Question

4．利用光具座探究凸透镜成像的规律．
（1）将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度．
（2）如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，由图可知，该凸透镜的焦距是10.00cm（要求有估读数字）．
（3）实验过程中，当把烛焰放在距凸透镜16cm处时，在凸透镜另一侧移动光屏，光屏上得到了一个倒立、缩小的实像，此规律的应用是照相机（举一例）．
（4）若用一个圆形黑纸（直径比凸透镜小一些）贴在凸透镜中心，光屏上能否得到完整的像？能．
（5）当把烛焰放在距凸透镜5cm处时，能否在光屏上成像不能，原因是当u＜f时，成正立放大的虚像，像物在透镜的同侧，此时应该在光屏（选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察像．
（6）老师要求她在凸透镜不动的情况下，在光屏上得到一个更大的实像，应当把蜡烛靠近（填“靠近”、或“远离”）凸透镜，同时把光屏远离（填“靠近”或“远离”）凸透镜．
（7）由于蜡烛燃烧变短，使烛焰的像成在了光屏中心的上方，要使像仍然成在光屏的中心，如果只调整凸透镜，应将凸透镜向下调．
（8）为了做进一步的探究，凸透镜和烛焰的位置保持不变，将一个眼镜放在透镜与烛焰之间，调节光屏远离凸透镜得到了清晰的像，则此眼镜可以用来矫正近视眼．
（9）拿走眼镜，调节光屏重新得到清晰的像，保持凸透镜和烛焰的位置不变，换用焦距为5cm凸透镜进行实验，为了在光屏上得到清晰的像，光屏应靠近（填“靠近”或“远离”）凸透镜．

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心；
（2）通过图中所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距；对刻度尺读数时，估读到分度值的下一位；
（3）掌握凸透镜成像的规律及其应用．u＞2f，成倒立、缩小的实像；
（4）若将凸透镜的一部分遮住，由于通过凸透镜的光线减少，则凸透镜仍能成完整的像，只是像比原来变暗；
（5）当把烛焰放在距凸透镜5cm处时，即u=5cm＜f时，像物在透镜的同侧，成正立放大的虚像，光屏上不能接收到像；
（6）掌握凸透镜成实像的规律，并知道物距越大，像距越小，所成的像越小；物距变小，则像距要变大，所成的像越大；
（7）凸透镜成实像时，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒，所以蜡烛燃烧变短时，所成的像移到了光屏中心的上方；要使像仍然成在光屏的中心，如果只调整凸透镜，应将凸透镜向下调；
（8）凹透镜对光线有发散作用，发散作用使原来会聚成像的光线推迟会聚；
（9）凸透镜的焦距越短，对光线的偏折本领越强，它会使原来会聚成像的光线提前会聚．

解答 解：
（1）首先要在光具座上由左向右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏．然后调整它们的高度，使它们的中心大致在同一高度上，这样蜡烛的像才能成在光屏的中心；
（2）由图知，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40.00cm-30.00cm=10.00cm，则凸透镜的焦距是10.00cm；
（3）当把烛焰放在距凸透镜16cm处时，物距u=40.00cm-16.00cm=24.00cm＞2f，成倒立、缩小的实像．照相机就是根据这一规律来应用的；
（4）若将凸透镜的一部分遮住，则凸透镜仍能成完整的像，此时像会比原来变暗；
（5）当把烛焰放在距凸透镜5cm处时，即u=5cm＜f时，像物在透镜的同侧，成正立放大的虚像，光屏上不能接收到像；这样眼睛在光屏一侧，透过凸透镜可看到烛焰正立放大的虚像；
（6）要使所成的实像更大，应减小物距，所以使蜡烛向靠近透镜方向移动．物距减小，则像距要变大，所以光屏要远离透镜的方向移动；
（7）因为凸透镜成实像时，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒，所以蜡烛燃烧变短时，所成的像移到了光屏中心的上方；要使像仍然成在光屏的中心，如果只调整凸透镜，应将凸透镜向下调；
（8）当凸透镜和烛焰的位置保持不变，将一个眼镜放在透镜与烛焰之间，调节光屏远离凸透镜得到了清晰的像，由此可知，发散作用是使原来会聚成像的光线推迟会聚，所以这个眼镜是凹透镜，用它可以矫正近视眼；
（9）拿走眼镜，调节光屏重新得到清晰的像，保持凸透镜和烛焰的位置不变，换用焦距为5cm凸透镜进行实验，由于此时凸透镜的焦距更短，对光线的偏折本领更强，它会使原来会聚成像的光线提前会聚，所以为了使所成的像清晰的呈现在光屏上，应将光屏靠近凸透镜．
故答案为：
（1）同一高度；（2）10.00；（2）缩小；照相机；（4）能；（5）当u＜f时，成正立放大的虚像，像物在透镜的同侧；不能；光屛；（6）靠近；远离；（7）上；下；（8）近视；（9）靠近．

点评 此题考查焦距的确定，难度不大，正确读出刻度尺上的示数是关键；同时考查凸透镜成像的规律和应用．掌握凸透镜成像的特点与物距、像距的关系是非常重要的；同时注意在此实验中凸透镜被遮住部分，仍能成完整的像，只是像比原来变暗；本题还考查了近视眼的成因和矫正方法，本题与学生的实际生活联系密切，能够体现从物理走向生活的理念．