Question

小華利用家里的放大鏡、蠟燭、火柴、光屏（白紙板），做探究凸透鏡成像規律的實驗．
（1）在實驗前，他把凸透鏡正對太陽光，移動凸透鏡，在地面上得到一個最小最亮的光斑，測得光斑到透鏡中心的距離15cm，則此凸透鏡的焦距約是

15

cm，這樣測焦距的根據是

凸透鏡的焦點和焦距定義

． 
（2）還需要添加的實驗器材是：

刻度尺

?
（3）實驗時，小華先在桌面上畫一條直線，并從左至右依次放置蠟燭、

凸透鏡

和

光屏

，再調整

凸透鏡

和

光屏

的高度，使它們的中心和燭焰的中心大致在

同一高度

?其目的是

使像成在光屏的中心

．
（4）當燭焰離透鏡35cm時，光屏應在透鏡的另一側距透鏡

15cm～30cm

范圍內移動，在光屏上會呈現一個清晰的

倒立

的

縮小的實

像．
（5）當燭焰由距凸透鏡35cm處移至30cm處，此時光屏在距透鏡

30

cm處會接收到一個清晰的

倒立

的

等大的實

像．
（6）當燭焰移至距凸透鏡20cm處時，在透鏡的另一側移動光屏到某一位置，在光屏上會呈現一個清晰的

倒立

、

放大

的

實

像，此時光屏到透鏡的距離大于

30

cm
（7）當燭焰移至距凸透鏡10cm時，無論怎樣移動光屏，光屏上

不會

 （選填“會”或“不會”）呈現燭焰的像，這時應該移去

光屏

，透過

凸透鏡

向

蠟燭

觀察，就能看到一個清晰的

正立

的

放大的虛

像．
（8）實驗過程中光屏上始終找不到像的原因：①

可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上

；②

可能是蠟燭和光屏之間的距離小于凸透鏡的4倍焦距

．

Answer 1

分析：（1）根據凸透鏡的焦點和焦距的定義判斷凸透鏡的焦距．
（2）測量凸透鏡的焦距需要刻度尺．
（3）探究凸透鏡成像的實驗時，在桌面上依次放蠟燭、凸透鏡、光屏，三者在同一條直線上，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，比較物距和焦距的關系，根據凸透鏡成像的幾種情況，判斷凸透鏡成像的性質和像距：
u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f．
u=2f，成倒立、等大的實像，v=2f．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虛像．
（8）若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上．
有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上．
有可能物體在焦點上，不能成像．
有可能是蠟燭和光屏之間的距離小于凸透鏡的4倍焦距．

解答：解：（1）凸透鏡正對太陽光，平行光線平行于主光軸，移動凸透鏡，在地面上得到一個最小最亮的光斑，這點是凸透鏡的焦點，焦點到透鏡中心的距離15cm，則此凸透鏡的焦距約是15cm．這樣測焦距的根據凸透鏡焦點和焦距的定義判斷的． 
（2）實驗中需要測量凸透鏡的焦距，還需要添加的實驗器材刻度尺．
（3）在桌面上畫一條直線，并從左至右依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏，再調整凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心和燭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）當燭焰離透鏡35cm時，物距u=35cm，u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f．所以光屏應在透鏡的另一側距透鏡15cm～30cm范圍內移動，在光屏上會呈現一個清晰的倒立縮小的實像．
（5）當燭焰由距凸透鏡35cm處移至30cm處，物距u=30cm，u=2f，成倒立、等大的實像，v=2f．所以此時光屏在距透鏡30cm處會接收到一個清晰的倒立等大的實像．
（6）當燭焰移至距凸透鏡20cm處時，物距u=20cm，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f．在透鏡的另一側移動光屏到某一位置，在光屏上會呈現一個清晰的倒立、放大的實像，此時光屏到透鏡的距離大于30cm．
（7）當燭焰移至距凸透鏡10cm時，物距u=10cm，u＜f，成正立、放大的虛像．虛像不能用光屏承接，所以無論怎樣移動光屏，光屏上不會呈現燭焰的像，虛像和蠟燭在凸透鏡的同側，所以這時應該移去光屏，透過凸透鏡向蠟燭一側觀察，就能看到一個清晰的正立放大的虛像．
（8）實驗過程中移動光屏，光屏上始終找不到像，其原因：①可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；②可能是蠟燭和光屏之間的距離小于凸透鏡的4倍焦距．
故答案為：（1）15；凸透鏡焦點和焦距的定義；（2）刻度尺；（3）凸透鏡；光屏；凸透鏡；光屏；同一高度；使像成在光屏的中心；（4）15cm～30cm；倒立；縮小的實；（5）30；倒立；等大的實；（6）倒立；放大；實；30；（7）不會；光屏；凸透鏡；蠟燭；正立；放大的虛；（8）①可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；②可能是蠟燭和光屏之間的距離小于凸透鏡的4倍焦距．

點評：本題主要考查了凸透鏡成像的四種情況的物距和焦距，像距和焦距的關系，以及光屏上不能成像的原因，考查點較分散，必須細心分析．