Question

13．如圖所示是探究凸透鏡成像規律的光具座．有長度規格分別為0.6m、1.2m、1.8m三個光具座．小明用下列器材進行實驗：長度適中的蠟燭一支、光屏一塊．焦距為300mm的凸透鏡．火柴一盒．
（1）為了能探究普遍適用的規律，應選擇長度規格為1.8m的光具座．
（2）在光具座上由左向右依次放置蠟燭、凸透鏡和光屏．調節凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭餡中心大致在同一高度．固定蠟燭和凸透鏡后，小明左右移動光屏，卻始終在光屏上找不到像，可能的原因是：蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上（任寫一個，合理即可）
（3）經過調整后，小明同學左右移動光屏．在光屏上可以找到-個清晰的、縮小的像．此時，像距小于物距（選填“大于”“小于”或“等于”）下列光學器材中，①⑤（填序號）是根據該成像原理制成的．
①照相機   ②投影儀    ③放大鏡   ④電影機   ⑤攝像機   ⑥汽車觀后鏡．
（4）固定凸透鏡，將蠟燭與光屏互換位置，此時光屏上能（選填“能”“不能”或“無法確定”）得到清晰的實像．固定蠟燭和光屏，將透鏡左右移動，最多可以得到3個像．

Answer 1

分析 （1）選用凸透鏡的依據是光具座的標尺刻度范圍，若透鏡的焦距過大，則有可能出現光具座的端點與凸透鏡之間的距離滿足不了物距或者像距大于二倍焦距這個要求，導致不易觀察物體在凸透鏡中的各種物距下的成像情況．若焦距過小，則會出現研究物體在一倍焦距與二倍焦距之間的成像情況時，改變物體位置，容易超過其范圍：超過二倍焦距，或低于一倍焦距；
（2）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；
（3）當物距大于2倍焦距時，凸透鏡成倒立縮小實像，照相機是根據這個原理制成的；
（4）根據光的可逆性，成縮小的像，互換位置后成放大的像，在物距等于2倍焦距時，也可以成像．

解答 解：（1）選擇焦距為30cm的凸透鏡進行實驗，由于物距大于2倍焦距，大于1倍焦距小于2倍焦距，小于焦距時的各種成像的規律；像距大于1倍焦距小于2倍焦距，大于2倍焦距時，物距與像距之和大于或等于4f，故選1.8m的光具座；
（2）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；
（3）照相機、攝像機是根據當物距大于2倍焦距時，像距大于1倍焦距小于2倍焦距，凸透鏡成倒立縮小實像的原理制成的，像距小于物距；
（4）根據光的可逆性，可成放大的、等大的、縮小的像，故最多可成三個像．
故答案為：（1）1.8；（2）蠟燭、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；（3）小于；①⑤；（4）能；3．

點評 此題是探究凸透鏡成像的規律，主要考查了實驗的探究過程及成像規律的應用，常見題目．