Question

小明在實驗室用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗：
（1）實驗裝置如圖所示，如果你是他的合作者，請你幫他指出該裝置中的兩處錯誤：
①

蠟燭、凸透鏡和光屏不在同一高度上

；②

蠟燭、凸透鏡和光屏放置的順序有錯誤

．
（2）錯誤改正后，小明將點燃的蠟燭、凸透鏡固定好，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動光屏，在光屏中心只能看到一個大小不變的圓形光斑，你認(rèn)為可能的原因是

蠟燭放置在凸透鏡焦點的位置上

．
（3）調(diào)整好后，當(dāng)把蠟燭放在距離凸透鏡20cm處，光屏上成倒立、等大的實像，若把蠟燭移到距凸透鏡25cm處，應(yīng)將光屏向

靠近透鏡

（選填“靠近透鏡”或“遠離透鏡”）方向移動，才能在光屏上得到清晰、倒立、

縮小

（填“放大”或“縮小”）的實像，這種成像原理在生活中的應(yīng)用是

照相機

（舉一例即可）．
（4）由于蠟燭燃燒變短，使?fàn)T焰的像成在了光屏中心的上方，要使像仍然成在光屏的中心，如果只調(diào)整凸透鏡，應(yīng)將凸透鏡向

下

（選填“上”或“下”）調(diào)節(jié)．

Answer 1

分析：（1）實驗中，要使?fàn)T焰通過凸透鏡成像，應(yīng)將凸透鏡置于蠟燭和光屏的中央．為使像能成在光屏的中央，應(yīng)使凸透鏡、光屏和燭焰的中心大致在同一高度．
（2）掌握有關(guān)凸透鏡對光線的作用，掌握三條特殊的光線，知道由焦點發(fā)出的光經(jīng)平面鏡后平行于主光軸．
（3）掌握凸透鏡成像及其應(yīng)用．
U＞2f，成倒立、縮小的實像，應(yīng)用于照相機和攝像機．
U=2f，物體成倒立、等大的實像，應(yīng)用于粗測焦距．
2f＞U＞f，成倒立、放大的實像，應(yīng)用于幻燈機和投影儀．
U＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡．
凸透鏡成實像時，物距增大，像距減小．
（4）要解決此題，需要知道凸透鏡成倒立的實像．若燭焰的像成在光屏的上方，說明燭焰的位置太靠下，所以燭焰要相對于凸透鏡向上移動．

解答：解：（1）在凸透鏡成像的實驗中，應(yīng)將凸透鏡放在蠟燭和光屏的中央，而小明將蠟燭放在中間了；光屏的中心沒有與凸透鏡和燭焰的中心在同一高度處，這樣燭焰的像不能成在光屏的中央甚至成不在光屏上．
（2）無論怎樣移動光屏，在光屏中心都只能看到一個大小不變的圓形光斑，這說明光通過凸透鏡后為平行光，所以蠟燭放在了凸透鏡的焦點上．
（3）當(dāng)U=20cm時，物體成等大的像，所以2f=20cm，即f=10cm；
若把蠟燭移到距凸透鏡25cm處，此時物距增大，則像距減小，所以應(yīng)將光屏向靠近透鏡方向移動；
當(dāng)U=25cm＞2f時，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立、縮小的實像，應(yīng)用于照相機和攝像機．
（4）由于凸透鏡成的是倒立的實像，所以由于蠟燭太短而使得像在光屏中心的上方．所以應(yīng)將蠟燭向上調(diào)或?qū)⑼雇哥R向下調(diào)．
故答案為：（1）①蠟燭、凸透鏡和光屏不在同一高度上；②蠟燭、凸透鏡和光屏放置的順序有錯誤．
（2）蠟燭放置在凸透鏡焦點的位置上．
（3）靠近透鏡；縮小；照相機．
（4）下．

點評：此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律，考查了實驗前的準(zhǔn)備工作，在擺放器材時不僅要注意順序，同時要注意調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰的中心在同一高度．