Question

4．在探究凸透镜成像规律时，小捷用了9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色的板上代替蜡烛作光源，实验装置如图所示：
（1）为了确定凸透镜的焦距，小捷将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个亮点为止，测得它与凸透镜中心的距离为10cm，确定出焦距f=10cm．
（2）凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小捷将光源移至光具座30cm处后，再移动光屏到如图所示位置，光屏上会出现清晰缩小的实像（填“放大”、“缩小”或“等大”）；如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向左移动（填“左”或“右”）．
（3）他们不用蜡烛，而用由几个发光二极管做成“F”字样的发光体进行实验，你认为其好处是可以增加物体的亮度，使成像更清晰．（写出一点即可）
（4）他们用三个焦距不同的凸透镜进行实验，数据记录如表．

次数	物距u/cm	焦距f/cm	像距v/cm
1	15	5	7.5
2		8	17.5
3		10	29.0

分析表中数据可知：当物距一定时，焦距越大，像距越大；根据你所学凸透镜成像规律分析，此时所成像的大小越大．（均选填“越大”、“越小”或“不变”）

Answer 1

分析 （1）要解决此题，首先要掌握焦点和焦距的概念：平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点．由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可．
（2）要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．知道当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像．并且成实像时，物距越大，成的像越小，像距也越小．
（3）要解决此题，需要分析二极管与烛焰的区别：二极管比烛焰的亮度更大，并且形状更特别，在研究时更容易理解倒立实像的含义．并且二极管发光比较环保安全．蜡烛在燃烧时会消耗而变短，同时遇到风会晃动．
（4）在解决此题时，需要仔细分析透镜焦距的变化和像距的变化．并且要掌握凸透镜成像的规律，知道物距越小，像距越大，成的像也越大．

解答 解：
（1）为了确定凸透镜的焦距，首先要找到凸透镜的焦距，所以将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的点，便为焦点．焦点到凸透镜中心的距离为10cm，所以此凸透镜的焦距为10cm．
（2）由（1）知，f=10cm，所以2f=20cm；
凸透镜固定在光具座的零刻度线上，小捷将光源移至光具座30cm处，所以此时物距u=30cm＞2f．所以成倒立、缩小的实像．
若将光源远离凸透镜，则物距增大，根据凸透镜成像的规律得，像距要减小．所以光屏要靠近凸透镜即向左移动．
（3）发光二极管比烛焰的亮度更大、更环保，更容易看出倒立实像不仅是上下相反、而且是左右相反；同时蜡烛燃烧有火焰，不如发光二极管安全；火焰在有风的时候会晃动，同时蜡烛会越烧越短，而二极管不会．
（4）由表格中数据可知，物距一定，凸透镜的焦距在增大，成像的像距也在增大．根据凸透镜成像的规律，在换用焦距更大的凸透镜时，其实是减小了物距，所以像距增大，成的像也会更大．
故答案为：（1）亮点；10；（2）缩小；左；（3）可以增加物体的亮度，使成像更清晰；（4）越大；越大．

点评 此题主要考查了粗略测量凸透镜焦距的方法，关键是掌握焦点和焦距的概念．同时考查了凸透镜成像的规律，要熟记其内容，并搞清像距与物距之间的关系．