Question

【題目】小明利用一未知焦距的凸透鏡探究透鏡的成像規律，進行了如下操作并得到了相關結論，請你將空缺部分補充完整。

(1)將一束平行光射向凸透鏡，得到如圖所示的光路圖，則該透鏡的焦距為______cm。

(2)將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使燭焰、透鏡和光屏三者的中心大致在________________。

(3)按如圖所示的方案進行實驗和觀察，并將觀測情況記錄在下表中．

①上表中實驗序號2中像的性質為___________，實驗序號4中像距為______cm。

②當燭焰從遠處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向_______(選填“靠近”或“遠離”）透鏡的方向移動。

③若在光屏上得到如圖所示的圖像，成像在光屏的左上角。若要通過調整透鏡讓像在光屏的中央，應向_____________（右下，左上，右上，左下）調節。

④無論怎樣左右移動光屏，都不能在光屏上呈現出燭焰的像。請你分析其中的原因。

（請寫出兩個）（1）________________________（2）_____________________

Answer 1

【答案】10 同一高度上 倒立縮小的實像 30 遠離 右下 燭焰位于焦點上 燭焰放在一倍焦距以內

【解析】

（1）如圖，平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚在主光軸上一點，這點是凸透鏡的焦點，焦點和光心之間的距離是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是10cm．

（2）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．

（3）①凸透鏡的焦距是10cm，物距為25cm時，u＞2f，成倒立、縮小的實像．凸透鏡的焦距是10cm，物距為15cm時，2f＞u＞f，成倒立、放大的實像．當物距為30cm時，像距為15cm，根據光路是可逆的，所以當物距為15cm時，像距為30cm．

②當燭焰從遠處向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，說明凸透鏡成實像，凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，所以當燭焰從遠處向透鏡靠近時，光屏應向遠離凸透鏡的位置移動．

③此時燭焰的像在光屏的左上角，根據燭焰射出的光線經光心不改變方向，所以凸透鏡向右下角移動．

④光屏上不能發現燭焰的像，原因可能有：

蠟燭放在一倍焦距以內，成虛像；

蠟燭正好放在一倍焦距上，不能成像；

燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度處，像未成在光屏上；

光具座太短，小于光屏的調節范圍（任選其中兩條便可）．