Question

在“探究凸透镜成像规律”的实验中，所选凸透镜的焦距为10cm。

（1）小明将点燃的蜡烛、凸透镜固定好位置后，无论怎样移动光屏，在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑，你认为出现的原因是_____。

（2）重新调整好后，在做实验时，小明用手遮住了凸透镜的上半部分，则他观察到光屏上的像_____

A．不能看到烛焰的顶部　　　　    B．不能看到烛焰的底部

C．能看到烛焰的全部，像没有变化　  D．能看到烛焰的全部，但像会变暗一些

（3）实验中随着蜡烛的燃烧，光屏上依然得到烛焰清晰的像，但光屏上的像位置偏高，如图所示，为了使像依然成在光屏中央，则应向_____（选填“上”或“下”）调节凸透镜。

（4）调好后，若只移动凸透镜就可以再次在光屏上得到清晰的缩小的像，则应将凸透镜移到_____cm刻度线处。

（5）若换一个焦距为5cm的凸透镜，保持蜡烛位置不动，则将光屏向_____（填“左”或“右”）移动，可以在光屏上再次得到清晰的像，并且像的大小_____（填“变大”“变小”或“不变”）

Answer

蜡烛放在了凸透镜的焦点上 D 下 65 左 变小

【解析】

（1）无论怎样移动光屏，在光屏中心都只能看到一个大小不变的圆形光斑，这说明光通过凸透镜后变成了平行光，由凸透镜的特殊光线可知，蜡烛放在了凸透镜的焦点上。

（2）烛焰由无数点组成，烛焰上任一点射向凸透镜的光线有无数条，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像；当遮住凸透镜的一部分，还有其他部分的光线经凸透镜折射会聚成像；因此可以看到烛焰的全部，但像会变暗一些，故D正确；

（3）随着蜡烛的燃烧，蜡烛变短（相当于蜡烛向下移动），由于成倒立的实像，所以光屏上的像向上移动；为了使像依然成在光屏中央，则应向下调节凸透镜；

（4）由图知，原来的物距u＝50cm﹣35cm＝15cm，原来的像距v＝80cm﹣50cm＝30cm；

保持蜡烛和光屏位置不变，要在屏上能再次呈现清晰的像，根据折射时光路的可逆性可知，此时的物距u′应等于原来的像距v，即u′＝v＝30cm（则与原来相比，物距增大了15cm），所以，凸透镜应移动至15cm+50cm＝65cm刻度线处，在屏上能再次呈现清晰的像。

（5）换一个焦距为5cm的凸透镜，保持蜡烛位置不动，焦距变小，相当于增大了物距，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小可知，则应将光屏向左移动，可以在光屏上再次得到清晰的像，并且像的大小变小。