Question

某實驗小組在實驗室中利用總長度為100cm的光具座探究凸透鏡成像規律的實驗，得到了表中的數據：

實驗序號	物距u/cm	像距v/cm	像的性質	u+v/cm
1	60	12	倒立、縮小的實像	72
2	30	15	倒立、縮小的實像	45
3	20	20		40
4	15	30	倒立、放大的實像	45
5	12	60	倒立、放大的實像	72

（1）將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，點燃蠟燭后，調節燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在

同一高度

．
（2）根據表中數據，第3次實驗中像的性質是

倒立等大的實像

，則該透鏡的焦距是

10cm

．
（3）對比l、5或2、4數據，發現蠟燭和光屏互換位置后仍得到清晰的像，這說明光路具有

可逆性

．
（4）在某次實驗中，通過調節在光屏上得到了倒立、縮小的像．現在固定凸透鏡的位置不變，把蠟燭向凸透鏡靠攏，為了得到清晰的像，光屏應該怎樣移動：

光屏應遠離凸透鏡

．
（5）要想得到燭焰正立、放大的虛像，應使蠟燭距凸透鏡

小于10cm

．

Answer 1

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）知道當物距等于2倍焦距時，成倒立等大的實像，此時像距等于物距．根據物距和像距的大小關系可判斷出成像的特點，同時可以計算出焦距．
（3）知道光路是可逆的．
（4）掌握凸透鏡成像的規律，凸透鏡成實像時，物近像遠像變大．物體靠近凸透鏡，所成的像將遠離凸透鏡，所成的像比原來變大．
（5）知道當物距小于焦距時，成放大正立的虛像．

解答：解：（1）為使像能成在光屏的中央，應調節凸透鏡、光屏、燭焰的高度，使它們的中心大致在同一高度．
（2）第三次實驗物距當于像距，等于20cm，所以此時成倒立、等大的實像．此時物距當于2倍焦距，即2f=20cm，所以f=10cm．
（3）1、5和2、4分別將蠟燭和光屏的位置互換，仍在光屏上成清晰的像，說明光路是可逆的．
（4）物體成實像時，符合物近像遠像變大的原則，若蠟燭靠近凸透鏡，則像將遠離凸透鏡，所以要在光屏上成清晰的像，應將光屏遠離凸透鏡．
（5）物距小于焦距時，成正立放大的虛像．所以要想得到燭焰正立、放大的虛像，應使蠟燭距凸透鏡小于10cm．
故答案為：（1）同一高度；（2）倒立等大的實像；10cm；（3）可逆性；（4）光屏應遠離凸透鏡；（5）小于10cm．

點評：此題是探究凸透鏡成像規律的實驗，要掌握實驗中應該注意的問題，熟練掌握凸透鏡成像特點與物距像距之間的關系．同時注意像的大小與物距、像距之間的大小關系．