Question

17．探究“凸透鏡成像規(guī)律”實驗中：

（1）由于凸透鏡焦距未知，他讓一束平行光正對射向該透鏡，調(diào)節(jié)光屏位置直到在屏上得一個最小最亮的光斑．圖1是調(diào)節(jié)完成的狀態(tài)，由光具座上的刻度尺可以讀出該透鏡焦距f=10.0cm；
（2）如圖2所示小明將蠟燭和光屏固定好后．在只移動透鏡的情況下，他發(fā)現(xiàn)都不能在光屏上成清晰的像．由此，他猜想造成上述現(xiàn)象的原因是蠟燭和光屏之間的距離太小；
（3）通過實驗，小明總結(jié)的三個實驗結(jié)論如下表，其中正確的實驗序號有1、2．

實驗	物距（u）	像的性質(zhì)			像距（v）
序號		實虛	大小	正倒
l	u＞2f	實像	縮小	倒立	f＜v＜2f
2	f＜u＜2f	實像	放大	倒立	v＞2f
3	u＜f	虛像	放大	倒立

此時，若用一張硬紙板遮住凸透鏡的上半部分，則屏上能成完整的燭焰的像（填“能”或“不能”）．
（4）若透鏡位置不變，將蠟燭移到標尺上45cm處，此時小強應站在光屏側(cè)（填“蠟燭”或“光屏”），觀察蠟燭的像．
（5）小明又做了一次實驗，首先在光屏上恰好得到一個清晰的像，然后，小明把自己的近視眼鏡放在蠟燭和凸透鏡之間且靠近凸透鏡的位置，結(jié)果光屏上原來清晰的像變模糊了，若還想在光屏上得到一個清晰的像，應將光屏向遠離凸透鏡的方向移動（選填“遠離”或“靠近”）．
（6）如圖3，蠟燭在光具座上A處向左移動距離s到C，為在光屏上再次成清晰的像，則他應將光屏向左（選填“左”或“右”）移動，光屏移動距離s′＞s．（選填“＞”“=”或“＜”）

Answer 1

分析 （1）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點．焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距．
（2）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律中像距和物距的關(guān)系，當u=2f，成倒立、等大的實像，此時v=2f，此時物體和像之間的距離最小，為4f；
（3）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律進行分析；如果凸透鏡的口徑大，透過的光多，像就亮；口徑小，透過的光少，像就暗．
（4）u＜f，成正立、放大的虛像．
（5）近視鏡是凹透鏡，且凹透鏡對光線有發(fā)散作用，若將凹透鏡放在光屏和蠟燭之間，光線經(jīng)凹透鏡發(fā)散后，成的像會遠離凸透鏡；
（6）判斷出物像之距的變化，得出結(jié)論．

解答 解：（1）讓一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，這點是凸透鏡的焦點，由圖1可知：焦點到光心的距離是25cm-15cm=10cm，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）由圖2可知，蠟燭和光屏之間的距離為35cm，小于4f，由于蠟燭和光屏之間的距離太小，不能在光屏上成像；
（3）當u＞2f時，凸透鏡成倒立縮小的實像，像距處于f和2f之間；當物距處于f和2f之間時，凸透鏡成倒立放大的實像，像距大于2f；當物距小于f時，
凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當將透鏡的上半部分擋住后，整個物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過下半部分凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同，仍然完整，只是變暗；
（4）將蠟燭移到標尺上45cm處，u=50cm-45cm=5cm＜f，成正立、放大的虛像，虛像不能呈現(xiàn)在光屏上，此時小強應站在側(cè)光屏，觀察蠟燭的像；
（5）近視鏡是凹透鏡，且凹透鏡對光線有發(fā)散作用，若將凹透鏡放在光屏和蠟燭之間，像會遠離凸透鏡，所以將光屏向遠離凸透鏡的方向移動，才能使蠟燭的像變清晰；
（6）蠟燭在光具座上A處向左移動距離s到C，物距變大，像距變小，但物體在靠近2f處，所以物像之距變小，因此他應將光屏向左移動，光屏移動距離s′＞s．
故答案為：（1）最小最亮；10.0；（2）蠟燭和光屏之間的距離太��；（3）1、2；能；（4）光屏；（5）遠離；（6）左；＞．

點評 探究“凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，應注意光學元件的放置和調(diào)整，同時要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律，并能夠?qū)��?shù)據(jù)進行規(guī)律性的總結(jié)，會給問題的解決帶來方便．