Question

下面是小红和小华探究凸透镜成像规律的过程：
（1）在探究前，小红将三个凸透镜分别正对太阳光，调节凸透镜和光屏问的距离，使太阳光在光屏上汇聚一点，量得凸透镜到光屏的距离分别为48cm、15cm和4cm．小红选择了15cm的那个凸透镜进行实验，其他两个凸透镜则不在本实验中使用．你认为小红这样做有必要吗？为什么？说出你的看法：______．
（2）凸透镜和光屏都是有支架的，凸透镜中心离桌面的高度约6cm，光屏中心离桌面的高度约7cm，还有一个蜡烛台，用来固定蜡烛的，小红将一支新买来的较长蜡烛一下切成了两段，只把其中一段插在蜡烛台上，你觉得这样做有必要吗？
说出你的理由：______．
（3）小红开始实验时，把蜡烛放在离凸透镜尽可能远的位置上，此时光屏应大约放在什么位置上来承接蜡烛的实像？应该放在______．得到实像后，把蜡烛向凸透镜靠近一些，这时光屏应向哪个方向移动才能重新承接到实像？应该向______
方向移动．
（4）当烛焰移动到离凸透镜的距离只有12cm时，光屏放在凸透镜的另一侧（对蜡烛而言），不管怎样移动位置都承接不到实像，这时把光屏放在蜡烛的同侧是否有可能承接到蜡烛的像？______，因为：______．
（5）若遮住凸透镜的下半部分，则烛焰在光屏上的成像情况是______．（选填“完整的像”、“一半的像”或“无法成像”）
（6）由于蜡烛的燃烧，烛焰的高度逐渐降低，烛焰在光屏上的像将会少许偏向光屏的______方（选填“上”或“下”）．要使像继续成在光屏中央，可将凸透镜适当向______（填“上”或“下”）调节．
（7）若把凸透镜看作眼睛的晶状体，光屏看作视网膜，给“眼睛”戴上远视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像．若取下远视眼镜，则清晰的像会成在光屏的______（选填“前面”或“后面”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）一般情况下光具座的长度是90cm．如果焦距过长，所成的像不易在实验中得到，焦距过短，实验数据容易出现误差．
（2）探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、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，像才能成在光屏的中心．
（3）根据凸透镜成实像时：物近像远像变大来解答此题．
（4）u＜f，成正立放大的虚像，光屏不能承接虚像．
（5）凸透镜成像属于光的折射现象，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．
（6）根据光线过光心不改变方向，判断凸透镜的移动情况．
（7）要解决此题，需要知道远视镜是凸透镜，对光线有会聚作用．
解答：解：（1）有必要，这一步测出了凸透镜的焦距；
f=4cm的凸透镜焦距太小，实验数据容易出现误差；因为光具座的长度是90cm．当f=48cm时，由于物距和像距很大，所成的像不易在实验中得到．
（2）新买来的蜡烛较长，因此试验时，将蜡烛切成了两段，这样蜡烛、凸透镜、光屏在同一直线上，三者的中心在同一高度，像能呈在光屏的中央．
（3）根据凸透镜的成像规律，当物体放在焦点之外时，在凸透镜另一侧成倒立的实像，
物距越小，像距越大，实像越大，所以得到实像后，把蜡烛向凸透镜靠近一些，这时光屏应向远离凸透镜的方向移动．
（4）因凸透镜的焦距为15cm，此时物距为12cm，则在焦点之内，所成的像在凸透镜同一侧为正立放大的虚像．
（5）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，像与原来相同显示像的全部；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，故像会变暗．
（6）由于蜡烛的燃烧，烛焰的高度逐渐降低，根据光线过光心不改变方向，要使像继续成在光屏中央，可以使；蜡烛向上移动、或凸透镜向下移动，或光屏向上移动．
（7）远视镜是凸透镜，对光线有会聚作用，所以当撤掉远视镜后，光线的折射情况比原来减弱，所以像会成在光屏的后面．
故答案为：（1）有必要，f=4cm的凸透镜焦距太小，无法清楚地找到像；当f=48cm时，由于物距和像距很大，无法在光具座上完成实验；
（2）有必要，使蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度；
（3）一倍焦距以外；远离凸透镜；
（4）凸透镜成的是虚像，虚像不能在光屏上承接；
（5）完整的像；
（6）上；下；
（7）后面．
点评：（1）考查凸透镜成像规律，本题注意凸透镜是由很多个三棱镜组成的，光经过透镜折射后会聚成像，挡住一部分光不会影响所成的像，只是亮度变暗．
（2）凸透镜成像的三种情况和应用是凸透镜成像习题的重要依据，一定要熟练掌握．