Question

小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規(guī)律，進行了如下操作并得到了相關結論．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，并使燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在________．
（3）按要求進行觀察和測量，并將觀測情況記錄在下表中．

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質
1	30	15
2		20	等大、倒立的實像
3	15		放大、倒立的實像
4	5	/	光展上無像

①上表中實驗序號1中像的性質為________；
②上表中實驗序號2中物距為________cm；
③上表中實驗序號3中的像距為________cm；
④實驗序號4中像不能成在光屏上，其原因是________；
⑤當燭焰從遠處向透鏡靠近時（在u＞10cm范圍內），若仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向________（靠近/遠離）透鏡的方向移動．

Answer 1

解：（1）平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點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，并使燭焰、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、縮小的實像．
②u=v=2f，成倒立、等大的實像，所以u=v=2f=20cm．
③當物距為30cm，像距是15cm，因為光路是可逆的，所以當物距是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，燭焰從遠處向透鏡靠近時，物距減小，像距增大，光屏要遠離凸透鏡．
故答案為：（1）10；（2）同一高度上；（3）①縮小、倒立的實像；②20；③30；④凸透鏡成虛像，虛像不能成在光屏上；⑤遠離．
分析：根據凸透鏡焦點和焦距的定義進行判斷．
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心．
凸透鏡成像的四種情況：
u＞2f，成倒立、縮小的實像，2f＞v＞f．
u=2f，成倒立、等大的實像，v=2f
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，v＞2f．
u＜f，成正立、放大的虛像．
光路是可逆的．當物距為30cm，像距是15cm，所以當物距是15cm，像距為30cm．
凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像增大．
點評：本題主要考查了凸透鏡的焦點、焦距、凸透鏡成像的幾種情況、光路可逆、凸透鏡成實像時，物距變化，像距變化情況等，綜合性比較強．