Question

5．某同學(xué)利用如圖所示裝置來(lái)研究凸透鏡成像．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)調(diào)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(dāng)凸透鏡位于光具座上A處時(shí)，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(lái)相比原來(lái)一半（選填：“原來(lái)一半”或“仍完整”）．蠟燭燃燒一段時(shí)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(biāo)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(dòng)中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L(zhǎng)₀，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L(zhǎng)，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(yīng)該調(diào)節(jié)三者中心在同一高度；
（2）當(dāng)物距小于像距成實(shí)像時(shí)，應(yīng)成倒立放大的實(shí)像；根據(jù)通過(guò)光心的光線方向不改變，確定光屏的移動(dòng)方向；
（3）當(dāng)物距大于像距成實(shí)像時(shí)，應(yīng)該成倒立縮小實(shí)像；
（4）對(duì)比（2）（3）成像條件，結(jié)合燭焰和光屏之間距離不變，分析解答．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)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(xiàn)在光屏中央；
（2）如圖1所示，當(dāng)凸透鏡位于光具座上A處時(shí)，恰好在光屏上成清晰的像，由圖可知此時(shí)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(shí)像；
若將燭焰遮去一半，則只有沒(méi)有遮擋的一半燭焰去成像，故光屏上的像與原來(lái)相比是原來(lái)一半．
則燭焰的像將向上移動(dòng)；
若蠟燭燃燒一段時(shí)間后，蠟燭整體下降，由于通過(guò)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(biāo)出），相當(dāng)于增大物距，減小像距，當(dāng)光屏上再次成清晰的像時(shí)，此時(shí)應(yīng)該物距大于二倍焦距，則所成像應(yīng)該為倒立縮小的實(shí)像；
（4）在上述探究活動(dòng)中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L(zhǎng)₀，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L(zhǎng)，成倒立放大實(shí)像條件是f＜U＜2f，如圖2所示，則該透鏡焦距f＜L；當(dāng)凸透鏡移至B位置時(shí)，因?yàn)樵诠鈱紊铣霈F(xiàn)清晰的像，根據(jù)光的可逆性原理，可以假設(shè)蠟燭在光屛位置時(shí)，像應(yīng)成在原蠟燭位置，因此，光屏到透鏡位置B的距離應(yīng)為L(zhǎng)，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(lái)一半、上；（3）縮小；（4）＜；L₀-2L．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于凸透鏡成像規(guī)律的理解和掌握，熟記成像條件，靈活運(yùn)用是解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵．