Question

16．小芳同学做探究凸透镜成像的规律实验，她首先按图1所示完成仪器装配，图中H点是2倍焦距处．

（1）经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向上（选填“上”或“下”）调；
（2）调节好蜡烛的高度后，她把蜡烛移到A点处，此时光屏上的像很模糊，为了得到清晰的像，应把光屏向右移动（填“左”或“右”），这次成的是倒立、放大的实像；
（3）再把蜡烛移到B点处，这是小芳发现无论怎样调节光屏，光屏上始终接收不到像，是因为此时成的是正立、放大的虚像，要想看到这个像，小芳观察的方法应是：从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察．
（4）小芳再一次调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置，使u=30cm，v=15cm，发现蜡烛的火焰能在光屏上成一个倒立缩小的像，此时，固定蜡烛和光屏的位置，改变凸透镜的位置，当u=15cm，还能再次在光屏上看到一个倒立、放大的实像．
（5）同班的小明同学，改用发光二极管光源“F”来做实验，实验时将光源放在15cm处，实验使用的凸透镜焦距为10cm，其大小如图2所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上．如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像C
（6）同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是D
A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定
B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小
C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距
D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距．

Answer 1

分析 （1）为了使像成在光屏的中心，因此要调整蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上．由此确定蜡烛的调节．
（2）利用A点物距与焦距的关系，根据凸透镜成像的规律，确定成像的性质和位置，然后据此调节光屏的位置．
（3）利用B点物距与焦距的关系，根据凸透镜成像的规律，确定成像的性质，此时的像与物同侧，由此可以确定如何观察这个像．
（4）根据原来的成像性质，根据凸透镜成像的规律确定物距和焦距的关系、像距和焦距的关系；改变凸透镜的位置后，原来的物距变为像距，原来的像距变为物距．根据此时的物距利用凸透镜成像的规律可以确定成像性质．
（5）凸透镜成像时，像与物上下、左右均倒（是互换的），f＜u＜2f时，成倒立放大的实像．
（6）对本实验的评价，要从小明的实验操作：用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，用同样的白色方格板做成光屏分析；还要从光具座上的刻度尺来分析．

解答 解：（1）现在蜡烛的像呈在光屏的上方，根据光线过凸透镜的光心不改变方向，为了使像呈在光屏的中央位置，蜡烛向上移动或光屏向上移动．
（2）蜡烛放在A点，位于一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的规律可知此时成的是倒立的放大的实像，且像距大于二倍焦距，因此要把光屏像右移动．
（3）B点位于一倍焦距之内，所以成的是正立放大的虚像，光屏能承接实像，不能承接虚像，且像与物同侧，即都在凸透镜的左侧，所以要从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察．
（4）调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置，使u=30cm，v=15cm，在透镜另一侧的光屏上成一个倒立、缩小的像，此时的物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距和二倍焦距之间．改变凸透镜的位置后，此时的物距u=15为原来的像距，在一倍焦距和二倍焦距之间，可以成倒立放大的实像．
（5）用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，只能影响像的亮暗，不影响像的性质，光源“F”放在15cm处，物距处于一倍和二倍焦距之间，成倒立放大的实像，与原物体相比，上下颠倒、左右相反，故选C．
（6）小明在实验中：用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，光源比较稳定；用同样的白色方格板做成光屏便于比较像与物的大小；
零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距；
可以根据像与物大小相等时测出像距和物距，此时u=v=2f算出焦距，只有D错误．
故选D．
故答案为：（1）上；（2）右；倒；放大；（3）此时成的是正立、放大的虚像；从凸透镜的右侧透过凸透镜去观察；（4）15；倒；放大；（5）C；（6）D．

点评 利用图示的物距与焦距的关系，根据凸透镜成像的规律确定成像的性质是解决此题的思路．