Question

10．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，不能确定凸透镜的焦距，于是他将一束平行光经过这个凸透镜，调节光屏的位置直到在屏上得到一个最小、最亮的光斑（如图甲）．

（1）该凸透镜的焦距为10.0cm．
（2）小明将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，并调节使它们的中心在同一高度，这样做的目的是使像成在光屏中央．
（3）调节三者的位置（如图乙），小明观察到光屏上呈现出烛焰倒立缩小的实像（填“放大”、“缩小”或“等大”），此规律的应用照相机（举一例）．此时，若有一只小蜜蜂落到凸透镜上，则屏上能成完整的蜡烛的像（填“能”或“不能”）
（4）如果此时小明取下光屏，从光屏原来的位置正对凸透镜能（填“能”或“不能”）看到烛焰的像．
（5）实验过程中，由于蜡烛燃烧变短，使烛焰的像成在了光屏中心的上方，要使像重新成在光屏的中心，如果只调凸透镜，应将凸透镜向下调，调好后，烛焰中心在凸透镜主光轴的下方（选填“主光轴的上方”、“主光轴的下方”或“主光轴上”）．

Answer 1

分析 （1）通过图所示的现象，结合凸透镜焦点的定义即可确定该凸透镜的焦距．
（2）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．
（3）U＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞V＞f，照相机根据这个原理制成；
若将凸透镜的部分挡住，仍可成物体完整的像，只是像比原来变暗．
（4）人眼的成像原理与凸透镜成像原理相似．
（5）蜡烛燃烧，烛焰向下移动，光屏位置不变，要使像成在光屏中央位置，根据光线过光心不改变方向，凸透镜中心在烛焰中心和光屏中心连接上，可以判断凸透镜的移动方向，同时也可以判断烛焰中心在主光轴的方位．

解答 解：（1）平行光线经过凸透镜后会聚于一点，这一点就是焦点．焦点到光心的距离是焦距，根据图示中光屏在刻度尺上的位置，可以读出该凸透镜的焦距是10.0cm；
（2）实验过程中，调整凸透镜和光屏的高度，使蜡烛、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央．
（3）调节三者的位置（如图乙），U＞2f，2f＞V＞f，光屏上成倒立、缩小的实像，照相机根据这个原理制成；
若有一只小蜜蜂落到凸透镜上，凸透镜的其它部位仍能够折射光线成像，所以屏上能成完整的像．
（4）由于人眼可以充当光屏的作用，所以取下光屏，从光屏原来的位置正对凸透镜能看到烛焰的像．
（5）由于蜡烛燃烧变短，根据光线过光心不改变方向，像向光屏的上方移动，要使像成在光屏的中央位置，凸透镜向下移动．由于凸透镜中心在烛焰中心和光屏中心连接上，所以调好后，烛焰中心在凸透镜主光轴的下方．如图．

故答案为：（1）10.0；（2）使像成在光屏中央；（3）缩小；照相机；能；（4）能；（5）下；主光轴的下方．

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．凸透镜的主光轴永远随着凸透镜的上下移动而移动，对于烛焰在凸透镜主光轴的哪个位置，画图说明很容易理解．