Question

10．小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律．

（1）如图1所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧，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光斑，就可以测出该凸透镜的焦距为10 cm．
（2）当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、放大（选填“放大”或“缩小”）的实像．（选填“实”或“虚”）
（3）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图所示时，在光屏上可得一个清晰的像，这个像是倒立（选填“倒立”或“正立”），缩小（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像．
（4）在图2中若固定蜡烛和光屏不动，向左（选填“右”或“左”）移动凸透镜到另一位置，还可在光屏上得到一个清晰的像，则此时所成的像是倒立（选填“倒立”或“正立”），放大（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像．
（5）实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向上移动．
（6）小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏，都不能承接到烛焰的像，原因是蜡烛到凸透镜的距离小于或等于焦距．

Answer 1

分析 （1）根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于焦点，焦点到凸透镜的距离为焦距，让平行光射到凸透镜上，调出最小最亮的光斑为凸透镜的焦点，亮斑到凸透镜的距离为焦距；
（2）（3）（4）成实像时：u＞2f，成倒立缩小的实像；u=2f，成倒立等大的实像；f＜u＜2f，成倒立放大的实像；根据光路可逆分析成像情况；
（5）根据凸透镜成倒立实像的特点，物体向下移动，则像向上移动；
（6）在光屏上不能成像的原因：物距小于焦距，成虚像；物距等于焦距，不成像；烛焰、光屏、凸透镜的中心不在同一高度处．

解答 解：
（1）将凸透镜正对太阳光，再把光屏放在它的另一侧，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光斑；
如图从光斑到凸透镜的距离为40cm-30cm=10cm，即为焦距；
（2）当蜡烛距凸透镜15cm时，此时物距大于一倍焦距小于二倍焦距，光屏上能得到倒立、放大的实像；
（3）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图所示时，此时物距大于二倍焦距，光屏上能得到倒立、缩小的实像；
（4）当蜡烛和光屏的位置不变时，只移动中间的凸透镜，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，可以向左移动凸透镜，当物距小于像距，成倒立、放大的实像；
（5）凸透镜成倒立的实像，蜡烛变短，相对于凸透镜向下移动，所以其像向上移动，要使蜡烛的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏的向上移动；
（6）烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度，在光具座上无论如何移动光屏，都不能承接到烛焰的像，原因可能是蜡烛到凸透镜的距离小于或等于焦距．
故答案为：（1）最小最亮；10；（2）放大；实（3）倒立；缩小．；（4）左；倒立；放大；（5）上；（6）蜡烛到凸透镜的距离小于或等于焦距．

点评 此题探究凸透镜成像的规律，要熟练掌握凸透镜成像的特点与物距像距的关系，考查了对倒立实像的理解及对实验问题的分析．