Question

19．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，再把光屛放在另一侧，改变凸透镜与光屛的距离，直到光屛上出现一个亮点（选填“亮点”或“亮环”）为止，说明凸透镜与光线有会聚（选填“会聚”或“发散”）作用，测得它与凸透镜中心的距离为10cm，确定出焦距f=10（选填“5cm”“10cm”）．
（2）凸透镜固定在光具座的零刻度线上，调整光源、凸透镜、光屛中心大致在同一高度．这样做目的使像成在光屏中央
（3）小捷将光源移至光具座30cm处后，再移动光屛，直到如图所示位置，光屛上会出现清晰的缩小（选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像；在放大镜、照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是照相机．如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屛应向左（选填“左”或“右”）移动，以获得清晰实像．
（4）如果实验中作为光源的“F”向下移动了，为了在光屛上看到完整的像，光屛应该向上（选填“上”或“下”）移动．
（5）如果将光源移至7cm处，凸透镜此时成的是放大的虚像（选填“虚像”或“实像”）．
（6）实验中，屛上已成清晰的像，此时固定光源，换用一个焦距略大一些的凸透镜进行实验，则光屛需向远离（选填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动，才能在光屛上再次成清晰的像．

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）要使像能成在光屏的中央，应调节光屏、凸透镜、烛焰的中心大致在同一高度处；
（3）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．
（4）要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．知道当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像．
（5）凸透镜成的实像是倒立的，像和物体的移动方向相反；
（6）凸透镜成实像时，物距增大，像距减小．

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）实验中调节光屏、凸透镜、烛焰的中心大致在同一高度处，是为了使烛焰的像能成在光屏的中央；
（3）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．在放大镜、照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是照相机．如果她将光源再远离凸透镜一些，这时光屏应向左，以获得清晰实像．
（4）如果将光源移至7cm处，此时物距u=7cm＜f．根据凸透镜成像的规律，所以成正立、放大的虚像．
（5）凸透镜成的实像是倒立的，所以当蜡烛逐渐消耗而变短，光屏上烛焰的像将随之上升；
（6）蜡烛固定不动，换用一个焦距略大一些的凸透镜进行实验，物距相对减小，则要增大像距，才能在光屏上得到清晰的像，所以光屏远离凸透镜．
故答案为：（1）亮点；会聚；10cm；（2）同一高度；像成在光屏中央；（3）缩小；照相机；左；（4）上；（5）虚像；（6）远离．

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．