Question

在探究凸透镜成像规律的实验中
（1）如图1所示，小明同学为了测出凸透镜的焦距，让一束平行光正对凸透镜照射，直到光屏上出现一个最小、最亮的 光斑，由此可以测出凸透镜的焦距为

10

cm．
（2）在实验时，小明用该凸透镜观察小红的眼睛，看到小红的眼睛如图2所示，要看到如图2A的情形，物距应该满足的条件是

B

，要看到如图2B的情形，物距应该满足的条件是

A

．
A．小于10cm    B．大于10cm且小于20cm   C．等于20cm     D．大于20cm
（3）小明将蜡烛、凸透镜和光屏安装在光具座上如图3所示，要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向

下

（填“上”或“下”）调整．
（4）在实验中已得到清晰的实像，当用黑色硬纸片遮住透镜的上半部分，则所成的像是

完整

的（填“完整”或“不完整），且亮度变

暗

．
（5）烛焰成虚像时，人眼应该从

光屏

一侧向透镜方向观察．（选填“烛焰”、“光屏”）．
（6）小雪小组做此实验时，对实验装置进行了改进，他们不用蜡烛，而用由几个发光二极管做成“F”字样的发光体进行实验（如图4所示），你认为其好处是

可以增加物体的亮度，使成像更清晰

．（写出一点即可）

Answer 1

分析：（1）根据凸透镜焦点和焦距的定义，判断凸透镜的焦距．
（2）根据凸透镜成像的三种情况进行判断：
u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f．
2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虚像．
（3）根据过光心不改变方向，判断蜡烛的移动方向．
（4）物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像．
当遮住凸透镜的一部分，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像．
（5）凸透镜成虚像时，物像在凸透镜的同侧，要从光屏一侧观察物体的像．
（6）要解决此题，需要分析二极管与烛焰的区别：二极管比烛焰的亮度更大，并且形状更特别，在研究时更容易理解倒立实像的含义．并且二极管发光比较环保安全．
蜡烛在燃烧时会消耗而变短，同时遇到风会晃动．

解答：解：（1）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这个最小最亮的点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．所以凸透镜的焦距是10cm．
（2）如图A，看到倒立、放大的实像，所以眼睛和凸透镜之间的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，所以物距大于10cm小于20cm．
如图B，看到正立、放大的虚像，所以眼睛和凸透镜之间的距离在一倍焦距以内，所以物距小于10cm．
（3）根据过光心不改变方向，图中蜡烛的像成在光屏的下方，要使像成在光屏的中央位置，蜡烛向下移动．
（4）遮住凸透镜的上半部，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗．所以像还是完整的．
（5）凸透镜成虚像时，物像在凸透镜的同侧，所以要从光屏一侧观察物体，才能看到正立、放大的虚像．
（6）发光二极管比烛焰的亮度更大、更环保，更容易看出倒立实像不仅是上下相反、而且是左右相反．
同时蜡烛燃烧有火焰，不如发光二极管安全．
火焰在有风的时候会晃动，同时蜡烛会越烧越短，而二极管不会．
因此，优点很多，如：可以增加物体的亮度，使成像更清晰；便于观察凸透镜成像的性质；所成的像不会晃动，更加稳定；跟燃烧蜡烛相比，LED发光体更安全、环保…．
故答案为：（1）10；（2）B；A；（3）下；（4）完整；（5）光屏；（6）可以增加物体的亮度，使成像更清晰．

点评：此题是探究凸透镜成像的规律实验，与以往不同，换用了二极管做光源，在分析时要注意找到二极管比烛焰优越的地方．