Question

吳洋在“探究凸透鏡成像規律的實驗”中，將蠟燭、凸透鏡、光屏放在光具座上，如圖甲所示，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______作用，該凸透鏡的焦距是______cm．

如圖所示，調節燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度，把凸透鏡固定在50cm處．
（1）將蠟燭放在A點，光屏在B位置上，為了找到清晰的像，應將光屏向______（填“左”或“右”）移動．
（2）依次改變蠟燭的位置，移動光屏，直到找到清晰的像．記錄的數據如下表．

次數	1	2	3	4	5	6
物距（cm）	40	35	30	25	21	15
像距（cm）	13.5	14	15	16.7	21	30

①在1-4次實驗中，所成的像為倒立、______的實像．
②第6‘次的像比第5次的______ （填“大”或“小”）．
（3）將蠟燭放在C點，觀察到燭焰的正立、放大的虛像后，若希望看到更大的虛像，應將蠟燭向______（填“左”或“右”）移動．
（4）調整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時，在凸透鏡另一側前后移動光屏，會在光屏上得到一個倒立、______的實像（填寫像的性質）；______（填光學儀器）就是利用這一成像規律工作的．如果將蠟燭在乙圖的基礎上遠離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向______（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動．
（5）吳洋所在班級照畢業像時，攝影師發現兩旁還有同學沒有進入取景框內，攝影師使照相機遠離同學，同時還應______（選填“增加”、“縮短”或“不改變”）照相機的暗箱長度，才會在取景框內得到清晰滿意的畫面．

Answer 1

解：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10.5厘米．
故答案為：會聚；10.5．
（1）凸透鏡焦距為11厘米，此時物體距離透鏡的距離為50cm，在二倍焦距以外，成倒立、縮小的實像．那么，要得到清晰的像，光屏應當靠近透鏡，在一倍焦距和二倍焦距之間，即向左移動．
故答案為：左．
（2）①在1-4次實驗中，物距分別為：40cm、35cm、30cm、25cm，都大于二倍焦距，根據凸透鏡成像的規律可知，此時的像是倒立縮小的實像；
故答案為：縮小．
②第5次試驗時，物距為二倍焦距，此時所成的像是與物體大小相等的實像；
第6次試驗時，物距在一倍焦距和二倍焦距之間，所成的像是倒立放大的實像，所以第6次的像比第5的像大．
故答案為：大．
（3）將蠟燭放在C點，物距小于焦距，此時所成的像是正立、放大的虛像，若希望看到更大的虛像，則物距增大，虛像越大，所以應將蠟燭向左移動．
故答案為：左．
（4）∵u=16cm，f=10.5cm；
∴f＜u＜2f，
∴凸透鏡成倒立放大的實像，幻燈機就是根據這一原理制成的；
∵凸透鏡成像時：物遠像近，像變小；
∴當物體遠離透鏡時，像將靠近透鏡；
故應將光屏應向靠近透鏡的方向移動．
故答案為：放大；幻燈機；靠近．
（5）攝影師使照相機遠離同學，增大了物距，所以應減小像距才可以在底片上得到清晰的像．所以應該縮短照相機暗箱長度．
故答案為：縮短．
分析：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．
（1）根據當物距大于二倍焦距時，在光屏上成倒立、縮小的實像；像距在一倍焦距和二倍焦距之間，來移動光屏．
（2）①根據當物距大于二倍焦距時，凸透鏡的成像規律可確定像的性質；
②凸透鏡成像規律中，當u=2f時，物距等于像距，成倒立等大的實像，當f＜u＜2f，成倒立放大的實像．
（3）物體放在焦點之內，在凸透鏡同一側成正立放大的虛像，物距越小，像距越小，虛像越小．
（4）根據凸透鏡成像的規律中當f＜u＜2f，成倒立放大的實像，其應用是幻燈機或投影儀；凸透鏡成實像時，“物近像遠像變大，物遠像近像變小”．
（5）要解決此題，需要掌握像距和物距之間的關系，知道像距越大，成的像越小，像距也越小．
點評：此題主要考查了凸透鏡成像的規律，一定熟練掌握成像規律的內容，并能做到靈活應用．同時考查了根據數據得出結論的能力，在分析時，注意各項的大小變化情況，從而找出規律．還考查了成像規律的應用，要搞清像距和物距的關系．