Question

1．小军和小民班的同学在老师的指导下，用图1所示的装置“探究凸透镜成像的规律”．凸透镜的焦距为10cm．

（1）开始时，小军和小敏先用眼睛来观察一下凸透镜成像的各种情况，于是，他们先把凸透镜固定在光具座上10cm处，小军负责将蜡烛从透镜一侧50cm处逐渐向透镜靠近，小明从另一侧透过透镜观察烛焰，并按观察到的像的大小进行编号，然后整理记录观察到的几个像的情况入图2所示．小军想知道观察到的各个像的先后顺序，小民有些已记不清楚．请你帮他列出来：1、2、3、5、6、4．
（2）观察完毕，小军和小民进入深入的研究．他们按照图甲所示安装各种器材后，点燃蜡烛，不断改变蜡烛和光屏的位置，但无论如何沿光具座移动蜡烛和光屏，在光屏上始终找不到烛焰的像．出现这一现象的原因是蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心没有在同一高度上．
（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图3），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、放大的实像（填写像的性质）；投影仪 （填光学仪器）就是利用这一成像规律工作的．如果将蜡烛在图3的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向靠近 （选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动．

Answer 1

分析 （1）要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．
①物距小于焦距成正立放大虚像．应用是放大镜．
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大实像，像距大于二倍焦距．应用是投影仪或幻灯机．
③物距等于二倍焦距成倒立等大实像，像距等于二倍焦距．
④物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距．应用是照相机．
其凸透镜在成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
凸透镜成虚像时，物体距离凸透镜越远，像越大；
（2）当物体处于一倍焦距之内时，成的是一个正立、放大的虚像，而虚像不能在光屏上呈现；当物体位于焦点上时，不成像；若是蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心没有在同一高度上，光屏上也是不能成像的．
（3）根据物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间的成像性质进行判断．
凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小．

解答 解：（1）先把凸透镜固定在光具座上10cm处，小军负责将蜡烛从透镜一侧50cm处逐渐向透镜靠近，即物体原来处于2倍焦距以外，在它从2倍焦距以外向焦点处移动时，物距逐渐变小，故像距变大，像变大，且一定成一个倒立的像，故依次是1、2、3、5；
当蜡烛在焦点时，不成像，在焦点以内时，能看到一个正立、放大的虚像，且“凸透镜成虚像时，物体距离凸透镜越远，像越大”，故6图的像比4图的像更大，故6距离凸透镜更远，所以其距离关系是6、4；
故完整的排列关系是：1、2、3、5、6、4．
（2）小明无论如何移动光屏，都找不到像，分析上图可看成，其可能是由于蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心没有在同一高度上造成的．
（3）凸透镜的焦距是11.0cm，烛焰放在距凸透镜16cm处时，物体在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立放大的实像．
幻灯机和投影仪就是利用这一成像规律工作的．
将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，物距增大，像距要减小，所以光屏靠近凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像．
故答案为：（1）1、2、3、5、6、4；（2）蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心没有在同一高度上；（3）放大；投影仪；靠近．

点评 本题主要考查了凸透镜成像规律的应用，知道并理解凸透镜的成像规律，并能从实验结论普遍性的角度分析即可顺利解决．