Question

3．某同學(xué)做“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)，他在水平放置的光具座上放上蠟燭、透鏡、光屏，并且調(diào)節(jié)三者的高度，使它們的中心大致在同一高度．

（1）將點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡固定好位置后，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，你認(rèn)為可能出現(xiàn)的原因應(yīng)該是蠟燭位于凸透鏡一倍焦距處（或物距等于一倍焦距）．
（2）小明和小紅他們都將燃燒的蠟燭放在離凸透鏡20cm處（如圖所示），但小明在光屏上得到一個(gè)倒立、縮小的像，小紅在光屏上得到的像卻是倒立放大的，分析原因是小明使用的透鏡的焦距小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）小紅使用的透鏡的焦距．生活中的照相機(jī)是小明（選“小明”或“小紅”）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的應(yīng)用．若小明要在光屏上得到與小紅光屏上性質(zhì)一樣的像，他應(yīng)該把蠟燭向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)．
（3）在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)蠟燭從很遠(yuǎn)處向二倍焦距處移動(dòng)時(shí)，物體移動(dòng)的速度大于像移動(dòng)的速度（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）如果物體放在凸透鏡的焦點(diǎn)上，物體射出的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行射出，所以無(wú)論如何移動(dòng)光屏，都得到一個(gè)大小不變的光斑．
（2）在物距一定時(shí)，凸透鏡的焦距越大，物體到凸透鏡的距離相對(duì)越小．凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像增大．照相機(jī)要進(jìn)行近距離拍攝更大的像，在物距一定時(shí)，選擇焦距越小，得到的像越大．
（3）物體從無(wú)限遠(yuǎn)向凸透鏡的一倍焦距移動(dòng)時(shí)，凸透鏡成倒立的實(shí)像，物體移動(dòng)的速度和像移動(dòng)的速度不同．物體在無(wú)限遠(yuǎn)向凸透鏡的二倍焦距移動(dòng)時(shí)，像在凸透鏡的一倍焦距向二倍焦距移動(dòng)，物體移動(dòng)的速度大于像移動(dòng)的速度．物體從二倍焦距向一倍焦距移動(dòng)時(shí)，像從二倍焦距向無(wú)限遠(yuǎn)處移動(dòng)，物體移動(dòng)的速度小于像移動(dòng)的速度．

解答 解：（1）小明將點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡固定好位置后，物距一定，無(wú)論如何移動(dòng)光屏，光屏上都得到大小相同的光斑，蠟燭應(yīng)該放在了凸透鏡的焦點(diǎn)上．
（2）在物距一定時(shí)，凸透鏡的焦距越大，物距相對(duì)越小，像距越大，像越大，所以小紅使用的凸透鏡的焦距大于小明使用的凸透鏡的焦距．生活在用照相機(jī)進(jìn)行微距拍攝，照相機(jī)鏡頭的焦距越小，像越大．小明得到的像是倒立、縮小的實(shí)像，要得到和小紅那樣放大的像，要減小物距，增大像距，所以蠟燭向右移，同時(shí)光屏右移．
（3）蠟燭沿凸透鏡的主軸從遠(yuǎn)處向凸透鏡二倍焦距處移動(dòng)，像從凸透鏡的一倍焦距向二倍焦距移動(dòng)，物體移動(dòng)的速度大于像移動(dòng)的速度．
故答案為：（1）蠟燭位于凸透鏡一倍焦距處（或物距等于一倍焦距）；（2）小于；小明；右；（3）大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容比較新穎，考查了物距一定時(shí)，凸透鏡的焦距越小，像越大；像沒(méi)有呈現(xiàn)在光屏的中心的原因及如何調(diào)節(jié)；根據(jù)成像性質(zhì)與物距和焦距的關(guān)系求出凸透鏡的焦距；凸透鏡成實(shí)像的實(shí)驗(yàn)結(jié)論．