Question

13．在利用光具座進行凸透鏡成像的實驗探究中：

（1）如圖甲所示，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑．由圖可知，凸透鏡對光線具有會聚作用，該凸透鏡的焦距是11cm．
（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，具體放置要求是讓它們處于同一高度，這樣做的目的是使得像成在光屏的中央．
（3）把燭焰放在距凸透鏡16cm處時（如圖乙），在凸透鏡另一側前后移動光屏，會在光屏上得到一個倒立、放大 的實像（填寫像的性質）；投影儀 （填光學儀器）就是利用這一成像規(guī)律工作的．
（4）如果將蠟燭在乙圖的基礎上遠離透鏡，若仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向靠近（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動，同時像會變�。ㄗ兇�/變小）．
（5）實驗還發(fā)現，隨著蠟燭燃燒變短，光屏上的像會上移（上移/下移/不動），將透鏡下移（上移/下移）可以使像回到原來位置，若用黑紙遮住透鏡的下半部分，則光屏上的像和原來相比，變化是性質不變，亮度變暗．
（6）在焰燭、透鏡、光屏三者中心在同一高度的情況下，若固定蠟燭與透鏡，無論怎么移動光屏，屏上不出現清晰像，原因可能是物距小于焦距；若固定透鏡與光屏，無論怎么移動蠟燭，屏上不出現清晰像，原因可能是光屏到透鏡的距離小于焦距．

Answer 1

分析 （1）根據凸透鏡的焦點和焦距的定義進行判斷．
（2）燭焰、凸透鏡、光屏三者中心大致在同一高度，是為了使像成在光屏的中央，便于觀察像的性質；
（3）凸透鏡成像的三種情況及其應用：
u＞2f，成倒立、縮小的實像，照相機利用了此原理．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，應用與投影儀或幻燈機．
u＜f，成正立、放大的虛像．應用與放大鏡．
（4）凸透鏡成實像時，物近像遠像變大；
（5）實驗還發(fā)現，隨著蠟燭燃燒變短，光屏上的像會上移，將透鏡下移可以使像回到原來位置；
物體有無數點組成，物體上任一點射向凸透鏡有無數條光線，經凸透鏡折射后，有無數條折射光線會聚成該點的像；當遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經凸透鏡折射會聚成像，像的大小不變，像變暗．
（6）從實際角度考慮物距、焦距關系，蠟燭和光屏的距離關系等即可得出原因．

解答 解：（1）光平行于主光軸，經凸透鏡折射后會聚在主光軸上最小、最亮的點，這點是凸透鏡的焦點，焦點和凸透鏡光心的距離是凸透鏡的焦距，所以說明凸透鏡對光線有會聚作用，且凸透鏡的焦距是11cm．
（2）實驗前，應調節(jié)它們的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏三者中心大致在同一高度，是為了使像成在光屏的中央；
（3）把燭焰放在距凸透鏡16cm處時，即此時物體處于1倍焦距和2倍焦距之間，所以在凸透鏡另一側前后移動光屏，會在光屏上得到一個倒立、放大 的實像；投影儀就是利用這一成像規(guī)律工作的；
（4）如果將蠟燭在乙圖的基礎上遠離透鏡，即此時的物距變大，所以像距變小，即光屏應向靠近透鏡的方向移動，同時像會變�。�
（5）實驗還發(fā)現，隨著蠟燭燃燒變短，光屏上的像會上移，將透鏡下移可以使像回到原來位置；
遮住凸透鏡的下半部，物體上任一點射向凸透鏡的上半部，經凸透鏡折射后，照樣能會聚成像，像的大小不發(fā)生變化，折射光線減少，會聚成的像變暗．
（6）在燭焰、透鏡、光屏三者中心在同一高度的情況下，若固定蠟燭與透鏡，無論怎樣移動光屏，光屏上不出現清晰像，原因可能是蠟燭放在了焦點以內，此時的物距小于焦距，成的是正立、放大的虛像，光屏無法接收虛像；若固定透鏡和光屏，無論怎么移動蠟燭，光屏不出現清晰像，原因可能是光屏在1倍焦距以內造成的（成實像時光屏應在一倍焦距以外才能接收到像）．
故答案為：（1）會聚；11；（2）讓它們處于同一高度；使得像成在光屏的中央；（3）放大；投影儀；（4）靠近；變��；（5）上移；下移；性質不變，亮度變暗；（6）物距小于焦距；光屏到透鏡的距離小于焦距．

點評 （1）凸透鏡成像是三種情況和應用，以及凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大．這兩個知識點在凸透鏡成像習題中出現的頻率很高，要熟練掌握．
（2）凸透鏡成實像時，無論遮住凸透鏡的上部、下部、中間，都不能改變像的大小，但是像變暗，凸透鏡遮住的越多，像越暗．