Question

15．小明、小红和小刚分别用甲、乙、丙三个不同型号的凸透镜（如表）做探究凸透镜成像规律的实验．（其余器材相同）

序号	焦距
甲	未知
乙	15cm
丙	40cm

（1）小明组装并调整实验器材，如图1，将甲凸透镜固定在O点，使烛焰和光屏的中心位于同一高度．把点燃的蜡烛放在光具座的A点处时，移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰、倒立等大的像，则凸透镜的焦距是10cm，此时光屏应位于图中D点（填写图中字母）的位置．若要模拟放大镜的原理则蜡烛的位置应位于BO两点之间（填写图中字母），人眼应在凸透镜的右（左或右）侧观察像，若要放大的效果好些，蜡烛应靠近B点（填写图中字母）．
（2）小红用乙凸透镜做实验，调整好后，如图2所示，蜡烛的烛焰在光屏上成一个清晰的像．这个像是缩小（选填“放大”或“缩小”）的实像．此时将蜡烛向左移动一段距离s，则光屏要向左（左或右）移动距离s′，且s′小于s（填“大于”、“等于”或“小于”）．
（3）小刚用丙凸透镜做实验，正确摆放器材，点燃蜡烛后，发现无论如何移动蜡烛和凸透镜，在光屏上总找不到清晰的像，其原因是：凸透镜的焦距太大．

Answer 1

分析 （1）探究凸透镜成像的实验时，调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上．
当物距等于2倍焦距时成等大的倒立的实像，此时像距也等于二倍焦距．
当物距小于1倍焦距时成正立的等大的虚像，此时像和物位于同侧；物距增大像距增大，像变大．
（2）凸透镜成实像时，根据物距和像距的关系，能判断凸透镜的成像情况：
①物距大于像距，成倒立、缩小的实像；
②物距等于像距，成倒立、等大的实像；
③物距小于像距，成倒立、放大的实像．
凸透镜成实像时，物远像近像变小，同时掌握凸透镜成像的规律及其应用之一：u＞2f，成倒立缩小实像，应用是照相机．
（3）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．

解答 解：（1）在探究凸透镜成像规律时，点燃蜡烛后，调整实验器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，而且蜡烛烛焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
由图可知把点燃的蜡烛放在光具座的A点处，则u=20cm时，物体成等大的像，所以2f=20cm，即焦距f=10cm；此时像距v=2f=20cm，则此时光屏位于图中D点的位置．
若要模拟放大镜的原理则蜡烛的位置应位于一倍焦距以内，即位于B0之间，像物同侧，人眼应在凸透镜的右侧观察像；若要放大的效果好，则要蜡烛在一倍焦距的范围内远离凸透镜，所以要靠近B点．
（2）观察图2可知，物距大于像距，蜡烛的烛焰在光屏上成一个倒立、缩小的实像；
凸透镜成实像的动态规律：成实像时，物距变大，像距变小，像变小可知，将蜡烛向左移动一段距离s，则光屏要向左移动一段距离s′，且s′小于s．
（3）蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无论如何移动光屏总找不到像，可能是因为凸透镜的焦距太大，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．
故答案为：（1）同一高度；10；D；BO；右；B；
（2）缩小；左；小于；
（3）凸透镜的焦距太大．

点评 此题主要考查了有关凸透镜成像规律的应用，首先要掌握凸透镜成像特点与物距、像距的关系，并能灵活应用．