Question

4．利用光具座探究凸透鏡成像的規(guī)律．
（1）將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度．
（2）如圖所示，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，由圖可知，該凸透鏡的焦距是10.00cm（要求有估讀數(shù)字）．
（3）實驗過程中，當把燭焰放在距凸透鏡16cm處時，在凸透鏡另一側(cè)移動光屏，光屏上得到了一個倒立、縮小的實像，此規(guī)律的應(yīng)用是照相機（舉一例）．
（4）若用一個圓形黑紙（直徑比凸透鏡小一些）貼在凸透鏡中心，光屏上能否得到完整的像？能．
（5）當把燭焰放在距凸透鏡5cm處時，能否在光屏上成像不能，原因是當u＜f時，成正立放大的虛像，像物在透鏡的同側(cè)，此時應(yīng)該在光屏（選填“蠟燭”或“光屏”）一側(cè)透過凸透鏡觀察像．
（6）老師要求她在凸透鏡不動的情況下，在光屏上得到一個更大的實像，應(yīng)當把蠟燭靠近（填“靠近”、或“遠離”）凸透鏡，同時把光屏遠離（填“靠近”或“遠離”）凸透鏡．
（7）由于蠟燭燃燒變短，使燭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)將凸透鏡向下調(diào)．
（8）為了做進一步的探究，凸透鏡和燭焰的位置保持不變，將一個眼鏡放在透鏡與燭焰之間，調(diào)節(jié)光屏遠離凸透鏡得到了清晰的像，則此眼鏡可以用來矯正近視眼．
（9）拿走眼鏡，調(diào)節(jié)光屏重新得到清晰的像，保持凸透鏡和燭焰的位置不變，換用焦距為5cm凸透鏡進行實驗，為了在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)靠近（填“靠近”或“遠離”）凸透鏡．

Answer 1

分析 （1）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心；
（2）通過圖中所示的現(xiàn)象，結(jié)合凸透鏡焦點的定義即可確定該凸透鏡的焦距；對刻度尺讀數(shù)時，估讀到分度值的下一位；
（3）掌握凸透鏡成像的規(guī)律及其應(yīng)用．u＞2f，成倒立、縮小的實像；
（4）若將凸透鏡的一部分遮住，由于通過凸透鏡的光線減少，則凸透鏡仍能成完整的像，只是像比原來變暗；
（5）當把燭焰放在距凸透鏡5cm處時，即u=5cm＜f時，像物在透鏡的同側(cè)，成正立放大的虛像，光屏上不能接收到像；
（6）掌握凸透鏡成實像的規(guī)律，并知道物距越大，像距越小，所成的像越小；物距變小，則像距要變大，所成的像越大；
（7）凸透鏡成實像時，不僅上下顛倒，而且左右也顛倒，所以蠟燭燃燒變短時，所成的像移到了光屏中心的上方；要使像仍然成在光屏的中心，如果只調(diào)整凸透鏡，應(yīng)將凸透鏡向下調(diào)；
（8）凹透鏡對光線有發(fā)散作用，發(fā)散作用使原來會聚成像的光線推遲會聚；
（9）凸透鏡的焦距越短，對光線的偏折本領(lǐng)越強，它會使原來會聚成像的光線提前會聚．

解答 解：
（1）首先要在光具座上由左向右依次放置蠟燭、凸透鏡和光屏．然后調(diào)整它們的高度，使它們的中心大致在同一高度上，這樣蠟燭的像才能成在光屏的中心；
（2）由圖知，光屏上出現(xiàn)一個最小最亮的光斑即為凸透鏡的焦點處，焦點到凸透鏡的距離為40.00cm-30.00cm=10.00cm，則凸透鏡的焦距是10.00cm；
（3）當把燭焰放在距凸透鏡16cm處時，物距u=40.00cm-16.00cm=24.00cm＞2f，成倒立、縮小的實像．照相機就是根據(jù)這一規(guī)律來應(yīng)用的；
（4）若將凸透鏡的一部分遮住，則凸透鏡仍能成完整的像，此時像會比原來變暗；
（5）當把燭焰放在距凸透鏡5cm處時，即u=5cm＜f時，像物在透鏡的同側(cè)，成正立放大的虛像，光屏上不能接收到像；這樣眼睛在光屏一側(cè)，透過凸透鏡可看到燭焰正立放大的虛像；
（6）要使所成的實像更大，應(yīng)減小物距，所以使蠟燭向靠近透鏡方向移動．物距減小，則像距要變大，所以光屏要遠離透鏡的方向移動；
（7）因為凸透鏡成實像時，不僅上下顛倒，而且左右也顛倒，所以蠟燭燃燒變短時，所成的像移到了光屏中心的上方；要使像仍然成在光屏的中心，如果只調(diào)整凸透鏡，應(yīng)將凸透鏡向下調(diào)；
（8）當凸透鏡和燭焰的位置保持不變，將一個眼鏡放在透鏡與燭焰之間，調(diào)節(jié)光屏遠離凸透鏡得到了清晰的像，由此可知，發(fā)散作用是使原來會聚成像的光線推遲會聚，所以這個眼鏡是凹透鏡，用它可以矯正近視眼；
（9）拿走眼鏡，調(diào)節(jié)光屏重新得到清晰的像，保持凸透鏡和燭焰的位置不變，換用焦距為5cm凸透鏡進行實驗，由于此時凸透鏡的焦距更短，對光線的偏折本領(lǐng)更強，它會使原來會聚成像的光線提前會聚，所以為了使所成的像清晰的呈現(xiàn)在光屏上，應(yīng)將光屏靠近凸透鏡．
故答案為：
（1）同一高度；（2）10.00；（2）縮小；照相機；（4）能；（5）當u＜f時，成正立放大的虛像，像物在透鏡的同側(cè)；不能；光屛；（6）靠近；遠離；（7）上；下；（8）近視；（9）靠近．

點評 此題考查焦距的確定，難度不大，正確讀出刻度尺上的示數(shù)是關(guān)鍵；同時考查凸透鏡成像的規(guī)律和應(yīng)用．掌握凸透鏡成像的特點與物距、像距的關(guān)系是非常重要的；同時注意在此實驗中凸透鏡被遮住部分，仍能成完整的像，只是像比原來變暗；本題還考查了近視眼的成因和矯正方法，本題與學(xué)生的實際生活聯(lián)系密切，能夠體現(xiàn)從物理走向生活的理念．