Question

3．如图所示是小明同学在探究凸透镜成像规律时的某一次蜡烛成像图片，小明画出了两条入射光线，
①请你帮他在图中画出折射光线．
②成该像后，如果这时用硬纸板将凸透镜遮住一半，则能（填“能”或“不能”）成完整的像．
③若凸透镜的焦距为20cm，成像中，若把蜡烛移到距离凸透镜焦点5cm的位置，则成的像一定是放大的（填：“放大的”或“缩小的”或“正立的”或“倒立的”）．
④如果先用凸透镜的焦距为20cm，在光屏上得到了清晰的缩小的实像，接下来他改用焦距为10cm的凸透镜乙继续进行实验，在不改变发光体和凸透镜的情况下，要在光屏上得到清晰的像，光屏应该向靠近凸透镜方向移动．

Answer 1

分析 ①由图可以看出，蜡烛经凸透镜成清晰的像在光屏上是倒立缩小的，由凸透镜成像规律可知，此时u＞2f，然后即可确定凸透镜的大体位置，再根据光屏上成的是实像，将入射光线分别与像中的烛焰尖部连接起来即可得到相应的折射光线．
②凸透镜成像光的折射现象，物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚在凸透镜另一侧的光屏上，形成物体的实像；
如果凸透镜的口径大，透过的光多，像就亮；口径小，透过的光少，像就暗．
③凸透镜成像特点：
u＞2f，成倒立、缩小的实像．
u=2f，成倒立、等大的实像．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像．
u＜f，成正立、放大的虚像．
④首先根据题意“先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在屛上得到清晰缩小的实像”可确定物距与焦距的关系，然后再根据凸透镜成实像时，物远像小像变小来确定调节光屏的方法．

解答 解：①光屏上蜡烛的像是实像，是由实际光线会聚而成的．来自烛焰尖部的光经透镜折射后会聚在光屏上组成烛焰尖部的像，所以，将入射光线与像中的烛焰尖部连接起来即可得到相应的折射光线，如图所示：

②凸透镜成实像时，所有透过透镜的光会聚到光屏上成像，当将透镜的下半部分挡住后，整个物体发出的光虽有一部分被挡住，但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像，因此，像与原来相同，仍然完整；由于透镜的一半被遮住，因此折射出的光线与原来相比减少了一半，故亮度会减弱，变暗了．
③凸透镜的焦距为20cm，将蜡烛距透镜焦点5cm处时，一种情况是：蜡烛在凸透镜的一倍焦距以内20cm-5cm=15cm处时，成的是正立、放大的虚像；
另一种情况是：蜡烛在凸透镜的一倍焦距以外的，即u=20cm+5m=25m处时，此时蜡烛在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成的是倒立、放大的实像．
综合上述两种情况可知，像一定是放大的．
④由“先用焦距为20cm的透镜甲进行实验，在屛上得到清晰缩小的实像”可知，此时u＞2f；
当改用焦距为10cm的透镜乙继续实验，不改变发光体和凸透镜的位置，则相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏将靠近透镜移动，像变小．
故答案为：（1）见上图；（2）能；（3）放大的；（4）靠近．

点评 此题考查了学生对凸透镜成像规律的掌握．一定要熟记凸透镜成像的特点与物距、像距的关系．此题物体离凸透镜焦点5cm处时，可能是在焦点内5cm，也可能在焦点外5cm．