Question

6．在“探究凸透镜成像的规律”的实验中．
（1）如图1所示，让平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距f=15cm．

（2）如图2所示，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，左右移动光屏，为什么在光屏上始终不能出现蜡烛的像？答：物距小于1倍焦距，凸透镜成虚像，虚像不能在光屏上承接．
（3）如图3所示，可在光屏上看到一个清晰蜡烛的像，请你详尽地描述这个像的特点：倒立放大的实像，投影仪（选填：“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像规律工作的．
（4）在图3中，保持凸透镜的位置不变，若想在光屏上出现一个清晰缩小的像，则蜡烛应向左移动，光屏应该向左移动（选填“左”或“右”）．
（5）请画出图4中的两条光线经过透镜的径迹．

Answer 1

分析 （1）根据焦距的概念：从焦点到凸透镜的距离，计算出焦距的大小；
（2）当u＜f时，成正立放大的虚像，不能用光屏接收；
（3）当2f＞u＞f时，成倒立放大实像，实像是光线的真实会聚，可以直接用眼睛观察到；
（4）根据u＞2f时，成倒立缩小实像，此时像距2f＞v＞f可进行判断．
（5）要正确作出图中两条入射光线的折射光线，必须知道凸透镜的三条特殊光线：过焦点的光线、平行于主光轴的光线、过光心的光线经凸透镜折射后如何传播．

解答 解：（1）由图中，平行光线经凸透镜后会聚到一点，说明凸透镜对光线具有会聚作用；
光屏上得到的最小、最亮的光斑便是凸透镜的焦点，所以焦距为f=35cm-20cm=15cm．
（2）由图可知此时的物距为u=20cm-10cm=10cm＜15cm，成正立放大的虚像，不能用光屏接收；
（3）由图可知此时物距为u=30cm-10cm=20cm，这时，2f＞u＞f，成倒立放大实像，当撤去光屏，人眼睛在光屏的位置能看到物体的实像；
（4）根据凸透镜成像规律中的当u＞2f时，成倒立缩小实像，可知，当凸透镜位置不变，想在光屏上出现一个清晰缩小的像，此时物距增大，则蜡烛应向 左移动，需要将像距减小，即将光屏向左移动．
（5）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，折射光线通过焦点；过光心的光线其传播方向不变；如下图所示：
故答案为：（1）15；
（2）物距小于1倍焦距，凸透镜成虚像，虚像不能在光屏上承接．
（3）倒立放大的实像；投影仪；
（4）左；左；
（5）如下图所示：

点评 此题考查学生对于凸透镜成像实验的理解和掌握．会根据图示长出焦距、物距，再利用相关规律确定像的特点即可．