Question

5．小明用蜡烛和毛玻璃光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验．
（1）测量焦距时，将凸透镜正对太阳光，移动透镜，让太阳光在白纸上会聚成一个最小、最亮的光斑，用刻度尺测量光斑到透镜中心的距离，结果为10.0cm．
（2）如图所示，刚开始实验时烛焰的像只有一小部分成在光屏边缘的A处，大部分不在光屏上．产生这一现象的原因是烛焰的中心偏在凸透镜主光轴的左边．
（3）当蜡烛距透镜5.0cm时，光屏上有（有/没有）烛焰经透镜折射后的光线．此时，像成在蜡烛（光屏/蜡烛）一侧，在光屏（光屏/蜡烛）一侧观察像．
（4）小明字母“L”替换蜡烛，将它放在距透镜25.0cm处，在光屏上成清晰的像．小明在毛玻璃光屏后面观察物和屏上的像，他直接看到的物为“L”，则他看到屏上像的形状为；移去光屏，用眼直接观察，看到像的形状为．

Answer 1

分析 （1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点和光心的距离是凸透镜的焦距；
（2）为了使蜡烛的像成在光屏中心，应将烛焰、透镜中心和光屏中心调节在同一高度；
（3）凸透镜成像时，u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧．
（4）小明在毛玻璃光屏后面直接看到的物为“L”，判断从物往凸透镜方向看的物的形状，
根据物距与焦距的关系，由凸透镜成像规律判断成像的情况，毛玻璃光屏上接收到的是实像，在毛玻璃光屏后面看到的像与在光屏上看到的像是对称的，相当于平面镜成像，确定像的情况，
当把光屏去掉后，实际光线会聚成实像后继续向前传播，进入人的眼睛，判断像的情况．

解答 解：（1 ）太阳光可视为平行光，将凸透镜正对太阳，这样做是让太阳光与凸透镜的主光轴平行，调节并移动透镜，让太阳光在白纸上会聚成一个最小、最亮的光斑，该光斑的位置为透镜的焦点，用刻度尺测出它到透镜中心的距离即为焦距；
（2）如上图所示；现在烛焰的像只有一小部分成在光屏边缘的A处，由通过凸透镜光心的光线传播方向不变可知，造成这一现象的原因是：烛焰的中心偏在凸透镜主光轴的左边；
（3）当蜡烛距透镜5.0cm时，光屏上有烛焰经透镜折射后的光线，只不过折射光线不能会聚成像；
凸透镜的焦距为f=10cm，当蜡烛距透镜5.0cm时，u＜f，成正立、放大的虚像，物像在凸透镜的同侧，即像成在蜡烛一侧，眼睛透过凸透镜观察，可以看到正立放大的虚像；
（4）小明在毛玻璃光屏后面直接看到的物为“L”，将它放在距透镜25.0cm处，u＞2f，在屏上像的形状为倒立缩小的实像，因凸透镜为立体的，所以成的像为上下、左右均颠倒的像，故在毛玻璃光屏后面观察屏上的像的形状如；当把光屏去掉后，实际光线会聚成实像后继续向前传播，进入人的眼睛，所以眼睛看到这个像的形状为．
故答案为：（1）最小、最亮；透镜中心；
（2）烛焰的中心偏在凸透镜主光轴的左边；
（3）有；蜡烛；光屏；
（4）；

点评 本题探究凸透镜成像规律，考查焦距的测量、实像与虚像的区别、实验过程中器材的调试、成像规律的应用，最后一问是本题的难点和易错点，关键是审清题意，根据凸透镜成像规律和“平面镜成像规律”分析解决．