处的过程中，在光屏上所成的像与透镜间的距离均约为10cm．透镜的焦距约为10cm，判断的依据是物距远大于二倍焦距时，像距约等于焦距．小明运用这种方法测出来的焦距与实际相比大（偏大、偏小、等于）．
（2）小明按图1组装好实验装置．在只移动透镜的情况下，他发现都不能在光屏上成清晰的像．由此，你猜想造成上述现象的原因是蜡烛和光屏间距离较小；
（3）如图2所示，蜡烛在光具座上A处时，可在B处的光屏上成一清晰的像，所成像为放大的实像（填“放大”“缩小”或“等大”）．若把蜡烛从A处向左移动距离s到C，为在光屏上再次成清晰的像，则他应将光屏向左（填“左”或“右”）移动，移动距离s′大于s．（填“大于”或“小于”或“等于”）
（4）当在光屏上呈现蜡烛清晰的像后，取下光屏．当眼睛在原光屏处，眼睛能（填“能”或是“不能”）看到蜡烛的像；眼睛靠近凸透镜，眼睛不能（填“能”或是“不能”）看到蜡烛的像．

Answer 1

分析 （1）凸透镜成实像时，物近像远像变大，当物距很大时，像距非常靠近焦点．
（2）根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系，当u=2f，成倒立、等大的实像，此时v=2f；
（3）根据凸透镜成像规律中像距和物距的关系可确定像的性质；凸透镜成像时，物距增大，像距减小；凸透镜成像时，当物距等于2f，此时像距也为2f，物像之距最小．当由A处向左移动时，由于物体向2f处靠近，所以物像之距在减小．由此可得出s′与s的关系．
（4）要解决此题，需要掌握实像的概念．知道实像是实际光线会聚成的．要知道在像点之前光线还未会聚成像．

解答 解：（1）从“小明将蜡烛由距透镜200cm处移至距透镜150cm处的过程中，在光屏上所成的像与透镜间的距离均约为10cm”，可知当物体到凸透镜的距离远远大于二倍焦距时，像距稍大于焦距，所以透镜的焦距约为10cm；小明运用这种方法测出来的焦距与实际相比偏大．
（2）由图乙可知，此时u=2f，在只移动透镜的情况下，当物距u=2f，成倒立、等大的实像，此时v=2f，但光屏的位置就不符合v=2f；
（3）由图3可知，物距小于像距，由凸透镜成像规律可知，可在B处的光屏上成一清晰的像，所成像为倒立、放大的实像；凸透镜位置不变，蜡烛向左移动，物距增大，像距减小，光屏向左移动才能接到清晰的像．当物距等于2f，此时像距也为2f，物像之距最小．当由A处向左移动时，由于物体向2f处靠近，所以物像之距在减小，因为物体向左移动，像也向左移动，所以物体移动的距离s大于像移动的距离s′．
（4）因为看到的像是倒立的，所以是实像，成像点在凸透镜的右侧；发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的，经过成像点后是发散的．所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像．所以当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像，眼睛靠近凸透镜也不能看到像．
故答案为：（1）10；物距远大于二倍焦距时，像距约等于焦距；大；（2）蜡烛和光屏间距离较小；（3）放大；左；大于；（4）能；不能．

点评 此题主要探究凸透镜成像的规律，一定要掌握物体、像、物距、像距之间的大小关系，并做到举一反三．