Question

19．做“凸透镜成像”的实验时：
（1）将蜡烛、凸透镜和光屏放在光具座上，使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一高度处．并使光屏与透镜所在的平面平行．
（2）将蜡烛放在二倍焦距以外的某点a时，移动光屏找到像，则光屏上的像是倒立、缩小的．
（3）（多选题）将蜡烛从a点沿光具座移到一倍焦距与二倍焦距之间的某点b的过程中．所成的像AC
A先是缩小的．后是放大的                     B是缩小的                C逐渐变大               D先逐渐变小．后逐渐变大
（4）将蜡烛放在-倍焦距以内，移动光屏找像时，看到光屏上出现-个大致是环状的暗区，如图所示，这个暗区是怎样产生的？（注：该实验所用的凸透镜没有边框）

Answer 1

分析 （1）为使像能够成在光屏的中央，应调节凸透镜、光屏、烛焰中心大致在同一高度处，并使光屏与透镜所在的平面平行；
（2）根据物距大于2f时，成倒立缩小实像的特点分析；
（3）根据凸透镜成像规律可知，物体在凸透镜中所成的像的大小以及像到凸透镜的距离，都随着物距的变化而变化，由此去确定像的变化情况；
（4）环状的暗区，是指该区域内没有光线射入或者是射入的光线过少造成的，分析此处光线少的原因就是题目的答案．

解答 解：（1）由图知，为使像能够成在光屏的中央，应调节凸透镜、光屏、烛焰中心大致在同一高度处，并使光屏与透镜所在的平面平行；
（2）由题意知，物距大于2f，所以此时凸透镜成倒立缩小的实像；
（3）由凸透镜成像的规律可知，当物距大于二倍焦距时，物体成缩小的像；当物距等于二倍焦距时，物体成等大的像；当物距小于二倍焦距，大于一倍焦距时，物体成放大的像．由此可知，当物体逐渐靠近凸透镜时，从像的变化趋势看，物体所成的像逐渐增大，从像自身的特点看，像先是缩小的后是放大的．所以选AC．
（4）由于凸透镜对光线有会聚作用，所以烛焰发出的光线经过凸透镜折射后，都向主光轴会聚．这样在距离主光轴最远的部分由于本应该射向该区域的光线，经过凸透镜的折射而射向凸透镜的主光轴，导致了射向该区域的光线减少，从而形成了较暗的环状区．并且光屏距离焦点位置越近，环状暗区的区域越大，中心部位越亮．
故答案为：（1）同一高度处；平行；（2）缩小；（3）AC；（4）由于凸透镜对光线有会聚作用，所以烛焰发出的光线经过凸透镜折射后，都向主光轴会聚．这样在距离主光轴最远的部分由于本应该射向该区域的光线，经过凸透镜的折射而射向凸透镜的主光轴，导致了射向该区域的光线减少，从而形成了较暗的环状区．并且光屏距离焦点位置越近，环状暗区的区域越大，中心部位越亮．

点评 掌握凸透镜成像的规律时，不仅要掌握每一个物距下成像的具体情况，还要知道随着物距的变化，像与像距是怎样变化的．这种变化可以用一个口诀来帮助理解记忆：物远像近像变小，物近像远像变大．