Question

用焦距未知的凸透鏡“探討凸透鏡成像規律”實驗：通過調整物距及像距，在光屏上得到倒立、縮小的像，測量并記錄物距和像距，實驗序號為1、2；通過調整物距再做兩實驗，在光屏上得到倒立、放大的像，測量并記錄物距和像距，實驗序號為3、4．

（1）在實驗前，需要調節凸透鏡、光屏的高度，使它們的中心和燭焰的中心大致在______上，這樣做的目的是______；
（2）如圖是實驗序號4對應的實驗圖，請將物距、像距填寫在表格中；

像的性質	實驗序號	物距u/cm	像距v/cm
倒立、縮小的像	1	50	16
	2	30	20
倒立、放大的像	3	20	30
	4

（3）分析前面的4組數據及對應的現象，為了盡快在光屏上得到倒立等大的像，你的做法是：______，進行完此操作后，把測得的物距與凸透鏡焦距對比，發現當物距μ=24cm時，能得到倒立、等大的實像．用你學過的知識判斷，此透鏡的焦距為______cm．
（4）把物距調節到小于______cm時，用眼睛透過凸透鏡觀察燭焰，發現一個正立、放大的虛像．

Answer 1

解：（1）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，使完整的像成在光屏中央．
（2）由凸透鏡成像規律，根據光路的可逆性可知，實驗序號4對應的物距、像距如下表所示：
（3）由凸透鏡成像規律可知，物距等于二倍焦距成倒立等大實像，則將凸透鏡向右移動，使物距等于像距即可．當物距u=24cm時，能得到倒立、等大的實像．則2f=24cm，此透鏡的焦距f=12cm．
（4）已知此透鏡的焦距f=12cm，由凸透鏡成像規律可知，則把物距調節到小于12cm時，用眼睛透過凸透鏡觀察燭焰，發現一個正立、放大的虛像．
故答案為：（1）同一高度；完整的像成在光屏中央
（2）見下表：

像的性質	實驗序號	物距u/cm	像距v/cm
倒立、縮小的像	1	50	16
	2	30	20
倒立、放大的像	3	20	30
	4	16	50

（3）將凸透鏡向右移動，使物距等于像距；12
（4）12．
分析：（1）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．
（2）凸透鏡成像規律：物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大實像，像距大于二倍焦距．
物距大于二倍焦距成倒立縮小實像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距．
（3）物距等于二倍焦距成倒立等大實像，根據圖中蠟燭、凸透鏡、光屏的位置確定做法．
（4）物距小于焦距成正立、放大的虛像．
點評：此題主要考查了凸透鏡成像的規律及應用，平時要熟練掌握凸透鏡成像的規律，能做到舉一反三．