Question

4．如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上．

（1）实验前，首先应调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心大致在同一高度，这样可以使像成在光屏的中央．
（2）某同学在该实验中，记录并绘制了物距u和像距v之间关系的图象，如图乙所示．则该凸透镜的焦距10cm；当把物体放到距凸透镜8cm处时，光屏上不能得到一个清晰的像．（选填“能”或“不能”）
（3）如果凸透镜焦距如上述不变，物距为18cm，从光屏的一侧透过凸透镜可以看到一个倒立放大的实像，应用这一原理可以制成投影仪；
（4）在实验中已得到清晰的实像，当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分，则所成的像将是完整的（填“完整”或“不完整”），且亮度变暗．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）根据凸透镜成像规律可知，当物距等于二倍焦距时成倒立等大实像，物距等于像距，都等于二倍焦距；
根据凸透镜成像规律可知：u＜f，成正立、放大的虚像；光屏只能承接实像，不能承接虚像；
（3）根据凸透镜成像的规律，当2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f；投影仪利用此原理；
（4）若将凸透镜遮住一部分，由于折射到像点的光减少，像的大小不变，像将变暗．

解答 解：
（1）实验前，首先应调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央；
（2）根据凸透镜成像规律可知，当物距等于二倍距时，成倒立等大实像，此时物距等于像距，都等于二倍焦距；分析图可知，物距等于20cm时，像距等于20cm，所以二倍焦距等于20cm，则焦距为10cm；
当把物体放到距凸透镜8cm处时，物距小于焦距，凸透镜成正立、放大的虚像，因此光屏上不能得到像；
（3）当物距为18cm时，2f＞u＞f，凸透镜成倒立、放大的实像；应用这一原理可以制成投影仪；
（4）用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分，烛焰上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，烛焰的像仍然完整，但折射光线减少，会聚成的像比原来变暗了．
故答案为：（1）像成在光屏的中央；（2）10；不能；（3）倒立放大；投影仪；（4）完整．

点评 此题是探究凸透镜成像的实验，考查了学生对实验操作的要求，一定要注意实验前的调整工作，为使像成在光屏的中央，应使凸透镜、烛焰、光屏的中心大致在同一高度处，同时还考查了凸透镜成像的规律及应用．