Question

6．小明在做“探究凸透鏡成像規律”的實驗時，選用的實驗器材如圖所示．
（1）小明同學按圖所示的裝置放好蠟燭和凸透鏡后，左右移動光屏始終得不到燭焰完整的像，其原因是：燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心沒有放在同一高度上．
（2）該同學作了適當調整后，按要求進行觀察和測量，并將觀測情況記錄在表中．
①實驗序號2中所成像的性質為倒立（選填“倒立”或“正立”）縮小的實像；實驗序號3所成像為等大（選填“放大”、“縮小”或“等大”）倒立的實像；實驗序號5的成像特點，生活中常用的放大鏡就是利用這個原理制成的．
②實驗序號4中的像距為30cm．
③實驗中所用透鏡的焦距為10cm．
（3）當燭焰從遠處向凸透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向遠離（選填“靠近”或“遠離”）凸透鏡的方向移動．

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質
l	30	15	倒立縮小的實像
2	25	16.7
3	20	20	倒立的實像
4	15		倒立放大的實像
5	5	\	正立放大的虛像

Answer 1

分析 （1）實驗前必須將燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心放在同一高度上，目的是為了使像能完全的成在光屏的中央．
（2）根據凸透鏡成像的四種情況和應用進行判斷：
u＞2f，成倒立、縮小的實像，應用于照相機和攝像機．
u=2f，成倒立、等大的實像，一般用來測量凸透鏡的焦距．
2f＞u＞f，成倒立、放大的實像，應用于幻燈機和投影儀．
u＜f，成正立、放大的虛像，應用于放大鏡和老花鏡．
光的折射中光路是可逆的．
（3）凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大．

解答 解：（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，像才能成在光屏的中心．
如不能得到完整的像，是因為燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心沒有放在同一高度上；
（2）①由實驗3可知，u=v=2f=20cm，成倒立、等大的實像，所以凸透鏡的焦距是：f=10cm；
實驗2，u＞2f，成倒立、縮小的實像；
實驗5，u＜f，成正立、放大的虛像，應用于放大鏡；
②因為實驗1，u＞2f，成倒立、縮小的實像．物距為30cm時像距為15cm，根據光的折射中光路是可逆的，所以實驗4中，物距是15cm，像距是30cm；
③根據對實驗3的分析可知，實驗中所用透鏡的焦距為10cm；
（3）像能呈現在光屏上是實像，凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大，所以燭焰從遠處向透鏡靠近時，光屏應向遠離透鏡的方向移動．
故答案為：（1）燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心沒有放在同一高度上；（2）①倒立；等大；放大鏡；②30；③10；（3）遠離．

點評 凸透鏡成像的三種情況和應用，以及凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大，都是凸透鏡成像習題的重要依據．