Question

小明在做“探究凸透成像規律”的實驗時，不能確定凸透鏡的焦距．于是他將一束平行光經過這個凸透鏡，調節光屏的位置直到在屏上得到一個最小、最亮的光斑（如圖甲）．

（1）該凸透鏡的焦距為

 

cm．
（2）小明將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上，并調節使它們的中心在同一高度，這樣做的目的是

 

．
（3）調節三者的位置（如圖乙），小明觀察到光屏上呈現出燭焰倒立

 

 的實像（填“放大”、“縮小”或“等大”）．
（4）如果此時小明取下光屏，從光屏原來的位置正對凸透鏡

 

（填“能”或“不能”）看到燭焰的像．
（5）實驗過程中，由于蠟燭燃燒變短，使燭焰的像成在了光屏中心的上方，要使像重新成在光屏的中心，如果只調凸透鏡，應將凸透鏡向

 

調．調好后，燭焰中心在凸透鏡

 

（選填“主光軸的上方”、“主光軸的下方”或“主光軸上”）．

Answer 1

分析：（1）通過圖所示的現象，結合凸透鏡焦點的定義即可確定該凸透鏡的焦距．
（2）為使像能成在光屏的中心，應調整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度．
（3）U＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞V＞f．
（4）人眼的成像原理與凸透鏡成像原理相似．
（5）蠟燭燃燒，燭焰向下移動，光屏位置不變，要使像成在光屏中央位置，根據光線過光心不改變方向，凸透鏡中心在燭焰中心和光屏中心連接上，可以判斷凸透鏡的移動方向，同時也可以判斷燭焰中心在主光軸的方位．

解答：解：（1）平行光線經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10.0cm；
（2）實驗過程中，調整凸透鏡和光屏的高度，使蠟燭、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使燭焰的像成在光屏的中央．
（3）調節三者的位置（如圖乙），U＞2f，2f＞V＞f，光屏上成倒立、縮小的實像．
（4）由于人眼可以充當光屏的作用，所以取下光屏，從光屏原來的位置正對凸透鏡能看到燭焰的像．
（5）由于蠟燭燃燒變短，根據光線過光心不改變方向，像向光屏的上方移動，要使像成在光屏的中央位置，凸透鏡向下移動．由于凸透鏡中心在燭焰中心和光屏中心連接上，所以調好后，燭焰中心在凸透鏡主光軸的下方．如圖．

故答案為：（1）10.0；（2）使像成在光屏中央；（3）縮小；（4）能；（5）主光軸的下方．

點評：此題是探究凸透鏡成像的實驗，考查了學生對實驗操作的要求．一定要注意實驗前的調整工作．為使像成在光屏的中央，應使凸透鏡、燭焰、光屏的中心大致在同一高度處．凸透鏡的主光軸永遠隨著凸透鏡的上下移動而移動，對于燭焰在凸透鏡主光軸的哪個位置，畫圖說明很容易理解．