Question

9．小明要探究“凸透鏡成像規(guī)律”．選擇的器材有凸透鏡、蠟燭、光屏、光具座、火柴．

（1）小明先將凸透鏡正對著太陽光，調(diào)整凸透鏡和白紙間的距離，直到太陽光在白紙上會聚成一個最小、最亮的點，如圖1所示，這一操作的目的是測量凸透鏡的焦距；
（2）將凸透鏡、蠟燭和光屏放在光具座上進(jìn)行實驗時，某同學(xué)點燃蠟燭，沿光具座移動光屏，發(fā)現(xiàn)光屏上的像不完整（如圖2所示），若調(diào)整凸透鏡，接下來的操作是將凸透鏡向下調(diào)整．
（3）問題解決后，小明經(jīng)過規(guī)范操作，測量準(zhǔn)確，實驗記錄如表：

序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30.00	10.91	a
2	16.00	16.00	倒立，等大，實像
3	12.00	24.00	b
4	6.00	/	正立、放大、虛像

表格中有幾項內(nèi)容漏寫了，請你幫助填補：a倒立，縮小，實像；b倒立，放大，實像；在第4次實驗時，為了觀察到此時的像，眼睛和蠟燭應(yīng)該在凸透鏡的異（“同”或“異”）側(cè)．
（4）完成實驗后，小明又拿一個近視眼鏡放在蠟燭和透鏡之間并調(diào)節(jié)光屏，使光屏上出現(xiàn)燭焰清晰的像（如圖3所示），那么在拿走近視眼鏡后，應(yīng)該向靠近透鏡方向移動光屏（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”），可再次得到清晰的像；
（5）小明將光源“F”放在距凸透鏡在15cm處，其大小如圖4所示，凸透鏡固定在光具座上．如果用遮光罩將凸透鏡的上半部分罩住，則光屏上所成的像為C．

Answer 1

分析 （1）平行于凸透鏡主光軸的光線會聚于一點，此點為凸透鏡的焦點．由焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距，粗略測量薄透鏡的焦距時，可以測出從焦點到凸透鏡的距離即可；
（2）物體經(jīng)過凸透鏡成的是倒立的實像，若物體向下移動，則像向上移動；
（3）當(dāng)物體在二倍焦距以外時，通過凸透鏡成倒立、縮小的實像，實像在一倍焦距和二倍焦距之間；當(dāng)物體在二倍焦距點時，通過凸透鏡成倒立、等大的實像，像距等于物距；當(dāng)物體在一倍焦距與二倍焦距之間時，通過凸透鏡成倒立、放大的實像，實像在二倍焦距以外．
虛像與物體在凸透鏡的同側(cè)，應(yīng)在另一側(cè)透過凸透鏡觀察像；
（4）近視眼鏡是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，發(fā)散作用是使原來會聚成像的光線錯后會聚．
（5）凸透鏡成像時，像與物上下左右是互換的．

解答 解：
（1）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗中，需要知道凸透鏡的焦距．
太陽光在白紙上會聚成的最小、最亮的點，是凸透鏡的焦點．測出焦點到凸透鏡的距離，便為凸透鏡的焦距．所以這樣做是為了測量焦距；
（2）由圖知，燭焰的像比較靠上，由于凸透鏡成倒立的實像，此時應(yīng)將燭焰相對于凸透鏡向上移動，若移動凸透鏡，應(yīng)使其向下移動；
（3）由實驗數(shù)據(jù)知：當(dāng)u=v=16cm時，物體通過凸透鏡成倒立等大的實像，此時物體位于二倍焦距處，所以凸透鏡的焦距為f=$\frac{1}{2}$u=$\frac{1}{2}$×16cm=8cm；
已知f=8cm，當(dāng)u=30cm＞2f時，成倒立、縮小的實像；
已知f=8cm，當(dāng)2f＞u=12cm＞8cm時，成倒立放大的實像；
成虛像時，像和物體在凸透鏡的同側(cè)，所以此時眼睛和蠟燭應(yīng)該在凸透鏡的異側(cè)；
（4）近視眼鏡是凹透鏡，戴上近視眼鏡像成在視網(wǎng)膜上，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，取下凹透鏡，光線會聚點向前移動．使光屏上重新得到清晰像，光屏靠近凸透鏡．
（5）光源“F”放在15cm處，物距處于一倍和二倍焦距之間，成倒立放大的實像，用手捂住凸透鏡的一部分，只能影響像的亮暗，不影響像的性質(zhì)，在凸透鏡成像時，像與物上下左右是互換的，所以若從光屏的左邊來看的情況下，應(yīng)是D圖，若從最右邊看光屏背面上所成的像是C．
故答案為：（1）測量凸透鏡的焦距；（2）將凸透鏡向下調(diào)整；（3）倒立，縮小，實像；倒立，放大，實像；異；（4）靠近；（5）C．

點評 本題是探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗，考查了成像規(guī)律及實驗中的有關(guān)問題及解決方法，在掌握基本知識的同時，應(yīng)學(xué)習(xí)靈活運用．