Question

在“探究凸透鏡成像的規律”的實驗中．

（1）如圖1，要使像能夠成在光屏的中央，應將光屏向

下

調，使它的中心和燭焰、

凸透鏡

的中心在

同一高度

上；
（2）實驗過程中，當燭焰距凸透鏡20cm時，移動光屏至某一位置，在光屏上得到一等大清晰的像，則該凸透鏡的焦距是

10

cm；
（3）接著使燭焰向左移動5cm，此時應該將光屏向

左

移到某一位置（選填“左”或“右”），才能在屏上得到

倒立

、

縮小

、

實

像．
（4）如果將透鏡的下半部分遮住，光屏上的像將會

變暗

．
（5）從蠟燭到凸透鏡距離等于2倍焦距處開始，向焦點方向移動蠟燭，在這過程中，像到透鏡的距離

增大

 （填“增大”“減小”“不變”）．
（6）如果他在實驗時，無論怎樣移動光屏都找不到清晰的像，可能的原因是

物體距透鏡的距離小于一倍焦距

．
（7）小華看到裝滿清水的透明玻璃酒杯很像一個凸透鏡（如圖2），就想探究它是否具有凸透鏡的特點．請你幫他想出一個驗證的方法．

Answer 1

分析：（1）為使像能完整成在光屏的中心，必須使燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度上．
（2）u=2f，成倒立、等大的實像；
（3）u＞2f，成倒立、縮小的實像；
（4）凸透鏡成像屬于光的折射現象，物體發出的光線經凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側的光屏上，形成物體的實像；
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．
（5）凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像增大．
（6）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會成在光屏上的；②成實像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實像，但光屏上顯示不出來；③不成像，當物體位于焦點上，即u=f時，此時不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像．
（7）如果裝滿清水的透明玻璃酒杯能做放大鏡使用，裝滿清水的透明玻璃酒杯具有凸透鏡的性質．

解答：解：（1）如圖光屏位置偏上，因此要使像能夠成在光屏的中央，應將光屏向下調，使它的中心和燭焰、凸透鏡的中心在同一高度上；
（2）已知光屏上得到一等大清晰的像，所以蠟燭一定是在2倍焦距處，即2f=20cm，f=10cm；
（3）使燭焰向左移動5cm后，此時u=25cm，即u＞2f，成倒立、縮小的實像，此時像距f＜v＜2f，因此需要將光屏左移；
（4）凸透鏡成實像時，所有透過透鏡的光會聚到光屏上成像，當將透鏡的下半部分擋住后，整個物體發出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過上半部分凸透鏡而會聚成像，因此，像與原來相同；由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了一半，故亮度會減弱．
（5）從蠟燭到凸透鏡距離等于2倍焦距處開始，向焦點方向移動蠟燭，此時物距減小，則像距增大，即像到透鏡的距離增大，像變大．
（6）物體此時距透鏡的距離有可能恰好為一倍焦距，此時物體不成像．所以光屏上沒有清晰的像．
物體此時距透鏡的距離有可能小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像，由于虛像不是由實際光線會聚而成，所以光屏上也不會有清晰的像．
物體此時的距離即使大于一倍焦距，成實像，若蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上，此時光屏上也不會有清晰的像．故有以下三種可能：
①物體距透鏡的距離為一倍焦距，物體不成像；
②物體距透鏡的距離小于一倍焦距，物體成的是正立放大的虛像；
③蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；
（7）如果裝滿清水的透明玻璃酒杯具有凸透鏡的性質，物體放在裝滿清水的透明玻璃酒杯的一倍焦距以內，一定能起放大的作用．把手放在裝滿清水的透明玻璃酒杯的后面，從前面看手是否是放大的，如果是放大的，則裝滿清水的透明玻璃酒杯具有凸透鏡的性質．
故答案為：（1）下；凸透鏡；同一高度；（2）10；（3）左；倒立；縮小；實；（4）變暗；
（5）增大；（6）物體距透鏡的距離小于一倍焦距；（7）把手放在裝滿清水的透明玻璃酒杯的后面，從前面看手是否是放大的，如果是放大的，則裝滿清水的透明玻璃酒杯具有凸透鏡的性質．

點評：凸透鏡成像的幾種情況和凸透鏡成實像的實驗結論是解決凸透鏡成像習題的基礎內容，一定要熟練掌握．