Question

16．在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：
（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，该凸透镜的焦距是11cm．
（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：蜡烛放在了凸透镜的焦点以内．
（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个清晰的像，这个像是倒立、放大的像．
（4）若固定蜡烛和光屏不动，向右（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、缩小的像．

Answer 1

分析 （1）根据凸透镜的焦点和焦距的定义进行判断．
（2）若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．
有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上．
有可能物体在焦点上，不能成像．
（3）凸透镜成像时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
（4）凸透镜成像时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机；

解答 解：（1）凸透镜正对太阳光，太阳光平行于主光轴，经凸透镜折射后会聚在主光轴上最小、最亮的点，这点是凸透镜的焦点，焦点和凸透镜光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距是11cm．
（2）蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央．
若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上；有可能物体在焦点上，不能成像．
（3）把烛焰放在距凸透镜16cm处时，凸透镜的焦距是10cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪．
（4）由于原来物体在光屏上成一个倒立放大的实像，像距大于二倍焦距大，也就是说，现在的物距介于一倍焦距和二倍焦距之间，故若向右移动凸透镜，当物距大于二倍焦距时，此时仍能在光屏上成像，成一个倒立、缩小的实像．
故答案为：（1）11；（2）蜡烛放在了凸透镜的焦点以内；（3）倒立、放大；（4）倒立、缩小．

点评 本题考查了凸透镜的焦点、焦距和凸透镜成像的情况和应用．同时考查了实验中常出现的一种情况，即光屏上没有像，知道这可能是成虚像，或不能成像或光屏、凸透镜、烛焰的中心不在同一高度．