Question

在探究凸透鏡成像規律的實驗中
（1）如圖1所示，小明同學為了測出凸透鏡的焦距，讓一束平行光正對凸透鏡照射，直到光屏上出現一個最小、最亮的 光斑，由此可以測出凸透鏡的焦距為

10

cm．
（2）在實驗時，小明用該凸透鏡觀察小紅的眼睛，看到小紅的眼睛如圖2所示，要看到如圖2A的情形，物距應該滿足的條件是

B

，要看到如圖2B的情形，物距應該滿足的條件是

A

．
A．小于10cm    B．大于10cm且小于20cm   C．等于20cm     D．大于20cm
（3）小明將蠟燭、凸透鏡和光屏安裝在光具座上如圖3所示，要使燭焰的像能成在光屏的中央，應將蠟燭向

下

（填“上”或“下”）調整．
（4）在實驗中已得到清晰的實像，當用黑色硬紙片遮住透鏡的上半部分，則所成的像是

完整

的（填“完整”或“不完整），且亮度變

暗

．
（5）燭焰成虛像時，人眼應該從

光屏

一側向透鏡方向觀察．（選填“燭焰”、“光屏”）．
（6）小雪小組做此實驗時，對實驗裝置進行了改進，他們不用蠟燭，而用由幾個發光二極管做成“F”字樣的發光體進行實驗（如圖4所示），你認為其好處是

可以增加物體的亮度，使成像更清晰

．（寫出一點即可）

Answer 1

分析：（1）根據凸透鏡焦點和焦距的定義，判斷凸透鏡的焦距．
（2）根據凸透鏡成像的三種情況進行判斷：
u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虛像．
（3）根據過光心不改變方向，判斷蠟燭的移動方向．
（4）物體有無數點組成，物體上任一點射向凸透鏡有無數條光線，經凸透鏡折射后，有無數條折射光線會聚成該點的像．
當遮住凸透鏡的一部分，還有另外的部分光線，經凸透鏡折射會聚成像．
（5）凸透鏡成虛像時，物像在凸透鏡的同側，要從光屏一側觀察物體的像．
（6）要解決此題，需要分析二極管與燭焰的區別：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．并且二極管發光比較環保安全．
蠟燭在燃燒時會消耗而變短，同時遇到風會晃動．

解答：解：（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這個最小最亮的點是凸透鏡的焦點，焦點到光心的距離是凸透鏡的焦距．所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）如圖A，看到倒立、放大的實像，所以眼睛和凸透鏡之間的距離在一倍焦距和二倍焦距之間，所以物距大于10cm小于20cm．
如圖B，看到正立、放大的虛像，所以眼睛和凸透鏡之間的距離在一倍焦距以內，所以物距小于10cm．
（3）根據過光心不改變方向，圖中蠟燭的像成在光屏的下方，要使像成在光屏的中央位置，蠟燭向下移動．
（4）遮住凸透鏡的上半部，物體上任一點射向凸透鏡的下半部，經凸透鏡折射后，照樣能會聚成像，像的大小不發生變化，折射光線減少，會聚成的像變暗．所以像還是完整的．
（5）凸透鏡成虛像時，物像在凸透鏡的同側，所以要從光屏一側觀察物體，才能看到正立、放大的虛像．
（6）發光二極管比燭焰的亮度更大、更環保，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．
因此，優點很多，如：可以增加物體的亮度，使成像更清晰；便于觀察凸透鏡成像的性質；所成的像不會晃動，更加穩定；跟燃燒蠟燭相比，LED發光體更安全、環保…．
故答案為：（1）10；（2）B；A；（3）下；（4）完整；（5）光屏；（6）可以增加物體的亮度，使成像更清晰．

點評：此題是探究凸透鏡成像的規律實驗，與以往不同，換用了二極管做光源，在分析時要注意找到二極管比燭焰優越的地方．