Question

5．某物理小組在實驗室探究“凸透鏡成像規律”的實驗中：
（1）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在桌面同一直線上．點燃蠟燭后，調節燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度上．
（2）某同學的實驗數據如表：

次數	物體到凸透鏡 的距離u/cm	像到凸透鏡的 距離/cm	像的大小 （放大或縮小）	像的正倒	像的虛實
l	30	15		倒	實
2	20	20	等大	倒	實
3	15		放大	倒
4	10	/	不成像	/	/
5	8	/	放大		虛

①該凸透鏡的焦距為10cm；
②請將表格中4個空格填寫完整．
（3）照相機是利用第1次實驗得出的成像規律來工作的．
（4）小組同學在實驗過程中，當三者在如圖所示位置時，光屏上恰好能成燭焰清晰的像，請你將燭焰所成像的大致輪廓描畫在光屏上．

Answer 1

分析 （1）在實驗中，為使像能成在光屏的中心，應調整燭焰、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度；
（2）當u=2f時，成倒立、等大的實像，此時v=2f；根據光路可逆填空；
（3）當u＞2f時，成倒立、縮小的實像；
（4）因為光線過光心不改變方向，所以根據光線過光心不改變方向，作出蠟燭經凸透鏡成的像，這是比較常用的方法．

解答 解：（1）點燃蠟燭后，調節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；
（2）①由表格可知，當成倒立、等大實像時，物距等于二倍焦距，所以焦距f=10cm；②有光路可逆可知：當物距為30cm時，像距為15cm，成倒立、縮小的實像；當物距為15cm時，像距為30cm，成倒立、放大的實像；物距為8cm時，物距小于焦距，成正立、放大的虛像；
（3）當物距大于二倍焦距時，成的是倒立、縮小的實像，其應用是照相機，故是第1次實驗；
（4）從燭焰的頂端射出的光線經凸透鏡光心直接照射到光屏上，從燭焰底部射出的光線經凸透鏡光心直接照射到光屏上，如圖：

故答案為：（1）同一高度；（2）①10；②30；縮小；正立；實像；（3）1；（4）如上圖．

點評 此題主要考查凸透鏡的會聚作用以及凸透鏡成像規律，此題對學生的要求比較高，有一定的拔高難度．