Question

5．某同學利用如圖所示裝置來研究凸透鏡成像．

（1）實驗時，應調整燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，目的是使像成在光屏中央；
（2）如圖1所示，當凸透鏡位于光具座上A處時，恰好在光屏上成清晰的像，成的是倒立 （選填：“正立”或“倒立”）的像．若將燭焰遮去一半，光屏上的像與原來相比原來一半（選填：“原來一半”或“仍完整”）．蠟燭燃燒一段時間后，燭焰的像將位于光屏中心的上方（選填：“上”、“下”、“左”或“右”）；
（3）在保持（2）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標出）．光屏上再次成清晰的像，成的是縮小  （選填“放大”、“縮小”或“等大”）的像；
（4）在上述探究括動中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L₀，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L，如圖2所示．則該透鏡焦距f＜ L（選填：“＞”、“＜”或“=”）．透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離s=L₀-2L．（用L₀、L表示）．

Answer 1

分析 （1）要使像成在光屏中央，應該調節三者中心在同一高度；
（2）當物距小于像距成實像時，應成倒立放大的實像；根據通過光心的光線方向不改變，確定光屏的移動方向；
（3）當物距大于像距成實像時，應該成倒立縮小實像；
（4）對比（2）（3）成像條件，結合燭焰和光屏之間距離不變，分析解答．

解答 解：（1）實驗前，應調整燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，目的是將像呈現在光屏中央；
（2）如圖1所示，當凸透鏡位于光具座上A處時，恰好在光屏上成清晰的像，由圖可知此時物距小于像距，即物距在一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立放大實像；
若將燭焰遮去一半，則只有沒有遮擋的一半燭焰去成像，故光屏上的像與原來相比是原來一半．
則燭焰的像將向上移動；
若蠟燭燃燒一段時間后，蠟燭整體下降，由于通過光心的光線方向不改變，燭焰的像將位于光屏中心的上方；
（3）在保持（2）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標出），相當于增大物距，減小像距，當光屏上再次成清晰的像時，此時應該物距大于二倍焦距，則所成像應該為倒立縮小的實像；
（4）在上述探究活動中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L₀，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L，成倒立放大實像條件是f＜U＜2f，如圖2所示，則該透鏡焦距f＜L；當凸透鏡移至B位置時，因為在光屛上出現清晰的像，根據光的可逆性原理，可以假設蠟燭在光屛位置時，像應成在原蠟燭位置，因此，光屏到透鏡位置B的距離應為L，故透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離s=L₀-2L；
故答案為：
（1）同一高度；使像成在光屏中央；（2）倒立、原來一半、上；（3）縮��；（4）＜；L₀-2L．

點評 此題主要考查學生對于凸透鏡成像規律的理解和掌握，熟記成像條件，靈活運用是解決實際問題的關鍵．