Question

10．下面是小玲和小美同學(xué)探究凸透鏡成像規(guī)律．
（1）在探究前，小玲將三個凸透鏡分別正對太陽光，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏間的距離，使太陽光在光屏上會聚一點(diǎn)，量得凸透鏡帶光屏的距離分別為48cm、15cm和4cm，為了便于在光具座上找出凸透鏡成像的規(guī)律，小玲應(yīng)選擇焦距為15cm的那個凸透鏡進(jìn)行實驗．
（2）實驗時蠟燭、凸透鏡、光屏中心應(yīng)該大致在同一高度．
（3）當(dāng)燭焰移動到離凸透鏡的距離只有12cm時，光屏放在凸透鏡的另一側(cè)，不管怎樣位置都承接不到實像，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是物距小于焦距，凸透鏡成虛像，虛像不能呈現(xiàn)在光屏上．如果用眼來觀察蠟燭的像，眼睛、蠟燭、凸透鏡的位置排列順序是同側(cè)．
（4）如果光屏上得到一個放大的像，則蠟燭距凸透鏡的距離小于30cm，光屏距凸透鏡的距離大于30cm（填大于、等于或小于）．投影儀是這種現(xiàn)象的應(yīng)用．

Answer 1

分析 （1）探究凸透鏡成像時，光具座的長度要大于凸透鏡的4倍焦距；凸透鏡的焦距太小時，不便于操作實驗．
（2）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央位置．
（3）實像能在光屏上呈現(xiàn)，虛像不能在光屏上呈現(xiàn)．
（4）根據(jù)物距和焦距的關(guān)系判斷成像情況和應(yīng)用：
u＞2f，成倒立、縮小的實像，物像在凸透鏡的異側(cè)，應(yīng)用于照相機(jī)和攝像機(jī)．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，物像在凸透鏡的異側(cè)，應(yīng)用于幻燈機(jī)和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，物像在凸透鏡的同側(cè)，應(yīng)用于放大鏡和老花鏡．

解答 解：（1）一般課桌的長度大約是100cm，如果采用焦距是48cm的凸透鏡進(jìn)行實驗，實驗需要的長度至少是4×48cm=192cm，這個長度大于課桌的長度，操作不方便；如果采用焦距是15cm的凸透鏡進(jìn)行實驗，實驗需要的長度至少是4×15cm=60cm，這個長度小于課桌的長度，器材合適；如果采用焦距是4cm的凸透鏡進(jìn)行實驗，實驗需要的長度至少是4×4cm=16cm，這個長度雖然小于課桌的長度，但是實驗范圍比較小，不易操作實驗．故選擇焦距為15cm的凸透鏡．
（2）點(diǎn)燃蠟燭后，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心與燭焰中心大致在同一高度．其目的是使像成在光屏的中央．
（3）凸透鏡的焦距是15cm，物距是12cm，u＜f，成正立、放大的虛像，虛像不能承接在光屏上，所以不管怎樣位置光屏都承接不到實像．
凸透鏡成虛像時，物像在凸透鏡的同側(cè)，所以眼睛要在光屏一側(cè)通過凸透鏡觀察蠟燭．
（4）光屏上能承接到的像是實像，凸透鏡成倒立、放大的實像，2f＞u＞f，v＞2f，所以蠟燭和凸透鏡的距離大于15cm而小于30cm，光屏到凸透鏡的距離大于30cm，應(yīng)用于投影儀或幻燈機(jī)．
故答案為：（1）15；（2）同一高度；（3）物距小于焦距，凸透鏡成虛像，虛像不能呈現(xiàn)在光屏上；同側(cè)；（4）小于；大于；投影儀．

點(diǎn)評 （1）凸透鏡成像的三種情況和應(yīng)用是凸透鏡成像習(xí)題的重要依據(jù)，一定要熟練掌握．
（2）光屏上是否能承接到像是判斷實像和虛像的最佳方法．
（3）探究凸透鏡成像實驗時，光具座的長度至少為凸透鏡焦距的4倍，這是選擇實驗器材的重要依據(jù)．