Question

5．小明利用圖示裝置來(lái)做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)

（1）為了便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)環(huán)境應(yīng)該較暗（選填“較亮”或“較暗”）一些．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)調(diào)整燭焰、光屏的中心位于同一高度．
（2）如圖1所示，當(dāng)凸透鏡位于光具座上A處時(shí)，恰好在光屏上成清晰的像，這個(gè)像是倒立（選填“倒立”或“正立”）、放大（選填“放大”、“縮小”或“等大”）的像．生活中常用的投影儀就是利用這個(gè)原理制成的．
（3）在保持（2）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標(biāo)出）光屏上再次成清晰的像，成的是縮�。ㄟx填“放大”、“縮小”或“等大”）的像．
（4）在上述探究括動(dòng)中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L(zhǎng)₀，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L(zhǎng)，如圖2所示．則該透鏡焦距f＜L（選填“＞”、“＜”或“=”）．透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離s=L₀-2L（用L₀、L表示）．
（5）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，蠟燭變短了，則光屏上燭焰的像也將逐漸向上移動(dòng)．要使?fàn)T焰的像仍然成在光屏的中心，應(yīng)該將光屏向上移動(dòng)（填“上或下”）．
（6）某次實(shí)驗(yàn)中，在燭焰、光屏中心位于凸透鏡主光軸上的情況下，若固定蠟燭與透鏡，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，屏上都不出現(xiàn)清晰像，原因可能是u=f或u＜f．若固定光屏與透鏡，無(wú)論怎樣移動(dòng)蠟燭，屏上都不出現(xiàn)清晰像，原因可能是v＜f或v=f．

Answer 1

分析 （1）因?yàn)橐�觀察燭焰在光屏上所成的像，所以實(shí)驗(yàn)環(huán)境越暗，觀察效果越好；
要使像成在光屏中央，應(yīng)該調(diào)節(jié)三者中心在同一高度；
（2）2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀；
（3）當(dāng)物距大于像距成實(shí)像時(shí)，應(yīng)該成倒立縮小實(shí)像；
（4）對(duì)比（2）（3）成像條件，結(jié)合燭焰和光屏之間距離不變，分析解答．
（5）根據(jù)凸透鏡成倒立實(shí)像的原理，物體相對(duì)于凸透鏡向下移動(dòng)，則像向上移動(dòng)；
（6）光屏上得不到燭焰像的情況有三種：①成的像是虛像，虛像是不會(huì)成在光屏上的；②成實(shí)像，但由于燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度上，雖然成的是實(shí)像，但光屏上顯示不出來(lái)；③不成像，當(dāng)物體位于焦點(diǎn)上，即u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像．

解答 解：（1）在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，為了便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)該較暗一些；
實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)調(diào)整燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心在同一高度，目的是將像呈現(xiàn)在光屏中央；
（2）如圖1所示，當(dāng)凸透鏡位于光具座上A處時(shí)，恰好在光屏上成清晰的像，由圖可知此時(shí)物距小于像距，即物距在一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立放大實(shí)像，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀；
（3）在保持（2）中蠟燭和光屏位置不變的情況下，將凸透鏡向右移到B處（圖中未標(biāo)出），相當(dāng)于增大物距，減小像距，當(dāng)光屏上再次成清晰的像時(shí)，此時(shí)應(yīng)該物距大于二倍焦距，則所成像應(yīng)該為倒立縮小的實(shí)像；
（4）在上述探究活動(dòng)中，若已知蠟燭與光屏間的距離為L(zhǎng)₀，與凸透鏡第一次所在位置A間的距離為L(zhǎng)，成倒立放大實(shí)像條件是f＜U＜2f，如圖2所示，則該透鏡焦距f＜L；當(dāng)凸透鏡移至B位置時(shí)，因?yàn)樵诠鈱紊铣霈F(xiàn)清晰的像，根據(jù)光的可逆性原理，可以假設(shè)蠟燭在光屛位置時(shí)，像應(yīng)成在原蠟燭位置，因此，光屏到透鏡位置B的距離應(yīng)為L(zhǎng)，故透鏡先后兩次所在位置A、B之間的距離s=L₀-2L；
（5）由于凸透鏡成倒立的實(shí)像，所以蠟燭燒短后，光屏上燭焰的像將向上移動(dòng)；因此要使?fàn)T焰的像仍然成在光屏的中心，應(yīng)該將光屏向上移動(dòng)．
（6）若固定蠟燭與透鏡，無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏，屏上都不出現(xiàn)清晰像，原因可能是u＜f，成的像是虛像，虛像是不會(huì)成在光屏上或u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像；
若固定光屏與透鏡，無(wú)論怎樣移動(dòng)蠟燭，屏上都不出現(xiàn)清晰像，原因可能是像距小于焦距，或u=f時(shí)，此時(shí)不成像，所以光屏上也得不到燭焰的像；
故答案為：（1）較暗；同一高度；     
（2）倒立；放大；投影儀；   
（3）縮�。�     
（4）＜；L₀-2L；
（5）上；上；       
（6）u=f或u＜f；v＜f或 v=f．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于凸透鏡成像規(guī)律的理解和掌握，熟記成像條件，靈活運(yùn)用是解決實(shí)際問(wèn)題的關(guān)鍵．