Question

15．如图所示是小华探究“凸透镜（f=12cm）成像规律”的实验装置，实验前他将烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上．

下表是小华通过实验记录的几组数据．

实验 次数	物距 u/cm	像距 v/cm
1	60	15
2	30	20
3	24
4	20	30

（1）在第3次实验中，为得到清晰的像，像距应为24cm，第4次实验时所成的像是倒立（倒立/正立）、放大（缩小/等大/放大）的实像．
（2）分析表中数据，你发现成倒立实像的大小与物距（焦距/像距/物距）有关．
（3）当光屏上得到一个放大的实像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应将蜡烛靠近透镜，将光屏远离（靠近/远离）透镜．
（4）将蜡烛稍远离凸透镜，光屏上的像变模糊．要再次在光屏上得到清晰的像，可采用：①若移动光屏，则应将光屏靠近（远离/靠近）凸透镜；②若不移动光屏，则可在蜡烛和凸透镜之间再放上一个焦距合适的凹（凸/凹）透镜．
（5）小华测焦距f时，将凸透镜正对太阳，在透镜下方的白纸上呈现一光斑时，测得光斑到透镜的距离为L，将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，则L大于f（大于/等于/小于）；小华取一发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为L处，在透镜另一侧将白纸沿主光轴逐渐从透镜处远离透镜过程中，纸上的光斑大小将D．
A．一直变大      B．一直变小       C．先变大后变小     D．先变小后变大
（6）小刚和小阳在探究“凸透镜成实像的规律”时，分别使蜡烛和光屏同时在光具座上不停地左右移动，但一直没能在光屏上看到烛焰所成的清晰的像．你认为他们应该怎样改进？固定透镜位置，先确定蜡烛到透镜的距离（u＞f），再移动光屏．

Answer 1

分析 探究凸透镜成像的实验时，在桌面上依次放蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．
（1）根据凸透镜成像规律分析解答；
（2）已知凸透镜焦距，分析表中的物距、像距、像的大小变化规律，就可以得到结论；
（3）（4）当凸透镜成实像时，遵循物远像近像变小；
近视眼镜是凹透镜，对光线有发散作用，能延缓光的会聚．
（5）平行光线经过凸透镜折射后可会聚在焦点，此时成一个最小最亮的光斑，成等大的光斑，光屏可能在焦点前后位置．
（6）凸透镜成像中正确的操作方法，可以保持蜡烛离凸透镜一定距离保持不变，只移动光屏；或保持光屏离凸透镜一定距离，只移动蜡烛．

解答 解：
实验时，烛焰、凸透镜和光屏的中心应位于同一高度，像才能呈在光屏的中央位置．所以实验前他将烛焰和光屏的中心调到凸透镜的主光轴上；
（1）由题知凸透镜的焦距：f=12cm，
由表中数据知，第3次实验时u=24cm=2f，此时成倒立、等大的实像，像距v=2f=24cm；
第4次实验时u=20cm，所以此时2f＞u＞f时成倒立、放大的实像；
（2）分析下表数据可知，凸透镜所成实像时物距越小，像距越大，像越大．所以像的大小与物距的大小有关（同时还与焦距大小有关）．
（3）保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应减小物距增大像距，即应将蜡烛靠近透镜，将光屏远离透镜；
（4）①远离凸透镜，光屏上的像变模糊，依据凸透镜成实像时物远像近像变小的特点，就将光屏靠近凸透镜，才在在光屏上接收到清晰的像；
②根据题意，蜡烛远离凸透镜时，光屏上的像变模糊，是因为像距变小，近视眼镜是凹透镜，能对光线的会聚有延迟作用．
（5）凸透镜正对太阳，白纸上呈现一光斑时，光斑到透镜的距离为L，将白纸再靠近透镜一段距离，发现白纸上又出现了相同大小的光斑，如图：

说明开始时白纸在一倍焦距以外，后一次在一倍焦距以内，即L大于f；
将发光的小电灯放在凸透镜主光轴上离光心距离为L处时，由于L大于f，小电灯的像在B处；拿一张白纸在它的另一侧从透镜处缓慢远离透镜（如下图光斑在OB间），在白纸上的光斑会逐渐会聚，所以光斑变小，再缓慢远离透镜时（光斑在大于OB的位置）会聚的光就开始发散，所以光斑又变大，如图所示：

故D正确；
（6）一直没能在光屏上看到烛焰所成的清晰的像，原因在于他们使蜡烛和光屏同时在光具座上不停地左右移动，应该固定好凸透镜在某一位置，然后将蜡烛放在焦点以外，移动光屏去承接烛焰所成的像．
故答案为：主光轴；
（1）24；倒立；放大；（2）物距；（3）靠近；远离；（4）靠近；凹；（5）大于；D；（6）固定透镜位置，先确定蜡烛到透镜的距离（u＞f），再移动光屏．

点评 本题主要考查了凸透镜成像规律的应用及凸透镜及凹透镜对光线的作用，要能够应用所学知识解释有关现象．