Question

小明在實(shí)驗(yàn)室用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)：
（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，如果你是他的合作者，請(qǐng)你幫他指出該裝置中的兩處錯(cuò)誤：
①

蠟燭、凸透鏡和光屏不在同一高度上

；②

蠟燭、凸透鏡和光屏放置的順序有錯(cuò)誤

．
（2）錯(cuò)誤改正后，小明將點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡固定好，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏中心只能看到一個(gè)大小不變的圓形光斑，你認(rèn)為可能的原因是

蠟燭放置在凸透鏡焦點(diǎn)的位置上

．
（3）調(diào)整好后，當(dāng)把蠟燭放在距離凸透鏡20cm處，光屏上成倒立、等大的實(shí)像，若把蠟燭移到距凸透鏡25cm處，應(yīng)將光屏向

靠近透鏡

（選填“靠近透鏡”或“遠(yuǎn)離透鏡”）方向移動(dòng)，才能在光屏上得到清晰、倒立、

縮小

（填“放大”或“縮小”）的實(shí)像，這種成像原理在生活中的應(yīng)用是

照相機(jī)

（舉一例即可）．
（4）由于蠟燭燃燒變短，使?fàn)T焰的像成在了光屏中心的上方，要使像仍然成在光屏的中心，如果只調(diào)整凸透鏡，應(yīng)將凸透鏡向

下

（選填“上”或“下”）調(diào)節(jié)．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)中，要使?fàn)T焰通過(guò)凸透鏡成像，應(yīng)將凸透鏡置于蠟燭和光屏的中央．為使像能成在光屏的中央，應(yīng)使凸透鏡、光屏和燭焰的中心大致在同一高度．
（2）掌握有關(guān)凸透鏡對(duì)光線的作用，掌握三條特殊的光線，知道由焦點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)平面鏡后平行于主光軸．
（3）掌握凸透鏡成像及其應(yīng)用．
U＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
U=2f，物體成倒立、等大的實(shí)像，應(yīng)用于粗測(cè)焦距．
2f＞U＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
U＜f，成正立、放大的虛像，應(yīng)用于放大鏡．
凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小．
（4）要解決此題，需要知道凸透鏡成倒立的實(shí)像．若燭焰的像成在光屏的上方，說(shuō)明燭焰的位置太靠下，所以燭焰要相對(duì)于凸透鏡向上移動(dòng)．

解答：解：（1）在凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將凸透鏡放在蠟燭和光屏的中央，而小明將蠟燭放在中間了；光屏的中心沒(méi)有與凸透鏡和燭焰的中心在同一高度處，這樣燭焰的像不能成在光屏的中央甚至成不在光屏上．
（2）無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏中心都只能看到一個(gè)大小不變的圓形光斑，這說(shuō)明光通過(guò)凸透鏡后為平行光，所以蠟燭放在了凸透鏡的焦點(diǎn)上．
（3）當(dāng)U=20cm時(shí)，物體成等大的像，所以2f=20cm，即f=10cm；
若把蠟燭移到距凸透鏡25cm處，此時(shí)物距增大，則像距減小，所以應(yīng)將光屏向靠近透鏡方向移動(dòng)；
當(dāng)U=25cm＞2f時(shí)，由凸透鏡成像規(guī)律可知，成倒立、縮小的實(shí)像，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
（4）由于凸透鏡成的是倒立的實(shí)像，所以由于蠟燭太短而使得像在光屏中心的上方．所以應(yīng)將蠟燭向上調(diào)或?qū)⑼雇哥R向下調(diào)．
故答案為：（1）①蠟燭、凸透鏡和光屏不在同一高度上；②蠟燭、凸透鏡和光屏放置的順序有錯(cuò)誤．
（2）蠟燭放置在凸透鏡焦點(diǎn)的位置上．
（3）靠近透鏡；縮小；照相機(jī)．
（4）下．

點(diǎn)評(píng)：此題是探究凸透鏡成像的規(guī)律，考查了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，在擺放器材時(shí)不僅要注意順序，同時(shí)要注意調(diào)節(jié)凸透鏡、光屏、燭焰的中心在同一高度．