Question

4．小明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，小明將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11.0cm．
（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏以依次放在光具座上，點燃蠟燭后，無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，請你指出其中一條可能的原因燭焰在一倍焦距以內．
（3）調整后，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．投影儀（填光學儀器名稱）就是利用這一成像規律工作的．如果將蠟燭在圖乙的基礎上遠離透鏡，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．
（4）小明在探究圖乙成像時，移動光屏得到了清晰的像，接下來他將凸透鏡換成了一個焦距為8cm的凸透鏡，如果不改變蠟燭和凸透鏡的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏應該向靠近（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動．

Answer 1

分析 （1）通過甲圖所示的現象，結合凸透鏡焦點的定義即可確定該凸透鏡的焦距．
（2）探究凸透鏡成像的實驗時，若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；有可能物體在焦點上，不能成像．
（3）①凸透鏡成像的規律及其應用之一：當2f＞u＞f時，成倒立放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的．
②凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像增大．
（4）首先根據題意“先用焦距為11cm的透鏡甲進行實驗，在屛上得到清晰縮小的實像”可確定物距與焦距的關系，然后再根據凸透鏡成實像時，物遠像小像變小來確定調節光屏的方法．

解答 解：（1）平行光線經過凸透鏡后會聚于一點，這一點就是焦點．焦點到光心的距離是焦距，根據圖示中光屏在刻度尺上的位置，可以讀出該凸透鏡的焦距是11.0厘米．
故答案為：會聚；11.0．
（2）無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．也可能是燭焰凸透鏡光屏三者中心嚴重不在同一高度
故答案為：燭焰在一倍焦距以內．
（3）①把燭焰放在距凸透鏡16cm處時，即2f＞u＞f時，由凸透鏡成像規律可知，成倒立放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的．
②凸透鏡成實像時，蠟燭遠離透鏡一段距離，物距增大，像距減小，所以光屏要靠近凸透鏡．
故答案為：放大；投影儀；靠近
（4）由“先用焦距為10cm的透鏡甲進行實驗，在屛上得到清晰縮小的實像”可知，此時u＞2f；當改用焦距為8cm的透鏡乙繼續實驗，不改變發光體和凸透鏡的位置，則相當于增大了物距，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏將靠近透鏡移動，像變小．
故答案為：（1）會聚；11.0；（2）燭焰在一倍焦距以內；（3）放大；投影儀；靠近；（4）靠近．

點評 關于凸透鏡成像的規律中，共涉及四個方面的內容：①物距與焦距的關系；②成像的性質；③像距與焦距的關系；④具體的應用．一般情況下，只要告訴其中的一條，就可以確定另外三方面的內容．