Question

小明同学用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材完成“探究凸透镜成像规律”的实验．
（1）为了测出凸透镜的焦距，小明将凸透镜正对太阳光，用一个光屏在透镜的另一侧移动，直到光屏上得到一个最小最亮的光斑，这说明凸透镜对光线有______作用，测出光斑到凸透镜的距离为10cm，则该透镜的焦距为______cm．
（2）小明将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：______．
（3）重新调整后，将蜡烛放在图中的A位置上，光屏在B位置上，为了找到清晰的像，应将光屏向______（填“左”或“右”）移动．

（4）依次改变蜡烛的位置，移动光屏，直到找到清晰的像．记录的数据如下表．

次数	1	2	3	4	5	6
物距（cm）	40	35	30	25	20	15
像距（cm）	13.5	14	15	16.7	20	30

①在1-4次实验中，所成的像为倒立、______的实像．
②第6次的像比第5次的______ （填“大”或“小”）．
（5）将蜡烛放在上图中的C点，观察到烛焰的正立、放大的虚像后，若希望看到更大的虚像，应将蜡烛向______（填“左”或“右”）移动．
（6）小明还想知道蜡烛火焰与光屏上成的像是否左右颠倒．请你帮他设计实验．你的设计方法是：______．

Answer

（1）凸透镜对光线有会聚作用．
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚在主光轴上一点，这个点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距．
（2）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，像才能成在光屏的中心．
（3）凸透镜成像的规律，知道当物距大于2f时，成倒立缩小的实像，此时像距处于f和2f之间．
（4）①根据凸透镜成像的规律可以确定当物距大于2f时，成倒立缩小的实像，从而可以得到答案．
②根据凸透镜成像的规律可以u=2f，成倒立等大的实像；f＜u＜2f，成倒立放大的实像，从而可以得到答案．
（5）物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像，物距越小，像距越小，虚像越小．
（6）两个蜡烛并排放置且烛焰高度不同．然后观察光屏上两个烛焰像的情况（或用嘴轻轻的吹烛焰使其左右摆动．然后观察光屏上烛焰像的变化情况；或用物体在烛焰前挡住左侧或右侧一部分火焰．然后观察光屏上烛焰像的变化情况或找一个发光的F字母作为物体，观察光屏上的成像情况）合理即可得分．
【解析】
（1）太阳光到达地球，接近平行光，凸透镜正对太阳光，太阳光平行于主光轴，经凸透镜折射后形成一个最小最亮的点，这个点是凸透镜的焦点，光点到凸透镜的距离是凸透镜的焦距，所以是10cm．
凸透镜能把平行光会聚成一点，说明凸透镜对光线有会聚作用．
故答案为：会聚；10．
（2）无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，可能是蜡烛、凸透镜、光屏没有在同一高度或物距小于一倍焦距或物距等于一倍焦距等．
 故答案为：蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度．
（3）现在光屏放在了A处，物距大于2倍像距，此时像距应处于f和2f之间，所以光屏应靠近透镜，即向左移动．
故答案为：左  
（4）①在1-4次实验中，物距分别为：40cm、35cm、30cm、25cm，都大于二倍焦距，根据凸透镜成像的规律可知，此时的像是倒立缩小的实像；
故答案为：缩小．
②第5次试验时，物距为二倍焦距，此时所成的像是与物体大小相等的实像；
第6次试验时，物距在一倍焦距和二倍焦距之间，所成的像是倒立放大的实像，所以第6次的像比第5的像大．
故答案为：大．
（5）将蜡烛放在C点，物距小于焦距，此时所成的像是正立、放大的虚像，若希望看到更大的虚像，则物距增大，虚像越大，所以应将蜡烛向左移动．
故答案为：左．  
（6）要知道凸透镜成倒立的实像，像与物不仅左右相反，而且上下相反．在利用烛焰进行验证时，上下相反可以直接看出．左右相反可以通过使火焰左右不同或发生变化来进行验证．所以我们可以通过改变烛焰的形状，使其左右明显不对称．所以可以用嘴轻轻地向左侧或右侧吹气，观察像的摆动情况．
故答案为：用嘴轻轻的吹烛焰使其向左或向右摆动．然后观察光屏上烛焰像的变化情况．