Question

某同学利用图甲装置来研究凸透镜成像规律：

（1）实验前，首先在光具座上正确放置蜡烛、凸透镜和光屏，还应对其进行调整，使烛焰的中心、光屏的中心大约在凸透镜的________上；

（2）如图甲所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，则成的是_______（正立/倒立）的像。蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的________方；

（3）若将凸透镜上半部分用不透明物体遮住（图中未画出），则下列说法正确的是________；

A.像也只剩一半

B.不可能成像

C.仍能成像，只是变暗一些

D.仍能成像，只是像上有暗斑

（4）在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），光屏上再次成清晰的像，成的是________（放大/缩小/等大）的像；

（5）在上述探究活动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L₀，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图乙所示，则该透镜焦距f________（>/</=）L，透镜先后两次所在位置。A、B之间的距离s=________（用L₀、L表示）。

Answer

主光轴 倒立 上 C 缩小 ＜ L0-2L

【解析】

(1)[1]实验前，首先应调节凸透镜、光屏和烛焰，使烛焰的中心、光屏的中心大约在凸透镜的主光轴上；

(2)[2]蜡烛到凸透镜的距离小于光屏到凸透镜的距离，因此蜡烛到凸透镜的距离大于一倍焦距小于二倍焦距，即光屏上得到倒立、放大的实像；

[3]蜡烛燃烧一段时间后高度减小，由于所成像是倒立的，烛焰的像将位于光屏中心的上方；

(3)[4]遮住凸透镜的一半，物体上任一点射向凸透镜的另一半，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C正确；

(4)[5]在保持(2)中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出），相当于增大物距，减小像距，当光屏上再次成清晰的像时，此时应该物距大于二倍焦距，则所成像应该为倒立缩小的实像；

(5)[6][7]若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，成倒立放大实像条件是

f＜u＜2f，

如图乙所示，则该透镜焦距

f＜L，

当凸透镜移至B位置时，因为在光屛上出现清晰的像，根据光的可逆性原理，可以假设蜡烛在光屛位置时，像应成在原蜡烛位置，因此，光屏到透镜位置B的距离应为L，故透镜先后两次所在位置A、B之间的距离

s=L0-2L。