Question

在探究“凸透镜成像规律”的实验中，所用凸透镜的焦距是10cm．用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度，将透镜固定在50cm处，如图所示．

（1）当把点燃的蜡烛放在20cm处时，沿直线无论怎样移动光屏都承接不到像，原因可能是________．
（2）重新调整后，保持透镜的位置不变，当把光屏放到75cm处时，移动蜡烛能在光屏上得到一个________（选填“放大”或“缩小”）、________（选填“正”或“倒”）立的实像．
如果此时透镜上落下一只小虫，则光屏上的像有何变化？________．
（3）当把蜡烛移到10cm处时，移动光屏可得到一个________的像（选填“放大”或“缩小”）．照相机、投影仪、放大镜这三种光学仪器正常使用时，与这种成像情况一致的是________．
（4）实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像________选填“向上”、“向下”或“不”）移动．为使像成在光屏中央，可把透镜向________移．
（5）此时，小刚把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置，结果光屏上原来清晰的像变得模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向________（选填“远离”或“靠近”）凸透镜的方向移动，才能使蜡烛的像变得清晰．

Answer 1

解：（1）如图，蜡烛在20cm处，凸透镜在50cm处，物距为u=50cm-20cm=30cm，排除蜡烛在焦点上和在焦点以内，所以光屏上接不到像是因为烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度．
（2）凸透镜在50cm处，当把光屏放到75cm处时，像距为v=75cm-50cm=25cm，凸透镜的焦距为10cm，v＞2f，成倒立、放大的实像．
小虫遮住凸透镜的一部分，物体上任一点射向凸透镜的另一部分，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．
（3）当把蜡烛移到10cm处时，凸透镜在50cm处，物距u=50cm-10cm=40cm，凸透镜的焦距为10cm，u＞2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机．
（4）实验中，蜡烛越烧越短，根据光线过光心不改变方向，像向光屏的上方移动．为使像在光屏的中心位置，蜡烛向上移动，或凸透镜向下移动，或光屏向上移动．
（5）小刚把自己的近视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间靠近凸透镜的位置，凹透镜对光线有发散作用，像错后会聚，结果光屏上原来清晰的像变得模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏远离凸透镜．
故答案为：（1）烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；（2）放大；倒；像的大小不变，像变暗；（3）缩小；照相机；（4）向上；下；（5）远离．
分析：（1）从以下三个方面进行分析：
若光屏上没有像，可能是因为物距小于焦距，成了虚像，不能成在光屏上．
有可能光屏、凸透镜和烛焰的中心不在同一高度上，像无法成在光屏上．
有可能物体在焦点上，不能成像．
（2）知道凸透镜和光屏的位置，求出像距，根据像距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况．
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．
当小虫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．
（3）知道蜡烛和凸透镜的位置，求出物距，根据物距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况和应用．
（4）根据光线过光心不改变方向判断像的位置和凸透镜的移动情况．
（5）凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线错后会聚，要使光屏接到清晰的像，光屏要远离凸透镜．
点评：（1）正确理解凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用：
凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄，会聚的光线提前会聚，平行光会聚成点，发散的光线变为平行光或发散小一些的光线．
凹透镜的发散作用是使原来的光路变宽，会聚的光线错后会聚，平行光线变得发散，发散的光线变得更散．
（2）根据光线过不改变方向判断像的位置，是很常用的方法，一定要掌握．
（3）凸透镜成像的三种情况和应用，是凸透镜成像习题的重要依据．