Question

（1）小强在探究凸透镜成像规律时，先将凸透镜正对太阳光，把一张纸放在它的另一侧，当纸上呈现一个最小光斑时，测得光斑到凸透镜的距离为10cm，则凸透镜的焦距是______cm．再将烛焰、凸透镜和光屏固定在光具座上，调整使它们的中心大致在______，目的是______．
（2）小强注意到在做光的色散实验时，看到白光经三棱镜折射后，光屏上出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫彩色光带，经过思考提出这样一个问题：红光、紫光对凸透镜的焦距可能不同．于是他分别用红光和紫光平行于同一个凸透镜的主光轴射入进行验证．
a．请在图甲中画出红光、紫光经凸透镜折射后的光线（图中F₁、F₂两点表示焦点）
b．小强得到的结论是：______．
（3）如图乙所示，小强探究凸透镜成像规律．适当移动在光具座上的蜡烛和透镜的位置，在光屏上得到一个倒立缩小的实像；保持蜡烛和光屏的位置不变，使透镜向______移动，在光屏上就能得到一个倒立放大的实像；

Answer 1

解：（1）光斑到凸透镜的距离为10cm，所以焦距为10cm，在实验前要调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心大致在同一高度，并在同一直线上，目的是使像能呈现在光屏的中心．
（2）a、由光的色散现象可知，不同的单色光通过棱镜时的偏折程度不同．凸透镜可以看作是由两个三棱镜组成的，红光的偏折程度最小，所以折射光线指向F₂；紫光的偏折程度最大，所以折射光指向F₁．如下图：

b、根据光路图可知：红光的偏折程度小，所以焦距大；紫光的偏折程度大，所以焦距小．
（3）根据凸透镜成像的规律及成实像时“物近像远像变大”的特点，要想在光屏上得到一个放大的像，物体应该离透镜近些，光屏离透镜远些，所以透镜应向蜡烛移动．
故答案为：（1）10；同一高度；使像呈在光屏的中央；
（2）a、如上图；b、红光对凸透镜的焦距大，紫光对凸透镜的焦距小；
（3）蜡烛（左）．
分析：（1）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．在实验中，为使像能成在光屏的中心，应调整烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度，同时各中心要在同一直线上．
（2）根据不同单色光的折射角不同来判断折射光线射出的情况，偏折程度大的焦距小．
（3）根据凸透镜的成像规律或成实像时“物近像远像变大”的特点，结合题意来确定物距和像距的关系．
点评：本题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、烛焰、光屏的高度要求，要使它们的中心大致在同一水平线上；同时考查了凸透镜成像特点与物距之间的关系，物距大于焦距时，凸透镜成倒立的实像，并且物近像远像变大．