Question

2．小华想探究凸透镜成像规律，实验桌上有A，B，C三个凸透镜，其中凸透镜A的距离为10cm，凸透镜B的焦距为50cm，凸透镜C的焦距未知．光具座上标尺的刻度范围如图所示． 

（1）实验时，首先应调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心大致在同一高度，这样做目的是可以使像成在光屏的中央．
（2）小华想探究凸透镜成实像的规律，应选用A凸透镜（选填“A”或“B”）．实验过程中，他将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，移动光屏，直到光屏上呈现出烛焰清晰的像，则该像是倒立、缩小的实像．（选填“放大”或“缩小”）
（3）小华将凸透镜C固定在光具座上50cm刻线处，当烛焰在光具座上30cm到40cm刻线之间时，烛焰的像是放大、倒立的实像；当烛焰在光具座上0cm到30cm刻线之间时，烛焰的像是缩小、倒立的实像．由此可判断烛焰在光具座上45cm刻线处时，烛焰的像是正立、放大的虚像．
（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，则所成的像将是完整（填“完整”或“不完整”），其亮度变暗．

Answer 1

分析 （1）要使像能成在光屏的中央，应调节凸透镜、光屏、烛焰中心大致在同一高度；
（2）、（3）凸透镜成像规律：①物距小于焦距时，成正立、放大的虚像．
②物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立、放大的实像．
③物距等于二倍焦距时，成倒立、等大、实像．
④物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像．
在此题中要根据光具座的长度选择合适的凸透镜．
（4）实验中，用纸板遮住透镜的一部分，仍能成完整的像，只是像会变暗一些．

解答 解：（1）实验时，首先应调节凸透镜、光屏和烛焰，使它们的中心大致在同一高度，这样做目的是可以使像成在光屏的中央；
（2）探究凸透镜成实像的规律，分别要使物距小于f、大于f而小于2f、大于2f，而光具座的长度为100cm．所以不能选择f=50cm的凸透镜B．应选择f=10cm的透镜A．
小华将点燃的蜡烛放置在距凸透镜25cm处时，物距u＞2f．所以成倒立、缩小的实像．
（3）由图知，凸透镜在50cm处，当烛焰在光具座上30cm到40cm刻线之间时，烛焰的像是放大、倒立的实像，说明此时蜡烛处于f和2f之间；当烛焰在光具座上0cm到30cm刻线之间时，烛焰的像是缩小、倒立的实像，说明此时蜡烛在2倍焦距之外．所以当物体在30cm处时，u=50cm-30cm=20cm为2倍焦距处．因此f=10cm．
烛焰在光具座上45cm刻线处时，u=50cm-45cm=5cm＜f，所以成正立、放大的虚像．
（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．
故答案为：（1）同一高度；成在光屏的中央；（2）A；缩小；（2）正立、放大的虚；（3）完整；变暗．

点评 此题探究凸透镜成像的规律实验，考查了对凸透镜的选择，同时还考查了对凸透镜成像规律的应用，一定要熟练掌握凸透镜成像特点与物距之间的关系．