Question

19．在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）曉紅在早上9：00利用太陽光進(jìn)行觀察某凸透鏡焦點(diǎn)的活動．她將這個凸透鏡與水平地面平行放置，調(diào)節(jié)凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現(xiàn)一個最小的亮點(diǎn)，她認(rèn)為此點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)．你認(rèn)為該活動過程存在的問題是：凸透鏡沒有正對太陽光放置；
（2）實(shí)驗(yàn)前，必須將燭焰、光屏的中心和凸透鏡的光心調(diào)整到同一高度上；
（3）如圖所示，燭焰能在光屏上形成清晰的像，此像是倒立、放大的實(shí)像．如果此時撤去光屏，人眼在圖示位置能（填“能”或“不能”）直接看到燭焰的像；
（4）在圖中，保持凸透鏡的位置不變，如果蠟燭向左移動，為了在光屏上得到一個清晰的像，光屏應(yīng)該向左（填“左”或“右”）移動；
（5）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(shù)據(jù)如表所示：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6
物距（cm）	80	60	30	20	15	10
像距（cm）	11.5	12	15	20	30	40

通過觀察數(shù)據(jù)，可知第6次數(shù)據(jù)是編造的；
（6）曉紅同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，中指的指尖觸摸到凸透鏡的一小部分．在光屏上沒有（填“有”或“沒有”） 曉紅同學(xué)指尖清晰的像．

Answer 1

分析 （1）平行于主光軸的光線會聚于一點(diǎn)，此點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn)．由焦點(diǎn)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(diǎn)到凸透鏡的距離即可．
（2）做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)應(yīng)在光具座上依次放置蠟燭，凸透鏡，光屏，凸透鏡必須位于蠟燭和光屏之間．使它們的中心大致在同一高度上，目的是成像在光屏的中心．
（3）當(dāng)物距小于像距時，成倒立、放大的實(shí)像；
（4）凸透鏡成實(shí)像時，物距變大像距變小，像變�。�
（5）據(jù)圖可知物距是20cm，即處于1倍焦距和2倍焦距之間，所以可得焦距的范圍，進(jìn)而分析即可判斷；
（6）凸透鏡成像是由于光的折射現(xiàn)象，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會聚在凸透鏡另一側(cè)的光屏上，形成物體的實(shí)像；凸透鏡透過的光多，像就亮，反之就暗；指尖觸摸到了凸透鏡，會影響到凸透鏡會聚的光線數(shù)量，同時指尖已經(jīng)觸摸到了凸透鏡，物距接近于零，所成的肯定是虛像，所以不會在光屏上呈現(xiàn)，而影子則是光的直線傳播形成的．

解答 解：（1）太陽光可以近似看為平行光源，將凸透鏡正對著太陽光，太陽光經(jīng)凸透鏡后將會聚在焦點(diǎn)．所以改變凸透鏡與地面間的距離，直到地面上出現(xiàn)一個最小、最亮的光斑，這個光斑便為焦點(diǎn)．如果將凸透鏡與水平地面平行放置，此時凸透鏡沒有正對太陽光（太陽光沒有與凸透鏡的主光軸平行），所以這個亮點(diǎn)不是凸透鏡的焦點(diǎn)位置．
（2）做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，要使?fàn)T焰的焰心，凸透鏡的光心，光屏的中心三者位于同一高度，目的是使像成在光屏的中央．
（3）由圖3可知，此時的物距小于像距，凸透鏡成倒立放大實(shí)像；當(dāng)撤去光屏，人眼相當(dāng)于一光屏，所以人眼在光屏的位置能直接看到燭焰的實(shí)像；
（4）在圖中，保持凸透鏡的位置不變，如果蠟燭向左移動，即物距變大，為了在光屏上得到一個清晰的像，像距應(yīng)該變小，所以光屏應(yīng)該向左移動；
（5）據(jù)圖可知物距是20cm，即處于1倍焦距和2倍焦距之間，故焦距的范圍是：10cm＜f＜20cm，故物距是10cm，一定處于1倍焦距以內(nèi)，所以不可能在光屏上能成像，故第6次實(shí)驗(yàn)是錯誤的；
（6）依據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)手指指尖觸摸到了凸透鏡，物距接近于零，u＜f，成虛像，在光屏不會出現(xiàn)；影子是光的直線傳播形成的，手指指尖觸摸到了凸透鏡，會減少凸透鏡會聚的光線數(shù)量，使發(fā)光體在光屏上的像變暗，所以不會有影子出現(xiàn)．
故答案為：（1）凸透鏡沒有正對太陽光放置；（2）同一高度；（3）放大；能；（4）左；（5）6； （6）沒有．

點(diǎn)評 此題考查了凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)探究過程及相關(guān)的注意事項(xiàng)，是一道綜合題，有一定的難度．