Question

1．小軍和小民班的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，用圖1所示的裝置“探究凸透鏡成像的規(guī)律”．凸透鏡的焦距為10cm．

（1）開(kāi)始時(shí)，小軍和小敏先用眼睛來(lái)觀察一下凸透鏡成像的各種情況，于是，他們先把凸透鏡固定在光具座上10cm處，小軍負(fù)責(zé)將蠟燭從透鏡一側(cè)50cm處逐漸向透鏡靠近，小明從另一側(cè)透過(guò)透鏡觀察燭焰，并按觀察到的像的大小進(jìn)行編號(hào)，然后整理記錄觀察到的幾個(gè)像的情況入圖2所示．小軍想知道觀察到的各個(gè)像的先后順序，小民有些已記不清楚．請(qǐng)你幫他列出來(lái)：1、2、3、5、6、4．
（2）觀察完畢，小軍和小民進(jìn)入深入的研究．他們按照?qǐng)D甲所示安裝各種器材后，點(diǎn)燃蠟燭，不斷改變蠟燭和光屏的位置，但無(wú)論如何沿光具座移動(dòng)蠟燭和光屏，在光屏上始終找不到燭焰的像．出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是蠟燭的焰心、透鏡的光心、光屏的中心沒(méi)有在同一高度上．
（3）調(diào)整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)（如圖3），在凸透鏡另一側(cè)前后移動(dòng)光屏，會(huì)在光屏上得到一個(gè)倒立、放大的實(shí)像（填寫(xiě)像的性質(zhì)）；投影儀 （填光學(xué)儀器）就是利用這一成像規(guī)律工作的．如果將蠟燭在圖3的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向靠近 （選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．
①物距小于焦距成正立放大虛像．應(yīng)用是放大鏡．
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大實(shí)像，像距大于二倍焦距．應(yīng)用是投影儀或幻燈機(jī)．
③物距等于二倍焦距成倒立等大實(shí)像，像距等于二倍焦距．
④物距大于二倍焦距成倒立縮小實(shí)像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距．應(yīng)用是照相機(jī)．
其凸透鏡在成實(shí)像時(shí)，物距變小，像距變大，像變大；
凸透鏡成虛像時(shí)，物體距離凸透鏡越遠(yuǎn)，像越大；
（2）當(dāng)物體處于一倍焦距之內(nèi)時(shí)，成的是一個(gè)正立、放大的虛像，而虛像不能在光屏上呈現(xiàn)；當(dāng)物體位于焦點(diǎn)上時(shí)，不成像；若是蠟燭的焰心、透鏡的光心、光屏的中心沒(méi)有在同一高度上，光屏上也是不能成像的．
（3）根據(jù)物體在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間的成像性質(zhì)進(jìn)行判斷．
凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小，像變小．

解答 解：（1）先把凸透鏡固定在光具座上10cm處，小軍負(fù)責(zé)將蠟燭從透鏡一側(cè)50cm處逐漸向透鏡靠近，即物體原來(lái)處于2倍焦距以外，在它從2倍焦距以外向焦點(diǎn)處移動(dòng)時(shí)，物距逐漸變小，故像距變大，像變大，且一定成一個(gè)倒立的像，故依次是1、2、3、5；
當(dāng)蠟燭在焦點(diǎn)時(shí)，不成像，在焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，能看到一個(gè)正立、放大的虛像，且“凸透鏡成虛像時(shí)，物體距離凸透鏡越遠(yuǎn)，像越大”，故6圖的像比4圖的像更大，故6距離凸透鏡更遠(yuǎn)，所以其距離關(guān)系是6、4；
故完整的排列關(guān)系是：1、2、3、5、6、4．
（2）小明無(wú)論如何移動(dòng)光屏，都找不到像，分析上圖可看成，其可能是由于蠟燭的焰心、透鏡的光心、光屏的中心沒(méi)有在同一高度上造成的．
（3）凸透鏡的焦距是11.0cm，燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)，物體在凸透鏡的一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立放大的實(shí)像．
幻燈機(jī)和投影儀就是利用這一成像規(guī)律工作的．
將蠟燭在乙圖的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)離透鏡，物距增大，像距要減小，所以光屏靠近凸透鏡，才能在光屏上得到清晰的像．
故答案為：（1）1、2、3、5、6、4；（2）蠟燭的焰心、透鏡的光心、光屏的中心沒(méi)有在同一高度上；（3）放大；投影儀；靠近．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，知道并理解凸透鏡的成像規(guī)律，并能從實(shí)驗(yàn)結(jié)論普遍性的角度分析即可順利解決．