Question

小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規(guī)律，進(jìn)行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論．請你通過試題提供的信息，完成下列填空．
（1）將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖所示的光路圖．則該透鏡的焦距為______cm．
（2）將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在______．
（3）按要求進(jìn)行觀察和測量，并將觀測情況記錄在下表中．

實(shí)驗(yàn)序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15
2		20	等大、倒立的實(shí)像
3	15		放大、倒立的實(shí)像
4	5	/	光展上無像

①上表中實(shí)驗(yàn)序號1中像的性質(zhì)為______；
②上表中實(shí)驗(yàn)序號2中物距為______cm；
③上表中實(shí)驗(yàn)序號3中的像距為______cm；
④實(shí)驗(yàn)序號4中像不能成在光屏上，其原因是______；
⑤當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時（在u＞10cm范圍內(nèi)），若仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向______（靠近/遠(yuǎn)離）透鏡的方向移動．

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)凸透鏡焦點(diǎn)和焦距的定義進(jìn)行判斷．
探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)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．
凸透鏡成像的四種情況：
u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像，2f＞v＞f．
u=2f，成倒立、等大的實(shí)像，v=2f
2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虛像．
光路是可逆的．當(dāng)物距為30cm，像距是15cm，所以當(dāng)物距是15cm，像距為30cm．
凸透鏡成實(shí)像時，物距減小，像距增大，像增大．
解答：解：（1）平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm．
（2）蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心．
（3）①凸透鏡的焦距是10cm，物距為30cm，u＞2f，成倒立、縮小的實(shí)像．
②u=v=2f，成倒立、等大的實(shí)像，所以u=v=2f=20cm．
③當(dāng)物距為30cm，像距是15cm，因?yàn)楣饴肥强赡娴模�所以�?dāng)物距是15cm，像距為30cm．
④凸透鏡的焦距是10cm，物距為5cm，u＜f，成正立、放大的虛像，虛像不能成在光屏上．
⑤u＞10cm，凸透鏡成虛像，燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時，物距減小，像距增大，光屏要遠(yuǎn)離凸透鏡．
故答案為：（1）10；（2）同一高度上；（3）①縮小、倒立的實(shí)像；②20；③30；④凸透鏡成虛像，虛像不能成在光屏上；⑤遠(yuǎn)離．
點(diǎn)評：本題主要考查了凸透鏡的焦點(diǎn)、焦距、凸透鏡成像的幾種情況、光路可逆、凸透鏡成實(shí)像時，物距變化，像距變化情況等，綜合性比較強(qiáng)．