Question

4．小明在利用光具座進(jìn)行凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)探究中．
（1）如圖甲所示，小明將一束平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個(gè)最小、最亮的光斑．由圖可知，凸透鏡對光線具有會(huì)聚作用，該凸透鏡的焦距是11.0cm．
（2）將蠟燭、凸透鏡、光屏以依次放在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭后，無論怎樣移動(dòng)光屏都不能在光屏上得到像，請你指出其中一條可能的原因燭焰在一倍焦距以內(nèi)．
（3）調(diào)整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)（如圖乙），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．投影儀（填光學(xué)儀器名稱）就是利用這一成像規(guī)律工作的．如果將蠟燭在圖乙的基礎(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)．
（4）小明在探究圖乙成像時(shí)，移動(dòng)光屏得到了清晰的像，接下來他將凸透鏡換成了一個(gè)焦距為8cm的凸透鏡，如果不改變蠟燭和凸透鏡的位置，要在光屏上成清晰的像，光屏應(yīng)該向靠近（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）通過甲圖所示的現(xiàn)象，結(jié)合凸透鏡焦點(diǎn)的定義即可確定該凸透鏡的焦距．
（2）探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，若光屏上沒有像，可能是因?yàn)槲锞嘈∮诮咕啵�成了虛像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；有可能物體在焦點(diǎn)上，不能成像．
（3）①凸透鏡成像的規(guī)律及其應(yīng)用之一：當(dāng)2f＞u＞f時(shí)，成倒立放大的實(shí)像，投影儀就是利用此原理制成的．
②凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像增大．
（4）首先根據(jù)題意“先用焦距為11cm的透鏡甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在屛上得到清晰縮小的實(shí)像”可確定物距與焦距的關(guān)系，然后再根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像小像變小來確定調(diào)節(jié)光屏的方法．

解答 解：（1）平行光線經(jīng)過凸透鏡后會(huì)聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)就是焦點(diǎn)．焦點(diǎn)到光心的距離是焦距，根據(jù)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11.0厘米．
故答案為：會(huì)聚；11.0．
（2）無論怎樣移動(dòng)光屏都不能在光屏上得到像，可能是物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．也可能是燭焰凸透鏡光屏三者中心嚴(yán)重不在同一高度
故答案為：燭焰在一倍焦距以內(nèi)．
（3）①把燭焰放在距凸透鏡16cm處時(shí)，即2f＞u＞f時(shí)，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立放大的實(shí)像，投影儀就是利用此原理制成的．
②凸透鏡成實(shí)像時(shí)，蠟燭遠(yuǎn)離透鏡一段距離，物距增大，像距減小，所以光屏要靠近凸透鏡．
故答案為：放大；投影儀；靠近
（4）由“先用焦距為10cm的透鏡甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在屛上得到清晰縮小的實(shí)像”可知，此時(shí)u＞2f；當(dāng)改用焦距為8cm的透鏡乙繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置，則相當(dāng)于增大了物距，根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物遠(yuǎn)像近像變小，可知，要在光屏上成清晰的像，光屏將靠近透鏡移動(dòng)，像變�。�
故答案為：（1）會(huì)聚；11.0；（2）燭焰在一倍焦距以內(nèi)；（3）放大；投影儀；靠近；（4）靠近．

點(diǎn)評 關(guān)于凸透鏡成像的規(guī)律中，共涉及四個(gè)方面的內(nèi)容：①物距與焦距的關(guān)系；②成像的性質(zhì)；③像距與焦距的關(guān)系；④具體的應(yīng)用．一般情況下，只要告訴其中的一條，就可以確定另外三方面的內(nèi)容．