Question

6．小明利用一個未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規(guī)律，進行了如下操作并得到了相關結論．請你將空缺部分補充完整．
（1）將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖所示的光路圖．圖中10厘米表示的是該凸透鏡的焦距為10厘米．
（2）將蠟燭、透鏡和光屏依次放在光具座上，并使透鏡和光屏和燭焰三者的中心大大致在同一高度，目的是使像成在光屏中央．
（3）按要求進行觀察和測量，并將觀測情況記錄在表中．

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質
1	30	15	倒立、縮小的實像
2	25	16.7
3	20		倒立、等大的實像
4	15	30	倒立、放大的實像
5	5		正立、放大的虛像

①上表中實驗序號2中像的性質為倒立、縮小、實像，實驗序號4中像距為30厘米．
②當燭焰從遠處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向遠離（選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動．

Answer 1

分析 （1）平行于凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚于主光軸上一點，這個點就是焦點，透鏡光心到焦點的距離就是焦距；
（2）在凸透鏡成像的實驗中，蠟燭、凸透鏡和光屏應放置在同一條直線上，且蠟燭的火焰、光屏的中心和透鏡的中心應大致在同一高度．
（3）①凸透鏡成像時，u＞2f，成倒立、縮小的實像．光的折射中，光路是可逆的．
②凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大．

解答 解：（1）由圖可知：焦點到透鏡光心的距離等于焦距，所以圖中10厘米表示的是該凸透鏡的焦距為10厘米．即f=10cm．
（2）實驗過程中，將蠟燭、透鏡和光屏依次放在光具座上，調整凸透鏡和光屏的高度，使蠟燭、凸透鏡和光屏三者中心大致在同一高度，目的是使燭焰的像成在光屏的中央．
（3）①凸透鏡的焦距是10cm，物距是25cm，u＞2f，成倒立、縮小的實像．
光的折射中光路是可逆的，實驗1，當物距為30cm時，像距是15cm，所以實驗4，當物距為15cm時，像距是30cm．
②像能呈現(xiàn)在光屏上是實像，凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大，所以燭焰從遠處向透鏡靠近時，光屏應向遠離透鏡的方向移動．
故答案為：（1）該凸透鏡的焦距為10厘米；
（2）光具座，燭焰，同一高度，使像成在光屏中央；
（3）①倒立、縮小、實像；30；②遠離．

點評 凸透鏡成像的三種情況和應用，以及凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大，都是凸透鏡成像習題的重要依據．