Question

小华利用家里的放大镜、蜡烛、火柴、光屏(白纸板)，做探究凸透镜成像规律的实验．

(1)在实验前，他把凸透镜正对太阳光，移动凸透镜，在地面上得到一个最小最亮的光斑，如图所示，测得光斑到透镜中心的距离_______是15cm，则此凸透镜的焦距约是_______cm，这样测焦距的根据是_______。

 (2)还需要添加的实验器材是：_______· 

  (3)实验时，小华先在桌面上画一条直线，并从左至右依次放置蜡烛、_______和_______,再调整_______和_______的高度，使它们的中心和烛焰的中心大致在_______·

  (4)当烛焰离透镜35cm时，光屏应在透镜的另一侧距透镜_______范围内移动，在光屏上会呈现一个清晰的_______、_______的_______像．

  (5)当烛焰由距凸透镜35cm处移至30cm处，此时光屏在距透镜_______cm处会接收到一个清晰的_______、_______的_______像．

  (6)当烛焰移至距凸透镜20cm处时，在透镜的另一侧移动光屏到某一位置，在光屏上会呈现一个清晰的_______、_______的_______像，此时光屏到透镜的距离大于_______cm．，

  (7)当烛焰移至距凸透镜10 cm时，无论怎样移动光屏，光屏上_______ (选填“会”或“不    会”)呈现烛焰的像，这时应该移去_______，透过_______向_______观察，就能看到一个清晰的_______、_______的_______像．

Answer

（1）大约，15，平行光线通过凸透镜会聚于焦点 （2）刻度尺（3）凸透镜，光屏，凸透镜，光屏，同一高度（4）15-30cm，倒立，缩小，实（5）30，倒立，等大，实（6）倒立，放大，实，30 （7）不会，光屏，凸透镜，蜡烛，正立，放大，虚

【解析】（1）凸透镜正对太阳光，平行光线平行于主光轴，移动凸透镜，在地面上得到一个最小最亮的光斑，这点是凸透镜的焦点，焦点到透镜中心的距离15cm，则此凸透镜的焦距约是15cm．这样测焦距的根据凸透镜焦点和焦距的定义判断的．

（2）实验中需要测量凸透镜的焦距，还需要添加的实验器材刻度尺．

（3）在桌面上画一条直线，并从左至右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，再调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心和烛焰的中心大致在同一高度，其目的是使像成在光屏的中心．

（4）当烛焰离透镜35cm时，物距u=35cm，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f．所以光屏应在透镜的另一侧距透镜15cm～30cm范围内移动，在光屏上会呈现一个清晰的倒立缩小的实像．

（5）当烛焰由距凸透镜35cm处移至30cm处，物距u=30cm，u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f．所以此时光屏在距透镜30cm处会接收到一个清晰的倒立等大的实像．

（6）当烛焰移至距凸透镜20cm处时，物距u=20cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f．在透镜的另一侧移动光屏到某一位置，在光屏上会呈现一个清晰的倒立、放大的实像，此时光屏到透镜的距离大于30cm．

（7）当烛焰移至距凸透镜10cm时，物距u=10cm，u＜f，成正立、放大的虚像．虚像不能用光屏承接，所以无论怎样移动光屏，光屏上不会呈现烛焰的像，虚像和蜡烛在凸透镜的同侧，所以这时应该移去光屏，透过凸透镜向蜡烛一侧观察，就能看到一个清晰的正立放大的虚像．

思路分析：（1）根据凸透镜的焦点和焦距的定义判断凸透镜的焦距．

（2）测量凸透镜的焦距需要刻度尺．

（3）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心．

（4）和（5）和（6）和（7）知道物距，比较物距和焦距的关系，根据凸透镜成像的几种情况，判断凸透镜成像的性质和像距：

u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f．

u=2f，成倒立、等大的实像，v=2f．

2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，v＞2f．

u＜f，成正立、放大的虚像．

（8）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．

有可能是蜡烛和光屏之间的距离小于凸透镜的4倍焦距．

试题