Question

在利用光具座進行凸透鏡成像的實驗探究中：
（1）如圖1甲所示，一束太陽光經(jīng)過凸透鏡后，在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑．由圖可知，凸透鏡對光線具有______作用，該凸透鏡的焦距是______cm．

（2）第一組同學將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭后，無論怎樣移動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：______．
（3）調整后，把燭焰放在距凸透鏡16cm處時（如圖1乙），在凸透鏡另一側前后移動光屏，會在光屏上得到一個倒立、______的實像（填寫像的性質）；______（填光學儀器）就是利用這一成像規(guī)律工作的．如果將蠟燭在乙圖的基礎上遠離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向______（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動．
（4）實驗一段時間蠟燭變短，如圖2所示，要使燭焰像仍然成在光屏的中心，應將光屏向______移動．調整后，把蠟燭移到B點處，無論怎樣調節(jié)光屏，光屏上始終接收不到像，是因為此時成的是正立、放大的______像，要想看到這個像，應從圖中的______（填“C”或“D”）箭頭所示的方向去觀察．
（5）第二組同學不用蠟燭，而用由幾個發(fā)光二極管做成“F”字樣的發(fā)光體進行實驗，你認為其好處是______．（寫出一點即可）
（6）最后一組同學在測該透鏡的焦距時，將紅光換成了綠光，你認為這樣做的結果會使該透鏡的焦距______ （填“變大”，“變小”或“不變”）；原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）通過圖甲所示的現(xiàn)象，結合凸透鏡焦點的定義即可確定該凸透鏡的焦距．
（2）探究凸透鏡成像的實驗時，若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，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；有可能物體在焦點上，不能成像．
（3）①凸透鏡成像的規(guī)律及其應用之一：當2f＞u＞f時，成倒立放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的．
②凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像增大．
（4）在探究凸透鏡成像特點的實驗中，必須調整蠟燭、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，這樣像才能成在光屏的中央；當物體處于一倍焦距之內(nèi)時，成的是一個正立、放大的虛像，而虛像不能在光屏上呈現(xiàn)；此時物像在同一側．
（5）二極管與燭焰的區(qū)別：二極管比燭焰的亮度更大，并且形狀更特別，在研究時更容易理解倒立實像的含義．并且二極管發(fā)光比較環(huán)保安全．蠟燭在燃燒時會消耗而變短，同時遇到風會晃動．
（6）根據(jù)凸透鏡對綠光的折射率比紅光大進行分析．
解答：解：（1）平行光線經(jīng)過凸透鏡后會聚于一點，這一點就是焦點．焦點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10cm．
（2）無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，可能是光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上．
（3）①把燭焰放在距凸透鏡16cm處時，即2f＞u＞f時，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立放大的實像，投影儀就是利用此原理制成的．
②凸透鏡成實像時，蠟燭遠離透鏡一段距離，物距增大，像距減小，所以光屏要靠近凸透鏡．
（4）實驗一段時間蠟燭變短，在光屏上的位置偏低，所以可以使光屏上調，使蠟燭、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度；
把蠟燭移到B點處，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時物體處于一倍焦距之內(nèi)時，成的是一個正立、放大的虛像，而且物像在同一側，因此要想看到這個像，應從圖中的C箭頭所指的方向去觀察．
（5）發(fā)光二極管比燭焰的亮度更大、更環(huán)保，更容易看出倒立實像不僅是上下相反、而且是左右相反．
同時蠟燭燃燒有火焰，不如發(fā)光二極管安全．
火焰在有風的時候會晃動，同時蠟燭會越燒越短，而二極管不會．
（6）因為凸透鏡對綠光的折射率比紅光大，因此將紅光換成了綠光同一凸透鏡的焦距，測得的焦距將變小．
故答案為：（1）會聚；10；（2）光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上；（3）放大；投影儀；靠近；（4）下；虛；C；（5）所成的像不會晃動，更加穩(wěn)定；（6）變小；凸透鏡對綠光的折射率比紅光大．
點評：關于凸透鏡成像的規(guī)律中，共涉及以下方面的內(nèi)容：①測量焦距的方法；②成像的性質；③像距與焦距的關系；④具體的應用；⑤透鏡對不同光的折射率不同．