Question

在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中
（1）如圖1所示，小明同學(xué)為了測(cè)出凸透鏡的焦距，讓一束平行光正對(duì)凸透鏡照射，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)最小、最亮的 光斑，由此可以測(cè)出凸透鏡的焦距為

10

cm．
（2）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明用該凸透鏡觀察小紅的眼睛，看到小紅的眼睛如圖2所示，要看到如圖2A的情形，物距應(yīng)該滿足的條件是

B

，要看到如圖2B的情形，物距應(yīng)該滿足的條件是

A

．
A．小于10cm    B．大于10cm且小于20cm   C．等于20cm     D．大于20cm
（3）小明將蠟燭、凸透鏡和光屏安裝在光具座上如圖3所示，要使?fàn)T焰的像能成在光屏的中央，應(yīng)將蠟燭向

下

（填“上”或“下”）調(diào)整．
（4）在實(shí)驗(yàn)中已得到清晰的實(shí)像，當(dāng)用黑色硬紙片遮住透鏡的上半部分，則所成的像是

完整

的（填“完整”或“不完整），且亮度變

暗

．
（5）燭焰成虛像時(shí)，人眼應(yīng)該從

光屏

一側(cè)向透鏡方向觀察．（選填“燭焰”、“光屏”）．
（6）小雪小組做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，他們不用蠟燭，而用由幾個(gè)發(fā)光二極管做成“F”字樣的發(fā)光體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（如圖4所示），你認(rèn)為其好處是

可以增加物體的亮度，使成像更清晰

．（寫出一點(diǎn)即可）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)凸透鏡焦點(diǎn)和焦距的定義，判斷凸透鏡的焦距．
（2）根據(jù)凸透鏡成像的三種情況進(jìn)行判斷：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虛像．
（3）根據(jù)過(guò)光心不改變方向，判斷蠟燭的移動(dòng)方向．
（4）物體有無(wú)數(shù)點(diǎn)組成，物體上任一點(diǎn)射向凸透鏡有無(wú)數(shù)條光線，經(jīng)凸透鏡折射后，有無(wú)數(shù)條折射光線會(huì)聚成該點(diǎn)的像．
當(dāng)遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經(jīng)凸透鏡折射會(huì)聚成像．
（5）凸透鏡成虛像時(shí)，物像在凸透鏡的同側(cè)，要從光屏一側(cè)觀察物體的像．
（6）要解決此題，需要分析二極管與燭焰的區(qū)別：二極管比燭焰的亮度更大，并且形狀更特別，在研究時(shí)更容易理解倒立實(shí)像的含義．并且二極管發(fā)光比較環(huán)保安全．
蠟燭在燃燒時(shí)會(huì)消耗而變短，同時(shí)遇到風(fēng)會(huì)晃動(dòng)．

解答：解：（1）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這個(gè)最小最亮的點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距．所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）如圖A，看到倒立、放大的實(shí)像，所以眼睛和凸透鏡之間的距離在一倍焦距和二倍焦距之間，所以物距大于10cm小于20cm．
如圖B，看到正立、放大的虛像，所以眼睛和凸透鏡之間的距離在一倍焦距以內(nèi)，所以物距小于10cm．
（3）根據(jù)過(guò)光心不改變方向，圖中蠟燭的像成在光屏的下方，要使像成在光屏的中央位置，蠟燭向下移動(dòng)．
（4）遮住凸透鏡的上半部，物體上任一點(diǎn)射向凸透鏡的下半部，經(jīng)凸透鏡折射后，照樣能會(huì)聚成像，像的大小不發(fā)生變化，折射光線減少，會(huì)聚成的像變暗．所以像還是完整的．
（5）凸透鏡成虛像時(shí)，物像在凸透鏡的同側(cè)，所以要從光屏一側(cè)觀察物體，才能看到正立、放大的虛像．
（6）發(fā)光二極管比燭焰的亮度更大、更環(huán)保，更容易看出倒立實(shí)像不僅是上下相反、而且是左右相反．
同時(shí)蠟燭燃燒有火焰，不如發(fā)光二極管安全．
火焰在有風(fēng)的時(shí)候會(huì)晃動(dòng)，同時(shí)蠟燭會(huì)越燒越短，而二極管不會(huì)．
因此，優(yōu)點(diǎn)很多，如：可以增加物體的亮度，使成像更清晰；便于觀察凸透鏡成像的性質(zhì)；所成的像不會(huì)晃動(dòng)，更加穩(wěn)定；跟燃燒蠟燭相比，LED發(fā)光體更安全、環(huán)保…．
故答案為：（1）10；（2）B；A；（3）下；（4）完整；（5）光屏；（6）可以增加物體的亮度，使成像更清晰．

點(diǎn)評(píng)：此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律實(shí)驗(yàn)，與以往不同，換用了二極管做光源，在分析時(shí)要注意找到二極管比燭焰優(yōu)越的地方．