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(jìn)行了如下操作并得到了相關(guān)結(jié)論，請你將空缺部分補(bǔ)充完整．
（1）將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖1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?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在________．
（3）按如圖2所示的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察，并將觀測情況記錄在下表中．

實(shí)驗(yàn)序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質(zhì)
1	30	15	倒立、縮小的實(shí)像
2	25	16.7
3	20	20	倒立、等大的實(shí)像
4	15		倒立、放大的實(shí)像
5	5		正立、放大的實(shí)像

①表中實(shí)驗(yàn)序號2中像的性質(zhì)為________，實(shí)驗(yàn)序號4中像距為________cm．
②當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向________（選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）透鏡的方向移動．
③若在光屏上得到如圖2所示的圖象，成像在光屏的左上角．若要通過調(diào)整透鏡讓像在光屏的中央，應(yīng)向________（右下，左上，右上，左下）調(diào)節(jié)．

Answer 1

解：（1）當(dāng)u=20cm時，物體成等大的像，所以2f=20cm，即f=10cm；
（2）為了使像成在光屏的中央，必須調(diào)節(jié)燭焰的焰心、透鏡的光心、光屏的中心大致在同一高度上．
（3）①此時物距為25cm，大于2倍焦距20cm，則所成的像是倒立縮小的實(shí)像；
凸透鏡的焦距是10cm，物距為15cm時，2f＞u＞f，成倒立、放大的實(shí)像．當(dāng)物距為30cm時，像距為15cm，根據(jù)光路是可逆的，所以當(dāng)物距為15cm時，像距為30cm．
②因成實(shí)像時，物距越小，像距越大，實(shí)像越大，此時物距變小，則像距變大，因此光屏應(yīng)向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動．
③此時燭焰的像在光屏的左上角，根據(jù)燭焰射出的光線經(jīng)光心不改變方向，所以凸透鏡向右下角移動．
故答案為：（1）10；（2）同一高度上；（3）①倒立、縮小的實(shí)像；30；②遠(yuǎn)離； ③右下．
分析：（1）當(dāng)物距等于2倍焦距時成等大的倒立的實(shí)像；
（2）要知道凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)的要求，首先必須將燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心放在同一高度上；
（3）物體放在焦點(diǎn)之外時，在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實(shí)像，實(shí)像有縮小、等大、放大三種，物距越小，像距越大，實(shí)像越大．
物體成倒立、放大的實(shí)像時的像距正好等于物體成倒立縮小實(shí)像時的物距，物體成倒立、放大的實(shí)像時的物距正好等于物體成倒立縮小實(shí)像時的像距．
過光心的光線不改變方向進(jìn)行判斷．
點(diǎn)評：此題考查了對凸透鏡成像規(guī)律的理解，要熟練掌握凸透鏡成像的規(guī)律，光路的可逆性、過光心的光線方向不變．