Question

5．在利用光具座進(jìn)行凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)探究中：

（1）如圖1甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑．由圖1可知，凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用，該凸透鏡的焦距是11.0cm．
（2）實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰的中心大致在同一高度，目的是使像能清晰的成在光屏中央．
（3）調(diào)整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)（如圖1乙），在凸透鏡另一側(cè)前后移動(dòng)光屏，會(huì)在光屏上得到一個(gè)倒立、放大的實(shí)像（填寫(xiě)像的性質(zhì)）；電影放映機(jī)就是利用這一成像規(guī)律工作的．電影放映機(jī)正常放映時(shí)，有關(guān)放映燈泡、放映機(jī)鏡頭 （凸透鏡）、電影膠片、反光鏡（凸面鏡或凹面鏡）的種類(lèi)及其相對(duì)位置關(guān)系，提出了如圖2所示的幾各種猜想：其中可能正確的是A
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有一只飛蛾趴在凸透鏡上，則光屏上的像將變暗（題“變亮”、“變暗”、“不變”），如透過(guò)凸透鏡，將會(huì)看到小蟲(chóng)的虛（“實(shí)”或“虛”）像．
（5）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，蠟燭變短了，要使?fàn)T焰的像仍然成在光屏的中心，應(yīng)該將光屏向上移動(dòng)（填“上或下”）．
（6）將蠟燭置于凸透鏡一倍焦距處，結(jié)果光屏上仍能觀察到燭焰放大的像，這是因?yàn)橄灎T不夠直，燭焰處在大于一倍焦距的位置
（7）在實(shí)驗(yàn)探究中，同學(xué)小亮提出這樣一個(gè)問(wèn)題：如果不改變物距，改變凸透鏡的焦距，光屏上的成像會(huì)不會(huì)受影響？
于是探究小組不改變各元件的位置，換了另一塊焦距5cm凸透鏡，此時(shí)在光屏上燭焰的像不（“依然”或“不”）清晰，說(shuō)明凸透鏡成像與焦距有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)甲圖所示的現(xiàn)象，結(jié)合凸透鏡焦點(diǎn)的定義即可確定該凸透鏡的焦距．
（2）實(shí)驗(yàn)中為使像能成在光屏的中央，應(yīng)使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一水平直線上；
（3）凸透鏡成像的規(guī)律及其應(yīng)用之一：當(dāng)2f＞u＞f時(shí)，成倒立放大的實(shí)像；
根據(jù)凹面鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用和凸面鏡對(duì)光線有發(fā)散作用來(lái)分析各個(gè)選項(xiàng)；
（4）當(dāng)將凸透鏡的部分遮住時(shí)，凸透鏡成的像將比原來(lái)變暗；
（5）根據(jù)光線過(guò)光心不改變方向．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中蠟燭變短，要使?fàn)T焰的像還呈現(xiàn)在光屏的中央位置，可以使?fàn)T焰向上移動(dòng)；也可以使凸透鏡向下移動(dòng)；也可以使光屏向上移動(dòng)；
（6）若蠟燭不是直的，燭焰到凸透鏡距離可能大于一倍焦距，由此分析；
（7）根據(jù)物距的變化分析判斷成像情況．

解答 解：
（1）由圖可知，凸透鏡對(duì)光線具有會(huì)聚作用；
平行光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是焦點(diǎn)；焦點(diǎn)到光心的距離是焦距，根據(jù)圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距為f=41.0cm-30.0cm=11.0cm；
（2）實(shí)驗(yàn)中為使像能成在光屏的中央，應(yīng)使光具座上的燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度；
（3）把燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)，即u=16cm，已知f=11cm；則f＜u＜2f，由凸透鏡成像規(guī)律可知，凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像；
由于放映機(jī)成像時(shí)，成的是倒立、放大的實(shí)像，而要讓像（即膠片）更亮一些，需要用到凹面鏡聚光，而C、D中面鏡為凸面鏡，故C、D錯(cuò)誤；燈泡放在膠片的左側(cè)，以使得膠片更亮，故A是正確的，B錯(cuò)誤；
（4）有一飛蛾趴在凸透鏡上，則透過(guò)凸透鏡的光線減少，光屏上的像將變暗；
飛蛾在凸透鏡上時(shí)，物距小于焦距，如透過(guò)凸透鏡，將會(huì)看到小蟲(chóng)的虛像；
（5）根據(jù)光線過(guò)光心不改變方向可知，蠟燭變短了，像成在光屏的上方，要使像成在光屏的中央位置，光屏應(yīng)向上移動(dòng)；
（6）將蠟燭置于凸透鏡一倍焦距處，如果蠟燭不夠直，那么燭焰就有可能處在大于一倍焦距的位置，故能成放大的實(shí)像；
（7）物距等于16cm，成倒立、放大的實(shí)像，此時(shí)像距應(yīng)大于兩倍焦距22cm；
若換用焦距5cm凸透鏡，物距大于兩倍焦距，則會(huì)成一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，像距應(yīng)在一倍和兩焦距之間，即應(yīng)在5cm～10cm，那么在光屏不能成清晰的像．這說(shuō)明凸透鏡成像與凸透鏡的焦距有關(guān)．
故答案為：（1）會(huì)聚；11.0；（2）同一高度；（3）放大；A；（4）變暗；虛；（5）上；（6）蠟燭不夠直，燭焰處在大于一倍焦距的位置；（7）不；焦距．

點(diǎn)評(píng) 本題是凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)，考查了凸透鏡對(duì)光線作用、焦距的理解，實(shí)驗(yàn)的操作、成像規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解等，考查知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，平時(shí)要加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，感受實(shí)驗(yàn)的過(guò)程．