Question

如圖所示，小王把凸透鏡正對著太陽光線，在凸透鏡的另一側放一張白紙，移動凸透鏡，在白紙上得到最小最亮的光斑，并量出亮點到凸透鏡光心的距離為30cm，接著他把凸透鏡、蠟燭、光屏安裝在水平桌面上，并開始實驗．

（1）可知凸透鏡的焦距為______．
（2）實驗中，小王把凸透鏡、蠟燭、光屏放在一條直線上如圖，點燃蠟燭，并調整凸透鏡和光屏，使它們的中心和燭焰的中心大致在同一高度，他這樣做的目的是______．
（3）如果使燭焰沿主軸遠離凸透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，則光屏應向______（填“遠離”或“靠近”）凸透鏡的方向移動．
（4）若水平桌面的長度約90cm，小王在實驗中可能會遇到什么問題？
答：______．
（5）仔細觀察下圖，想一想，像的正倒跟什么有關呢？答：______．

Answer 1

解：（1）在白紙上得到的亮點即為凸透鏡的焦點，焦距指的是焦點到光心的距離．由此可知該凸透鏡的焦距為30厘米．
（2）當物體通過凸透鏡成實像時，成的像要用光屏來承接，所以要調整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上，以保證物體的像能夠成在光屏的中心．
（3）根據凸透鏡成像的規律可知，當物體逐漸遠離凸透鏡時，物體所成的像距離凸透鏡越來越近且同時在變小．即物遠像近像變小，所以應將光屏靠近凸透鏡．
（4）凸透鏡的焦距為30厘米，當物距大于二倍焦距時，假定為65厘米，根據凸透鏡成像規律可知，此時的像距要大于一倍焦距，即大于30厘米．物距與像距的和大于桌面的長度，這樣在保證了物距的同時，光屏上將不能呈現清晰的像．
（5）照相機成的像是倒立的像，此時物距距離凸透鏡較遠．放大鏡成的像是正立的，此時物體距離凸透鏡較近．由此可知，凸透鏡成像的倒正應該與物體到透鏡的距離有關，嚴格的說成像的倒正情況取決于物距與焦距的關系．
故答案為：（1）30cm；（2）使燭焰清晰的像能承接在光屏的中心；（3）靠近；（4）光屏上將不能呈現清晰的像；（5）物距與焦距的關系．
分析：（1）題目中的操作方法是一種測量凸透鏡焦距的方法：平行光聚焦法，亮點為焦點，焦點到光心的距離為就焦距．由此可以確定其焦距是多少．
（2）調整凸透鏡、光屏、燭焰的中心大致在同一高度上，這樣做的目的是使物體的像能夠成在光屏的中心．
（3）根據凸透鏡成像規律，確定物距與像距的值的和是多少，再與桌面的長度比較就會發現問題．
（4）利用凸透鏡兩次成像的倒正情況進行對比，分析兩者的不同，即可確定凸透鏡成像的倒正與什么因素有關．
點評：凸透鏡成像的倒正情況與什么因素有關，也可以利用凸透鏡成像的規律來確定．當物距小于一倍焦距時，物體成正立的像，當物距大于一倍焦距時，物體成倒立的像．所以可以確定凸透鏡成像的倒正情況取決于物距與焦距的關系．