Question

12．小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，凸透镜的位置固定不动，实验操作规范．
（1）实验过程中，要调节烛焰、凸透镜、光屏三者中心在在同一高度，目的是使像成在光屏的中央．
（2）在图示位置时，烛焰恰好在光屏上成清晰的像．则图示位置的成像情况与照相机（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）的原理相同．若将蜡烛向右移动5cm，则应将光屏向右（选填“左”或“右”）移动适当距离可再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比原来的像要大些．
（3）为了粗测凸透镜的焦距，小明上午第1节课下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明认为此点就到光心的距离，就是透镜的焦距．旁边的同学却告诉他，这个距离不是凸透镜的焦距，其理由是凸透镜没有正对太阳光放置（太阳光没有平行于主光轴入射到凸透镜上．
（4）小明再次调节蜡烛的位置，当光屏上出现一个放大的清晰的像时，用硬纸片遮住凸透镜的上半部分，观察光屏上的像是完整（选填“完整”或“不完整”），但亮度变暗了．
（5）实验过程中，燃烧的蜡烛在不断缩短，导致光屏上的像向上移动，为了使烛焰的像能成在光屏中央，可以将凸透镜向下调，这时光屏上的像在凸透镜主光轴的上方．    （两者均选填上或下）

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，在光具座上依次放蜡烛、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，像才能呈在光屏的中央．
（2）掌握凸透镜成像的三种情况和应用之一：u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机．凸透镜成实像时，具有物近像远像变大的特点．
（3）平行于主光轴的光线会聚于一点，此点为凸透镜的焦点．由焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，粗略测量薄透镜的焦距时，可以测出从焦点到凸透镜的距离即可．
（4）物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像．
当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像．
（5）凸透镜成倒立的实像，像与物体的移动方向相反．

解答 解：（1）凸透镜成像实验中，应将凸透镜放在烛焰与光屏的中间，所以光具座上从左到右依次放置烛焰、凸透镜、光屏；
调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度是为了使像能够成在光屏的中央；
（2）物体到凸透镜的距离是物距，像到凸透镜的距离是像距，由图知，u＞2f，成倒立、缩小的实像，此时成倒立缩小的实像，照相机根据这个原理制成的；当凸透镜的位置不变时，只向右移动蜡烛，要使光屏上再次出现一个明亮清晰的像，可以向右移动光屏，才能再一次成像，并且此时的像比刚才的像大．
（3）太阳光可以近似看为平行光源，将凸透镜正对着太阳光，太阳光经凸透镜后将会聚在焦点．所以把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，这个光斑便为焦点．测出光斑到凸透镜的距离，便是焦距．而小明上午第二节下课后，将凸透镜与水平地面平行放置，此时凸透镜没有正对太阳光（太阳光没有与凸透镜的主光轴平行），所以这个亮点不是凸透镜的焦点位置．
（4）遮住凸透镜的一半，物体上任一点射向凸透镜的另一半，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗；
（5）烛焰的像成在光屏的上部，为使像成在光屏的中央，可将光屏向上移动；
凸透镜成的实像是倒立的，要使像向下移动，可将烛焰相对于凸透镜向上移动，向上移动烛焰或向下移动凸透镜．
故答案为：（1）在同一高度；使像成在光屏的中央；   
（2）照相机；右；大； 
（3）凸透镜没有正对太阳光放置（太阳光没有平行于主光轴入射到凸透镜上）；  
（4）完整；   
（5）下；上．

点评 此题探究凸透镜成像的规律实验，要熟练掌握成像特点与物距、像距之间的关系及其应用，做到灵活应用．