Question

20．在”探究凸透鏡成像規律“的實驗中：
（1）實驗時應將燭焰、凸透鏡和光屏三者中心調節到同一高度，目的是為了使像清晰的成在光屏的中央；實驗過程中，燃燒的蠟燭在不斷縮短，導致光屏成的像向上移動，可以適當將凸透鏡向下調節．
（2）按要求進行觀察和測量，并將觀測情況記錄在下表中（透鏡焦距f=10cm）．

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質
1	30	15	倒立、縮小、實像
2	25	20	倒立、等大、實像
3	20	23	倒立、放大、實像
4	15		倒立、放大、實像
5	5	/	正立、放大、虛像

①根據上表信息，試判斷：當滿足u=22cm時，成倒立、縮小的實像．
②根據折射現象中光路是可逆的，得出第4次實驗的像距v=30cm；
③第5次實驗，要觀察到正立、放大的虛像，眼睛應與蠟燭在凸透鏡的異（選填“同”或“異”）側；
④通過對實驗數據的分析可得出，二倍焦距處是放大與縮小的實像的分界點．
（3）把蠟燭放在距凸透鏡25cm的位置，移動光屏，在光屏上形成清晰的像“A”；接著把蠟燭放在距凸透鏡28cm的位置，再移動光屏，在光屏上形成清晰的像“B”．由實驗可知像“A”大于（選填“大于”或“小于”）像“B”．

Answer 1

分析 （1）探究凸透鏡成像的實驗時，應使像呈現在光屏的中央；燭焰在光屏上的像偏高，若要使燭焰成像在光屏的中心，應將蠟燭向上調，這樣像會向下移動；
（2）①凸透鏡成像時，u＞2f，成倒立、縮小的實像；
②根據光路的可逆性，由1的數據可知4的數據；
③凸透鏡成虛像時，像與物體同側；
④根據數據，成等大像的位置應該時放大和縮小實像的分界點．
（3）凸透鏡成像中，當u＞2f時，成倒立縮小的實像，凸透鏡成實像時，物近像遠像變大．

解答 解：
（1）為了能使像清晰的成在光屏的中央位置，要調整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度；
蠟燭燃燒一段時間后變短，燭焰中心的高度降低，燭焰在光屏上的像向上移動，在光屏的上方．要想使像重新回到光屏的中心，應將光屏向上移，或凸透鏡向下方移動．
（2）①已知透鏡焦距f=10cm，當u=22cm時，u＞2f，此時成成倒立、縮小的實像；
②折射時光路是可逆的，由第一組數據知，物距為30cm時，像距為15cm，所以當物距為15cm時，像距為30cm；
③第5次實驗中u=5cm＜f，成虛像，虛像與蠟燭在凸透鏡的同側，所以要觀察虛像，眼睛應與蠟燭在凸透鏡的異側觀察；
④由表格中數據知，當物距等于20cm時，成等大的實像，大于20cm時，成縮小的實像，小于20cm時，成放大的實像，可知20cm=2f處是成放大和縮小實像的分界點．
（3）把蠟燭放在距凸透鏡25cm的位置，即u＞2f時，由凸透鏡成像規律可知，成倒立縮小的實像A，
把燭焰放在距凸透鏡28cm處時，即u＞2f時，由凸透鏡成像規律可知，成倒立縮小的實像B，
根據凸透鏡成實像時，物近像遠像變大，可知，像“A”大于像“B”．
故答案為：（1）使像清晰的成在光屏的中央；上；下；
（2）①縮小；②30；可逆；30；③異；④二；
（3）大于．

點評 本題考查學生觀察凸透鏡成像實驗的掌握，要牢記凸透鏡成像的規律，并能靈活運用．