Question

4．在做“探究凸透镜成像规律”的实验中，王朔同学利用图中的器材进行实验：

（1）由图甲可知，该凸透镜的焦距是10cm．
（2）他调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度上．
（3）当蜡烛距凸透镜的距离如图乙所示，移动光屏，可得到清晰的放大的实像（选填“放大”、“缩小”或“不变”）．若将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，调整光屏的位置得到一个清晰的像，这个像与原来的像相比较，将变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）在实验过程中，如果无论怎样左右移动光屏，在光屏上都不能呈现烛焰的像，可能的原因是物距小于一倍焦距．
（5）实验过程中，随着蜡烛的不断燃烧，光屏上的像将会上升（选填“上升”、“下降”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）焦距是指从焦点到凸透镜的距离，根据图甲读出便可；
（2）为使像能成在光屏的中央，应调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处；
（3）根据凸透镜成像的三种情况判断：u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f；2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；u＜f，成正立、放大的虚像；成实像时物近像远像变大；
（4）凸透镜成像时，u＜f，透过凸透镜能看到正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧；
（5）实验时，蜡烛变短了，根据光线过光心不改变方向，光屏上的像会向上移动，要使像成在光屏的中央位置，光屏向上移动．

解答 解：（1）由图2知，光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到凸透镜的距离为60cm-50cm=10cm，则凸透镜的焦距是10cm．
（2）实验中，应调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上，这样烛焰的像才能成在光屏的中央．
（3）因为物距小于像距，故物体小于像，是倒立放大的实像；
若将蜡烛向远离凸透镜方向移动一段距离，物距增大，像距减小，像减小；
（4）当物距小于焦距时，在物体的同侧得到正立、放大的虚像，所以取走光屏，直接通过凸透镜观察
（5）实验一段时间后，蜡烛变短了，根据光线过光心不改变方向，所以光屏上的像向上移动，要使像成在光屏的中央位置，光屏向上移动．
故答案为：（1）10；（2）同一高度；（3）放大；变小；（4）物距小于一倍焦距；（5）上升．

点评 凸透镜成像规律是光学内容的难点，要解决此类问题，首先要熟练掌握成像特点与物距、像距的关系，并了解其应用，平时多动脑，对规律进行总结；同时注意探究实验中器材的摆放和调整，有关对倒立实像的理解和应用，也是重点考察的内容．