Question

【題目】小雯用自制的水凸透鏡(當向水凸透鏡里注水時焦距變小，抽水時焦距變大)來探究“凸透鏡成像規律”。

(1)如圖甲所示，讓一束平行于主光軸的光射向水凸透鏡，在光屏上出現一個最小、最亮的光斑，則此水凸透鏡的焦距為________cm。

(2)將蠟燭、凸透鏡固定在光具座上，點燃蠟燭后，無論怎樣移動光屏都不能在光屏上得到像，請你指出其中一條可能的原因：________________________________。

(3)調整后，小雯將蠟燭、水凸透鏡和光屏調整至如圖乙所示的位置時，光屏上出現清晰的燭焰像，此像的性質是倒立、_____的實像。小雯接著在蠟燭和光屏位置都不變的情況下，將水凸透鏡移至光具座_____cm刻度處，再次得到清晰的燭焰像。然后，小雯利用注射器從水凸透鏡中向外抽取少許水，光屏上原來清晰的像變得模糊不清，小雯要想重新得到清晰的燭焰像，在蠟燭和水凸透鏡的位置都不變的情況下，應將光屏向________(選填“遠離”或“靠近”)水凸透鏡的方向移動。

Answer 1

【答案】10.0蠟燭放在凸透鏡的1倍焦距以內，成的像為虛像，虛像無法用光屏承接縮小25遠離

【解析】

（1）焦距是從焦點到凸透鏡的距離；所以此水凸透鏡的焦距是：f=60.0cm-50.0cm=10.0cm；

（2）探究凸透鏡成像的實驗時，若光屏上沒有像，可能是因為物距小于焦距，成了虛像，不能成在光屏上；有可能光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像無法成在光屏上；也可能物體在焦點上，不能成像；

（3）由圖知道，此時物距是：u=40.0cm-10.0cm=30.0cm，即物體處于2倍焦距之外，所以成倒立縮小的實像，又因為像距是：v=55.0cm-40.0cm=15.0cm，根據光路的可逆性，在蠟燭和光屏位置都不變的情況下，將透鏡移至距蠟燭即此時物距是u'=15.0cm，此時的相距是：v'=30.0cm，即透鏡移至光具座10.0cm+15.0cm=25.0cm處，可在光屏上呈現倒立放大的像；當把“水凸透鏡”水向外抽取時，使其變薄、凸透鏡對光線的會聚能力減弱，使像成在原來像的后方，所以要想重新得到清晰的像，應將光屏向遠離透鏡的方向移動。