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，测得光斑到透镜中心的距离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______•其目的是______．
（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10cm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．
（8）实验过程中光屏上始终找不到像的原因：①______；②______．

Answer

（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．
【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．
（8）实验过程中移动光屏，光屏上始终找不到像，其原因：①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；②可能是蜡烛和光屏之间的距离小于凸透镜的4倍焦距．
故答案为：（1）15；凸透镜焦点和焦距的定义；（2）刻度尺；（3）凸透镜；光屏；凸透镜；光屏；同一高度；使像成在光屏的中心；（4）15cm～30cm；倒立；缩小的实；（5）30；倒立；等大的实；（6）倒立；放大；实；30；（7）不会；光屏；凸透镜；蜡烛；正立；放大的虚；（8）①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；②可能是蜡烛和光屏之间的距离小于凸透镜的4倍焦距．