Question

7．小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材，探究凸透镜成像的规律．

（1）测量焦距：如图1所示让一束平行光经过凸透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑．此现象说明了凸透镜对光具有会聚作用，并可得出此透镜的焦距为10cm．
（2）如图2所示，把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心调到同一高度，这样做是为了使像成在光屏的中心．
（3）当蜡烛距凸透镜25cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、缩小（选填“放大”或“缩小”）的实．（选填“实”或“虚”）像，依据此原理，人们制成的光学仪器是照相机．
（4）将蜡烛向凸透镜靠近，移动到某一位置时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上成像，原因是蜡烛到了透镜的一倍焦距之内，成的是虚像（或蜡烛在焦点上）．
（5）小明在图2所示位置得到一个清晰的像．老师要求他在凸透镜不动的情况下．让在光屏上的实像变大些，小明应当把蜡烛向靠近（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动．同时把光屏向远离（选填“远离”或“靠近”）透镜方向移动．
（6）小明把爷爷的老花眼镜放在凸透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清．她应当向靠近（选填“远离”或“靠近”）透镜的方向移动光屏，可再次得到清晰的像．
（7）实验一段时间蜡烛变短，要使烛焰像仍然成在光屏的中心，应将光屏向上移动．

Answer 1

分析 （1）要解决此题，首先要掌握焦点和焦距的概念：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．
（2）调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上，这样做的目的是使物体的像能够成在光屏的中心．
（3）凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像；物距等于像距时，成倒立等大的实像；物距小于像距时，成倒立放大的实像；根据凸透镜成倒立缩小的实像制成照相机，根据凸透镜成倒立放大的实像制成投影仪．
（4）要解决此题，需要掌握虚像的概念，知道虚像不是实际光线会聚而成的，不能成在光屏上．同时要知道当物体放在焦点上时，不能成像．
（5）掌握凸透镜成像的规律，并知道物距越大，像距越小，所成的像越小；
（6）要解决此题，需要知道老花镜是凸透镜，凸透镜有会聚光线的作用．
（7）要解决此题，需要知道凸透镜成倒立的实像．所以若成的像靠近光屏的上方，可以相对于凸透镜向上移动蜡烛，即向上移动蜡烛或向下移动凸透镜，使成的像向下移动．或者直接向上移动光屏．这样都可以使像成在光屏的中央．

解答 解：（1）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．据图知，凸透镜的焦距是40cm-30cm=10cm．
（2）当物体通过凸透镜成实像时，成的像要用光屏来承接，所以要调整凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度上，以保证物体的像能够成在光屏的中心．
（3）当蜡烛距凸透镜25cm时，此时物距大于二倍焦距，光屏上能得到倒立、缩小的实像，根据这一原理制成照相机．
（4）不能在光屏上成像，可能是不能成像，物体放在焦点上，即物距为10cm；或成虚像，物距小于焦距10cm．
（5）要使所成的像更大，应增减小物距，所以使蜡烛向靠近透镜方向移动．同时物距变小，则像距变大，所以光屏要远离透镜的方向移动移动．
（6）小明把一副老花眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置，由于老花眼镜是凸透镜，对光线有会聚作用，所以通过凸透镜的光线比以前提前会聚了，像距更小了，因此要得到清晰的像，需将光屏靠近凸透镜．
（7）实验一段时间蜡烛变短，由于凸透镜成的是倒立的实像，所以成的像将靠近光屏的上方．所以应向上移动光屏．
故答案为：（1）会聚； 10；（2）同一高度； 使像成在光屏的中心；（3）缩小；实；照相机； （4）蜡烛到了透镜的一倍焦距之内，成的是虚像（或蜡烛在焦点上）；（5）靠近；远离；（6）靠近； （7）上．

点评 该题探究了凸透镜成像的规律，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．同时要熟记规律，特别注意成像特点与物距之间的关系．